復合載體夯擴樁在山西地區的施工應用

許園林

1 概述

復合載體夯擴樁是由北京波森特巖土有限公司研發的一種新型樁基技術。復合載體夯擴樁與普通意義上的樁有所區別，是由上部的鋼筋混凝土樁或預制樁和下部的復合載體共同構成，具有消除樁端應力擴散范圍土層的濕陷性，消除砂性土液化，改善樁端土層的受力狀態，形成整體復合承載能力的作用。山西大部分地區地基土層存在濕陷性問題，推廣應用復合載體夯擴樁，具有重要的意義。

2 工藝原理

復合載體夯擴樁的核心技術是對樁端周圍一定范圍內的土層通過夯擊擴大進行加固擠壓，并通過鋼筋混凝土樁身、夯填干硬性混凝土、夯填填充料等形成逐級應力擴散的合理復合承載的能力。

其施工順序為采用細長錘夯擊成樁孔，采用鋼護筒對樁孔進行護壁，將護筒沉到鋼筋混凝土樁體的設計標高后，采用細長錘夯擊護筒下土層至一定深度后，向孔內投入填充料和干硬性混凝土，用細長錘反復夯實、擠密，在樁端形成多層次的復合載體，最后放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土而形成的樁。

樁底的復合載體由四部分組成:夯實干硬性混凝土(低坍落度混凝土)、夯實填充料、擠密土體和影響土體。對于山西地區的濕陷性黃土，由于濕陷性的問題，處理方法大多為換土、強夯、灌注樁或靜壓樁，但存在造價較高，處理深度偏大，無法充分利用原土地基的承載能力問題。

復合載體夯擴樁施工工藝簡單，施工質量易于控制，施工速度快、承載力高、造價低、節省工期。正常情況下，每臺機組每臺班成樁10根，孔內夯擊，噪聲小、安全性好。施工時，可消納大量的現場建筑垃圾，有利于環境保護。

3 工藝流程及操作要點

1)復合載體夯擴樁施工工藝流程見圖1。

2)復測樁位線。放線人員依據規劃定點將樁位放線完畢，在施工前，組織技術員對所要打的樁位再進行一遍復測，確認無誤后方可進行施工。

3)樁機就位。檢查樁機設備工作是否正常，移動樁機就位，調整樁機垂直度。

4)沖擊成孔(鉆孔)。在確定所要打的樁位上，使護筒中心與樁位中心位對齊。先用細長錘低落距夯擊地面，在地面土體中形成一個淺孔，用反壓系統將護筒沉至孔底，并調整護筒垂直。若成孔困難，可用螺旋鉆輔助成孔。

5)沉護筒至設計標高。提高細長錘夯擊成孔，將護筒沉至孔底，經反復操作后，將護筒沉至設計標高處。當接近樁底標高時，控制重錘落距，準確將護筒沉至設計標高。如果在砂層中沖擊成孔困難，可采用長螺旋鉆成孔。

6)填料夯擊。護筒沉至設計標高后，提升重錘高出填料口，進行填料，錘做自由落體運動，夯擊填充料(填料量以錘底30 cm～50 cm為依據)。

7)實測三擊貫入度。承載體形成密實狀態后，在不填料的情況下，令重錘以6 m落距做自由落體運動。實測三擊貫入度，每級貫入度應比前擊小或相等，且三擊貫入度的累計值滿足設計要求;如不滿足設計要求，則應繼續填料夯擊至滿足三擊貫入度要求。

8)夯填干硬性混凝土。三擊貫入度滿足要求后，分次夯填0.2 m3～0.3 m3的干硬性混凝土，繼續夯擊至錘底出1 cm～2 cm或持平。

9)放鋼筋籠至設計標高。在護筒內放入預制鋼筋籠，測量鋼筋籠頂標高，使鋼筋籠沉至設計標高。

10)澆筑混凝土。從護筒填料口灌入混凝土，連續灌至樁頂標高，并適當進行超灌30 cm～50 cm。

11)拔護筒。混凝土澆筑完畢后，將護筒拔出，拔護筒時速度要慢，同時注意觀察鋼筋籠是否有位移。

12)振搗混凝土。振搗時，盡量一次插至樁底，要快插，并逐漸慢慢上拔至樁頂。

4 施工技術措施

1)樁位放線:首先由測量人員根據設計施工圖放出樁位線，由專人驗線并報監理單位核驗，做好樁位預檢記錄。2)移樁機就位，調整護筒垂直，確保其垂直度偏差不大于1%。3)放置鋼筋籠時，嚴禁高起高落，避免碰撞，以防彎曲變形;提升護筒時，觀察鋼筋籠是否有豎向位移。4)采取鋼筋籠加定位器等措施控制樁身鋼筋保護層厚度。鋼筋籠應校直，完成后，復測主筋間距、長度及箍筋間距，確保其在誤差范圍內。5)混凝土攪拌時，砂與碎石每車都要過秤計量，嚴格按混凝土施工配比計量;每盤料攪拌時間不少于2 min，坍落度控制在10 cm～14 cm。6)干硬性混凝土水泥、砂石配比為C25混凝土配比，用水量減少，以手攥成團為宜。7)派專人負責按有關規定留取混凝土試塊，每作業班至少留置一組標養試件，并隨時檢查混凝土坍落度是否滿足要求。試塊拆模后應盡快送實驗室進行標養。8)測三擊貫入度時嚴禁帶剎車和離合，測量要細致、準確，如實記錄測量數據。9)夯填干硬性混凝土后，立即灌入少量混凝土約20 cm～30 cm，且要求混凝土的和易性要好，以確保結合處的樁體質量。10)成樁過程中隨時測量對鄰樁的影響，發現鄰樁水平及豎向位移超過30 mm，則停止夯擊。11)樁身混凝土應連續澆筑，混凝土澆筑時，應適當超灌至設計樁頂標高以上30 cm～50 cm;混凝土振搗要密實。12)拔出護筒時速度要慢，對含水率小的填土，粉土，粘土，以1 m/min～2 m/min為宜。對含水率大的填土，粉土，粘土，以1 m/min為宜。特別是剛開始拔時，注意不要將護筒內混凝土及鋼筋籠帶起，造成樁身混凝土與干硬混凝土(復合載體)結合不密實。

5 效益分析

采用復合載體夯擴樁作為地基處理方案，具有施工工藝簡單，施工速度較快、單樁承載力高、施工中在孔內夯擊，噪聲小、安全性好的特點。施工時，可充分利用建筑固體垃圾或較為廉價的建筑材料作為夯填料，方便就地取材，大幅降低基礎處理的成本。通過幾個項目的應用，它比常見地基處理方法節約造價15%～45%，是地基處理中比較經濟、有效可靠的地基加固新技術，在山西地區具有廣闊的市場前景，但由于需要進行夯擊，在對振動敏感的地區及地下承壓水位較高地區應慎重使用。

6 應用實例

實例一:山西省運城地區香榭麗舍小區采用復合載體夯擴樁基礎建成住宅樓13棟，13層剪力墻結構。該基礎采用樁長8 m，樁徑410mm，樁間距1.8m。樁體混凝土強度等級C25，單樁豎向承載力特征值不低于500 kN。于2009年10月15日開始基礎施工，2010年1月5日完成。施工完成后對10根工程樁進行了試樁，承載力均達到了設計值，沉降觀測結果符合規范要求。工程質量好，施工進度快，受到建設、監理單位好評。

實例二:山西省侯馬市華翔書香花苑小區建成住宅樓一棟，基礎工程采用復合載體夯擴樁技術。該樓長80.4 m，寬16.8 m，16層剪力墻結構。采用復合載體樁基礎，樁徑450 mm、樁①有效樁長9.8 m，29根;樁②有效樁長8.3 m，216根。樁體混凝土強度等級C25，單樁豎向承載力特征值不低于715 kN。于2010年3月15日開始基礎施工，2010年4月5日完成。施工完成后對4根工程樁進行了試樁，承載力均達到了設計值，沉降觀測結果符合規范要求。

7 結語

從復合載體夯擴樁的工藝原理及施工控制，通過在幾個項目的應用，發現對于濕陷性黃土地基的處理具有相當的優勢，通過將原土加固與樁基各自的優點有機的結合，可將樁基礎與天然地基的優勢充分發揮出來。復合載體在整個過程中起到了緩沖作用，也有擴大持力層有效承載面積的作用，且填充料采用建筑垃圾、碎石、工業廢料等，在降低造價的同時，也消化了一些難以處理的垃圾，綠色環保。

［1］ 李巨文，常洪信，郭總理.采用建筑垃圾夯擴樁處理軟弱地基的設計與施工［J］.建筑技術，2002(13):97-99.

［2］ 鄺根發.夯擴樁在房屋建筑工程中的應用［J］.民營科技，2010(23):53-55.

［3］ 張向華.小議夯擴樁的施工［J］.山西建筑，2010，36(12): 96-97.