淺析載體樁基礎在濕陷性黃土地區棚戶區改造工程中的應用優勢

劉海亮

(中鐵十六局集團第五工程有限公司， 河北 唐山 063000)

1 載體樁基礎及其適用性簡介

載體樁基礎是近幾年逐漸應用到地基處理中的一種全新的施工技術。它是由上部樁身和下部“載體”兩部分組成。它選擇下部層位穩定、土性較好的土層作為被加固土層，以樁端土體為研究對象。其承載力主要來自載體，載體通過反復填入建筑垃圾（碎磚、廢混凝土、砂礫石等）再以3.5t重錘提升6m進行自由落體夯實，通過三擊貫入度等指標控制密實度，隨后再夯填一定量的干硬性混凝土，從而由內向外形成干硬性混凝土、填充料和擠密土體形成的載體，使樁端土體得到最優的密實，將上部荷載有效傳遞給下面的持力土層，達到提高承載力的目的。載體樁在多層建筑物地基處理中具有很好的經濟效益，在同等地質條件下，與擴底鉆孔灌注樁相比費用節約 60%，且混凝土成樁質量易保證。施工中可消化大量建筑垃圾，在西北濕陷性黃土地區棚戶區改造工程中具有良好的發展前景，示意圖如上圖所示。

此種新型的樁基形式適用于濕陷性黃土、粉土、砂土、碎石土及可塑、硬塑狀態的黏性土、素填土、雜填土等，尤其適用于濕陷性黃土地區棚戶區改造工程。下面從施工工藝、施工環境、施工工期三個方面對擴底鉆孔灌注樁基礎、灰土擠密樁基礎、載體樁基礎在西北濕陷性黃土地區應用優劣進行對比分析。

2 施工工藝方面的對比分析

2.1 擴底鉆孔灌注樁

擴底鉆孔灌注樁的主要工藝流程如下：測量定位→鉆機就位→孔位對中→鉆孔→人工擴底→鋼筋籠加工安裝→樁身砼澆筑→安裝樁帽模板→棄土和余土外運。

在濕陷性黃土地區，一般土質為黃狀粉土，地下水位較底，鉆孔機械主要用旋挖鉆機進行鉆孔，鋼筋籠加工好后運輸到施工現場，采用吊車進行鋼筋籠吊裝。擴底鉆孔灌注樁需要在成孔完成后進行人工擴孔，危險性較大，且施工效率較低。而載體樁基礎施工不用人工擴底，無此種安全隱患。

2.2 灰土擠密樁基礎施工

灰土擠密樁法的主要施工工藝流程如下：測量放線→清出工作面平整場地→灰土準備→擊實試驗→樁孔放線→設備組裝→成孔→成孔檢查→夯填→調整填土速度，調整重擊次數→取樣試驗→送檢→工序驗收。

灰土擠密樁施工一般采用汽車式樁機打樁，主要控制樁內灰土壓實度（不低于 0.97），樁間土體靠灰土樁打樁擠密（不低于 0.93），灰土拌和對含水率要求較高，施工受天氣影響較大。一般設計樁數數量多，中間檢測工序多，需要現場石灰熟化、拌和灰土、灰土二次倒運，需要較大場地，現場施工揚塵大。

2.3 載體樁基礎施工

載體樁基礎主要施工工藝流程如下：樁位放樣→移動樁機，檢查樁位偏差→放置護筒，檢查護筒垂直度→放置柱錘→夯擊引孔，使護筒至設計標高→填料進行夯擊→控制填料量及空打三擊貫入度→放置鋼筋籠，檢查標高→灌注砼→拔出護筒→振搗→結束。

載體樁基礎，載體樁的底部主要承載于擠密土體+夯實填充料+混凝土所組成的承載體。首先通過將樁基擴大頭周邊土體夯實，加固，擠密，消除濕陷性，提高了地基的承載力；其次，填充料形成的擴大頭增大了樁頭與土體的接觸面積，提高了樁端承載力。其施工相比于擴底鉆孔灌注樁不用人工擴底；相比于灰土擠密樁施工，可以大大減少工程量和現場揚塵污染。

載體樁施工需要將填料夯填到已經成孔的樁孔中，其夯實填料可用碎磚、碎混凝土塊、等。現在棚戶區改造工程較多，此夯填料可以充分利用拆遷所產生的建筑廢渣，廢磚，廢物利用，變廢為寶。此外，其不用像擴底鉆孔灌注樁一樣進行人工擴底，減少了施工安全風險。

3 施工環境要求低

載體樁基礎在進行載體夯填料夯實時，由于樁載體埋置深度深，噪音相比于旋挖鉆成孔出土和擠密樁夯實時的噪音均較小。濕陷性黃土地區棚戶區改造工程中多數位于市區建筑垃圾較多的拆遷區，其對施工噪音較為敏感且有大量建筑垃圾外運，采用載體樁基礎可以直接將現場的建筑垃圾作為載體樁的夯填料有效利用，既可以減少建筑垃圾外運量也可以節省載體填充料的材料，噪音污染也滿足市區施工的要求。

4 施工工期要求對比

對于同等承載力要求的基礎，載體樁設計相比擴底鉆孔灌注樁基礎截面尺寸較小，無土方開挖量，樁身混凝土量較小，且擴底鉆孔灌注樁基礎的擴底施工速度慢于載體樁基礎的載體夯填料施工，總體對比載體樁基礎施工速度快于擴底鉆孔灌注樁。灰土擠密樁施工前需要提前進行石灰熟化，灰土現場拌和，灰土二次倒運，鑒于其設計特點，一般灰土擠密樁設計數量大，孔內夯填錘擊數、灰土壓實度均有要求，以上施工特點導致在同等外部條件下其施工速度要慢于擴底鉆孔灌注樁基礎和載體樁基礎。

5 工程實例分析

我公司承建的固原一中初中部擴建工程位于西北地區濕陷性黃土區域，其中的1#樓、2#樓、3#樓位于棚戶區拆遷區，其設計基礎為載體樁基礎，載體樁相關參數如下表。

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其建筑所在地有部分既有建筑需要拆除，現場建筑垃圾較多，其載體樁共計349根,有效利用現場拆遷碎磚174.5m3，充分利用拆遷的建筑材料作為填充料，即消耗了建筑垃圾，做到廢物利用，又節約了建筑成本。

施工現場用一臺打樁機，根據現場實際情況，每天可以成樁12根。根據我公司承建的固原西湖路項目住宅樓擴底鉆孔灌注樁現場施工情況，旋挖鉆機每天平均成樁10根（人工擴底進度較慢），對比可知，載體樁施工速度快約20%。

6 結束語

綜上所述，載體樁基礎施工工藝相比擴底鉆孔灌注樁基礎、灰土擠密樁法施工略有復雜，但可有效減少揚塵污染、控制噪音、減少土方外運量、加快施工進度、降低工程總體造價。施工中就地取材，充分地利用棚戶區拆遷廢棄物作為夯填料，變廢為寶，保護環境，利國利民，符合國家大力提倡的綠色環保建筑的設計理念，在我國廣大西北濕陷性黃土地區棚戶區改造工程中優勢明顯，具有很高的實用推廣價值。