淺談錘擊沉管夯擴灌注樁施工工藝

紀德利

摘要：隨著建筑行業的迅速發展，多層、高層甚至超高層建筑逐漸增多，各種建筑物對地基強度及變形要求更加嚴格，為滿足其強度和控制變形量，充分利用場地的巖土工程勘察資料，結合實際情況選擇合適的樁基類型與地基處理方案，是建筑物基礎設計中的一個首要問題。錘擊沉管夯擴灌注樁是利用打樁錘將內外樁管同步沉入土層中，通過錘擊內樁管夯擴端部混凝土，使樁端形成擴大頭，再灌注樁身混凝土，拔外樁管時，用內樁管和樁錘壓頂在管內混凝土面上，使樁身密實成行的一種樁基形式，可以適應不同條件場地土，可以有效解決因地基承載力不夠而無法進行地基處理的問題。

關鍵詞：錘擊沉管夯擴灌注樁，地基承載力

前言

夯擴樁始于20世紀 80年代初江浙地區，后迅速發展，在江蘇、山東、湖北、江西、安徽、廣東、遼寧等地廣泛運用，由于其良好的承載力和技術經濟效益，逐漸被設計人員接受并加以推廣。夯擴樁是以端承為主，側摩阻力為輔的樁型，適用上部為軟弱土層，在距地表下5～18m 有一層較硬的樁端持力層（N63.5>10）和孔隙水壓力易消散的持力層，且厚度不宜小于4m，如卵礫石、砂性土、粉土或可塑、硬塑狀粘土層等。

1、工法特點

1.1 單樁承載力較高

錘擊沉管夯擴樁在夯擴過程中，不斷地填料和充實，使夯擴頭部形成大頭，樁端面積增大，同時樁端及深層地基土也得到一定的夯實和擠密，極大地提高了單樁承載力。

1.2 樁身質量可靠

錘擊沉管夯擴灌注樁拔內管時用內夯管壓住外管內混凝土，樁身得以密實成型，使樁身質量得到更好保證。

1.3 施工工藝簡單

本夯擴樁樁身混凝土借助樁錘和內夯管的下壓作用下成型，施工質量容易控制。

1.4施工速度快

與洛陽鏟相比，每根樁節省時間約為5-10分鐘，大大提高了施工速度。

2、工藝原理及流程

2.1工藝原理

錘擊沉管夯擴灌注樁是在錘擊沉管樁的機械設備與施工方法的基礎上加以改進，增加一根內夯管，采用混凝土材料，將錘擊沉管灌注方法與撞樁端擴底技術相結合，利用打樁錘將內外樁管同步沉入土層中，通過錘擊內樁管夯擴端部混凝土，使樁端形成擴大頭，再灌注樁身混凝土，通過增大樁端截面積和擠密地基上，使樁的承載力有較大幅度的提高，拔外管樁管時，用內樁管和樁錘壓頂在管內混凝土面上，使樁身密實成型。夯擴樁樁身直徑一般為400～600mm，擴大頭直徑在500～900mm，樁長不宜超過20M。成樁示意圖如下圖1.1所示：

2.2工藝流程

2.2.1工藝流程圖

3、技術控制

3.1 ?施工準備

先查閱建筑場地工程地質資料，對地下持力層深度、地下水位、地下有無管道、電纜及其它設施，并對鋼筋、水泥等原材料使用前取得質檢報告。

3.2施工放線 ?包括建筑物定位和樁位放線

建筑物定位

根據建筑物四周龍門板上軸線位置進行定點，在樁心位置插好鋼筋頭進行控制。

樁位放線

根據建設單位提供的規劃圖及基礎平面布置圖施放，樁位控制框線采用經緯儀定方位，按圖紙精確量出樁的布置位置，確定樁的中心點，采用醒目的標志確定樁位。

3.3樁機就位

樁機設備就位前，地面要平整，確保在施工中不發生傾斜、位移，并在機架上設置控制深度的標志，以便于施工中進行觀測記錄。檢測垂直度的方式以吊鉛錘的方式進行檢查，若樁位發生偏移，立刻進行調整。

3.4沉管與止淤

樁機就位后，采用錘擊沉管，樁管入土深度的控制一般以試成樁時相應的錘重與落距所確定貫入度為主，以設計持力層標高相對照為輔。沉管前先在樁頭處預先設置100-200mm高樁身砼同標高干砼，該干砼在沉管過程中不斷吸收地基中水份，形成一層致密的砼隔水層，達到止淤的效果。

3.5拔管（澆筑砼）

砼灌注分擴大頭和樁身兩部分，砼按設計要求強度配比，擴大頭部分坍落度以40-60mm為宜，樁身以100-140mm為宜，拔管時嚴格控制拔管的速度，保持每分鐘不超過800，拔管時將內夯管連同樁錘壓在超灌的砼面上，將外管緩慢均勻地上拔，同時將內夯管徐徐下壓，直至同步終止于施工要求的樁頂標高處，然后將內外管提出地面。

3.6 夯擴

利用打樁機緩慢進行夯擴，為保證其夯擴質量，夯擴速度要慢，夯擴結束之后投放混凝土料，施工過程中嚴格按設計混凝土配合比施工，嚴格按照配合比控制混凝土坍落度，進料采用重量比計量。料出盤后需做坍落度實驗，澆筑后用插入式振動器振搗密實，確保達到設計要求。

3.7制作與安放鋼筋籠

作應符合設計要求，搬運時應防止扭轉、彎曲，鋼筋的安放應根據實際情況，在其頂部預留一定長度的鋼筋，以便錨入底板。起吊鋼筋籠時，應合理布置吊點，防止鋼筋籠變形。吊裝鋼筋籠入砼時，應盡可能正直，使鋼筋籠慢慢插入砼中，最后將鋼筋籠送到籠頂設計標高后成樁，然后移機打下根樁。鋼筋加工制作要符合設計要求，其制作質量允許偏差應符合下列要求：

主筋間距：±10mm ? ? ?直徑：±10mm

鋼筋間距：±20mm ? ?鋼筋籠長度：+400mm

3.8澆樁身砼

澆樁身時嚴格記錄砼的澆筑量，保證砼的充盈系數不小于1，對一般土質為1.1-1.2，軟土層為1.2-1.3，以保證樁身砼密實。

施工完畢后，施工單位應提供經確認的施工過程中的樁身質量有關材料，包括原材料的力學性能檢驗報告、試件留置數量及制作養護方法、混凝土抗壓強度試驗報告及鋼筋籠制作質量檢查報告。

3.9 移機打下根樁

平穩的將打樁機移到下根樁的位置，保證放樁點附近無障礙物阻擋打樁機移動，為避免向同一方向施工引起土應力集中，打樁順序施工時從中間部分向兩邊進行施工。對樁心距離較近的樁采用跳打法施工。

3.10單樁完整性及承載力檢測

采用低應變動測法檢測樁身質量，檢樁數應為總樁數的10%-20%，且不少于10根。采用靜載荷試驗來檢測豎向承載力，檢驗樁數不得少于同條件下總樁數的1%，且不得少于3根。在樁身混凝土強度達到設計要求的前提下，從成樁到開始試驗的間歇時間，對于砂類土不應少于10d，對于粉土和粘性土不應少于15d。

4、應用實例

4.1瀏陽市永安聯合水廠（一期）土建工程

本工法在瀏陽市永安聯合水廠（一期）土建工程中得到很好地應用，并取得顯著的效果。

瀏陽市永安聯合水廠（一期）土建工程中單項工程v型濾池、送水泵房與吸水井、倉庫機修與配電間地基處理均采用錘擊沉管夯擴灌注樁的施工方法對地基進行處理，V型濾池樁基共181根，送水泵房與吸水井夯擴樁共140根，倉庫機修及變配電間夯擴樁20根，共計341根樁，樁基工程自2015年7月10日開始，自8月22日施工結束，歷時42天，由于地質條件受限，地下檢測到中風化巖，施工原為改為洛陽鏟樁基夯擴灌注樁，變更后施工日期提前半個月，施工結束后采用低應變反射波法對樁基進行檢測，各根樁基均能滿足施工要求，無斷樁不合格樁出現，地基穩定良好，

在樁基施工過程結束之后建筑物可以無任何問題的進行地上作業，建筑物無沉降現象，總工程造價約節省26萬元。施工結束后得到業主、監理及設計院等各方的一致認可與好評。

4.2衡陽市濱江新區東山安置房工程

衡陽市濱江新區東山安置房位于衡陽市珠暉區東山村，北距湘400m，東距耒水1200m左右。北臨擬建新莊路，西臨擬建迎塔路，東臨擬建迎江路，南臨擬建東山路。整個工程共有14棟安置房和地下室，占地面積約150畝，總建筑面積為391810㎡，其中住宅面積為315136㎡，服務用房及公共面積為24154㎡。總投資規模約87250萬元，其中建安投資約77250萬元，非建安費用10000萬元。

在該工程14棟高層住宅建筑地基處理過程中部分樁基采用了錘擊沉管夯擴灌注樁的施工方法進行施工，本工程共有683根樁基采用錘擊沉管夯擴灌注樁對地基進行處理，提高了樁基承載力，有效的解決了地基承載力不足的問題，安全性高，確保了工程后期的建設，施工結束后經檢測無任何不良情況發生，且有效的節省了各項資源，降低生產成本近49.6萬元，增加了經濟效益和社會效益，為國內外類似工程建設提供很好地應用實踐經驗。

5、結語

錘擊沉管夯擴灌注樁有兩大優勢：（1）充分發揮樁端持力層的端承效果，承載力高;（2）造價低，經濟效益明顯。但對打樁隊伍的素質要求較高，并且在施工前，一定要制定切實可行的詳細施工方案，隨著工程實踐增多以及人們對施工工藝的總結、完善，夯擴樁必將得到進一步改良和運用。

參考文獻：

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