淺談載體樁施工技術

郝凌旭

1 工程概況

京滬高鐵西北下行聯絡線路基位于江蘇省徐州市經濟開發區，位于廢黃河河漫灘及黃淮沖擊平原(Ⅲa)，平原區地形平坦，辟為農田。載體樁加固里程XBXDK2+305.52～XBXDK2+425，長119.48 m。載體樁樁徑0.43 m，樁長12.5 m，樁身采用 C20混凝土，單樁承載力設計值為500 kN。載體樁按照正方形布置，樁間距 XBXDK2+305.52～XBXDK2+340段 D=1.8 m，XBXDK2+340～XBXDK2+425段D=2.0 m，載體樁總樁數533根。

2 施工原理

載體樁是指采用柱錘夯擊、反壓護筒成孔或沉管設備成孔，達到設計標高后，分批向孔內填入碎磚或碎石等填充料，用柱錘反復夯實、擠密;當滿足設計要求的三擊貫入度要求后，再向孔內填入干硬性或低流態混凝土，用柱錘夯實擠密，在樁端形成復合載體;然后放置鋼筋籠、灌注混凝土并進行振搗而形成的樁。簡而言之，載體樁是由混凝土樁帽、樁身和復合載體構成，其中復合載體是指由混凝土、夯實填充料和擠密土體三部分構成的復合載體，復合載體結構見圖1。

圖1 復合載體結構圖

3 施工機械設備

HKJ-4型液壓步履式載體樁機2臺，混凝土攪拌機1臺，裝載機1臺，混凝土運輸車1臺。載體樁樁機由機架、底座部分、主卷揚機、副卷揚機、液壓系統、控制臺、落錘及護筒等組成，頂部滑輪和主卷揚機用于起吊落錘進行夯擊作業，三輪滑車及副卷揚機用來壓入和拔出護筒。底座部分及液壓系統用于設備自身移動、調整對位和保持設備的穩定性。

4 工藝試樁試驗

在工程樁施工前應先做3根工藝試樁，以復合地質資料以及設備、工藝、施打順序，確定樁身混凝土配合比、坍落度、攪拌時間、拔管速度等各項工藝參數。

5 施工工藝

5.1 工藝流程

測量放線→移動樁機就位→對準樁位→錘擊成孔→沉護筒至設計標高→填料夯擊→實測三擊貫入度→夯填干硬性混凝土→安放鋼筋籠→澆筑混凝土→拔護筒→振搗混凝土→做樁頂。

5.2 操作要點

1)測量放線。場地平整后，按照測量人員樁位布置圖測設載體樁的樁位，并用白石灰做出標記，經監理驗線合格后，在施工前，各施工組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。2)移動樁機就位。檢查樁機設備工作是否正常，移動樁機就位。3)錘擊成孔。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。4)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。5)填料夯擊。護筒沉至設計標高后，提升重錘高出填料口，進行碎磚或碎石等填料，錘做自由落體運動，夯擊填充料，填料量以錘底出護筒底40cm～60cm為準。6)實測三擊貫入度。三擊貫入度是指填充料夯實完畢后，以錘徑為355mm，質量為3.5 t的柱錘，落距為6 m，連續三次錘擊的累計下沉量。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，實測連續三次的貫入度即為三擊貫入度。每次貫入數值應比前一次小或相等，三擊貫入度的累計值應不大于20cm。7)夯填干硬性混凝土。三擊貫入度滿足設計要求后，分次夯填0.3 m3的干硬性混凝土，繼續夯擊至錘底出護筒2cm～5cm。8)安放鋼筋籠。在護筒內放入預制鋼筋籠，測量鋼筋籠頂標高，使鋼筋籠沉沒至設計標高。9)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30cm～50cm。10)拔護筒。混凝土澆筑完畢后，將護筒拔出，拔護筒時速度要慢，同時注意觀察混凝土面是否有上浮。11)振搗混凝土。使用護筒振錘對混凝土振搗，保證樁身混凝土質量。12)做樁頂。采用圓臺形擴大樁頭，擴大頭頂部直徑為1.1 m，高0.75 m。施工時將樁頭范圍挖除，現場澆筑C20混凝土。在樁頂用圓臺形模板做出樁的擴頂，擴頂標高要控制到設計標高，擴頂混凝土也要振搗密實。13)檢查樁機設備工作是否正常，移動樁機就位，施工下一根樁。

6 質量控制

6.1 質量控制措施

為保證施工質量，在施工中嚴格按有關施工規范、規程和設計要求進行。從原材料進場開始至載體樁施工結束的每一道工序都嚴把質量關。

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合驗，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)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。

4)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30mm，則停止夯擊。

5)成樁過程中，應隨時觀察地面隆起，當隆起超出規范要求時(小于50mm)，應立即停止施工，報告技術人員解決。

6)混凝土采用拌和站集中拌和，混凝土攪拌運輸車運輸，嚴格按混凝土施工配比下料;每盤料攪拌時間不少于2 min，坍落度控制在12cm～14cm左右。

7)干硬性混凝土水泥、砂石配比同樁身混凝土配比，用水量減少，以手攥成團為宜。

8)成樁過程中應抽樣做混合料試塊，每臺機械每天應做一組(3塊)試塊(邊長為150mm的立方體)，標準養護，測定其立方體抗壓強度是否滿足設計要求，以控制施工質量。

9)樁身混凝土應連續澆筑，混凝土振搗時，按振搗棒的操作要求進行振搗，確保樁身混凝土密實。

10)拔出護筒時速度要慢，特別是剛開始拔時，注意不要將護筒內混凝土帶起，造成樁身混凝土與干硬混凝土(復合載體)結合不密實。

11)樁的施工順序應特別注意，施工順序的安排原則是盡量減少對已成樁的影響次數。

12)進場的材料必須具有符合要求的合格證書，待復試合格后方可用于工程。

13)施工原始記錄應詳實、項目完整、簽字齊備。

6.2 質量控制標準

1)樁孔的垂直度偏差不大于樁長的1.0%。2)樁位允許偏差不大于50mm。3)樁體有效直徑不小于設計值。4)細長錘錘出護筒深度:填料時40cm～60cm;夯填干硬混凝土時2cm～5cm。5)樁身灌注充盈系數不小于1.0。6)控制三擊貫入度不大于20cm，重錘落距為 6 m，錘重 3.5 t。

6.3 施工中常見問題的預防與處理

1)卡錘:由于落距過大，沖力過大，底部土層較軟時，當主機卷揚機拔不出樁錘時，可用樁機副卷揚機系統拔出樁錘。2)拔不出護筒:當成樁與拔筒時間間歇過長，拔筒困難時，可采用吊車拔出，也可利用樁機上的主卷揚機，通過副卷揚機滑輪組拔出護筒。3)提護筒樁跟著走:如果提護筒時，發現樁也跟著走，停拔護筒，用樁錘將樁體壓回原位，然后再提護筒，如果不見效，可采取復打法處理。4)斷樁:采取措施防止斷樁的發生，如果發現斷樁，應將斷樁段拔去，并將表面清理干凈后充分濕潤，增大樁身混凝土截面面積或加鋼筋聯結后再重灌混凝土補做樁身。5)樁位移:應避免人為的操作失誤，對于樁位偏移超出允許值的一般采取加大樁帽或增設鋼筋的方法解決，具體由設計人員決定。

7 質量檢測

1)樁身質量檢驗應在成樁(含樁頭)28 d后進行，采用低應變動測法檢測樁身完整性，抽檢樁數應為總數的10%～20%，且不少于10根。2)豎向承載力檢驗的方法應采用靜載試驗，檢驗數量不得少于同條件下總樁數的1%，且不少于3根，工程樁總數在50根以內不應少于2根。

8 技術優點

1)通過夯擊填充料擠密土體形成復合載體，提高單樁承載力。可根據不同的設計要求，通過調整施工參數來調節單樁承載力;

2)施工機械輕便，移動方便;在適合該樁應用場地的施工過程中，不必降水，減少開挖的工程量，提高施工速度，加快工期;

3)施工過程中無泥漿產生，同時還可就地消耗大量的建筑垃圾和工業廢料，有利于環境保護，施工造價低廉，具有良好的社會效益和經濟效益。

［1］ 宋克利，牛景偉，姜鳳軍.復合載體夯擴樁在工程中的應用［J］.建筑技術，2009(3):21-23.

［2］ JGJ 135-2007，載體樁設計規程［S］.

［3］ QB 10-2007，載體樁施工及驗收規程［S］.

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