淺談錘擊沉管夯擴(kuò)灌注樁施工工藝

紀(jì)德利

摘要：隨著建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，多層、高層甚至超高層建筑逐漸增多，各種建筑物對(duì)地基強(qiáng)度及變形要求更加嚴(yán)格，為滿(mǎn)足其強(qiáng)度和控制變形量，充分利用場(chǎng)地的巖土工程勘察資料，結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的樁基類(lèi)型與地基處理方案，是建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的一個(gè)首要問(wèn)題。錘擊沉管夯擴(kuò)灌注樁是利用打樁錘將內(nèi)外樁管同步沉入土層中，通過(guò)錘擊內(nèi)樁管夯擴(kuò)端部混凝土，使樁端形成擴(kuò)大頭，再灌注樁身混凝土，拔外樁管時(shí)，用內(nèi)樁管和樁錘壓頂在管內(nèi)混凝土面上，使樁身密實(shí)成行的一種樁基形式，可以適應(yīng)不同條件場(chǎng)地土，可以有效解決因地基承載力不夠而無(wú)法進(jìn)行地基處理的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：錘擊沉管夯擴(kuò)灌注樁，地基承載力

前言

夯擴(kuò)樁始于20世紀(jì) 80年代初江浙地區(qū)，后迅速發(fā)展，在江蘇、山東、湖北、江西、安徽、廣東、遼寧等地廣泛運(yùn)用，由于其良好的承載力和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，逐漸被設(shè)計(jì)人員接受并加以推廣。夯擴(kuò)樁是以端承為主，側(cè)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(diǎn)

1.1 單樁承載力較高

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

1.2 樁身質(zhì)量可靠

錘擊沉管夯擴(kuò)灌注樁拔內(nèi)管時(shí)用內(nèi)夯管壓住外管內(nèi)混凝土，樁身得以密實(shí)成型，使樁身質(zhì)量得到更好保證。

1.3 施工工藝簡(jiǎn)單

本夯擴(kuò)樁樁身混凝土借助樁錘和內(nèi)夯管的下壓作用下成型，施工質(zhì)量容易控制。

1.4施工速度快

與洛陽(yáng)鏟相比，每根樁節(jié)省時(shí)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(kuò)灌注樁是在錘擊沉管樁的機(jī)械設(shè)備與施工方法的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，增加一根內(nèi)夯管，采用混凝土材料，將錘擊沉管灌注方法與撞樁端擴(kuò)底技術(shù)相結(jié)合，利用打樁錘將內(nèi)外樁管同步沉入土層中，通過(guò)錘擊內(nèi)樁管夯擴(kuò)端部混凝土，使樁端形成擴(kuò)大頭，再灌注樁身混凝土，通過(guò)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(shí)，用內(nèi)樁管和樁錘壓頂在管內(nèi)混凝土面上，使樁身密實(shí)成型。夯擴(kuò)樁樁身直徑一般為400～600mm，擴(kuò)大頭直徑在500～900mm，樁長(zhǎng)不宜超過(guò)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(shù)控制

3.1 ?施工準(zhǔn)備

先查閱建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)資料，對(duì)地下持力層深度、地下水位、地下有無(wú)管道、電纜及其它設(shè)施，并對(duì)鋼筋、水泥等原材料使用前取得質(zhì)檢報(bào)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(jù)建筑物四周龍門(mén)板上軸線位置進(jìn)行定點(diǎn)，在樁心位置插好鋼筋頭進(jìn)行控制。

樁位放線

根據(jù)建設(shè)單位提供的規(guī)劃圖及基礎(chǔ)平面布置圖施放，樁位控制框線采用經(jīng)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(diǎn)，采用醒目的標(biāo)志確定樁位。

3.3樁機(jī)就位

樁機(jī)設(shè)備就位前，地面要平整，確保在施工中不發(fā)生傾斜、位移，并在機(jī)架上設(shè)置控制深度的標(biāo)志，以便于施工中進(jìn)行觀測(cè)記錄。檢測(cè)垂直度的方式以吊鉛錘的方式進(jìn)行檢查，若樁位發(fā)生偏移，立刻進(jìn)行調(diào)整。

3.4沉管與止淤

樁機(jī)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(shí)相應(yīng)的錘重與落距所確定貫入度為主，以設(shè)計(jì)持力層標(biāo)高相對(duì)照為輔。沉管前先在樁頭處預(yù)先設(shè)置100-200mm高樁身砼同標(biāo)高干砼，該干砼在沉管過(guò)程中不斷吸收地基中水份，形成一層致密的砼隔水層，達(dá)到止淤的效果。

3.5拔管（澆筑砼）

砼灌注分?jǐn)U大頭和樁身兩部分，砼按設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度配比，擴(kuò)大頭部分坍落度以40-60mm為宜，樁身以100-140mm為宜，拔管時(shí)嚴(yán)格控制拔管的速度，保持每分鐘不超過(guò)800，拔管時(shí)將內(nèi)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(shí)將內(nèi)夯管徐徐下壓，直至同步終止于施工要求的樁頂標(biāo)高處，然后將內(nèi)外管提出地面。

3.6 夯擴(kuò)

利用打樁機(jī)緩慢進(jìn)行夯擴(kuò)，為保證其夯擴(kuò)質(zhì)量，夯擴(kuò)速度要慢，夯擴(kuò)結(jié)束之后投放混凝土料，施工過(guò)程中嚴(yán)格按設(shè)計(jì)混凝土配合比施工，嚴(yán)格按照配合比控制混凝土坍落度，進(jìn)料采用重量比計(jì)量。料出盤(pán)后需做坍落度實(shí)驗(yàn)，澆筑后用插入式振動(dòng)器振搗密實(shí)，確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.7制作與安放鋼筋籠

作應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，搬運(yùn)時(shí)應(yīng)防止扭轉(zhuǎn)、彎曲，鋼筋的安放應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，在其頂部預(yù)留一定長(zhǎng)度的鋼筋，以便錨入底板。起吊鋼筋籠時(shí)，應(yīng)合理布置吊點(diǎn)，防止鋼筋籠變形。吊裝鋼筋籠入砼時(shí)，應(yīng)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(shè)計(jì)標(biāo)高后成樁，然后移機(jī)打下根樁。鋼筋加工制作要符合設(shè)計(jì)要求，其制作質(zhì)量允許偏差應(yīng)符合下列要求：

主筋間距：±10mm ? ? ?直徑：±10mm

鋼筋間距：±20mm ? ?鋼筋籠長(zhǎng)度：+400mm

3.8澆樁身砼

澆樁身時(shí)嚴(yán)格記錄砼的澆筑量，保證砼的充盈系數(shù)不小于1，對(duì)一般土質(zhì)為1.1-1.2，軟土層為1.2-1.3，以保證樁身砼密實(shí)。

施工完畢后，施工單位應(yīng)提供經(jīng)確認(rèn)的施工過(guò)程中的樁身質(zhì)量有關(guān)材料，包括原材料的力學(xué)性能檢驗(yàn)報(bào)告、試件留置數(shù)量及制作養(yǎng)護(hù)方法、混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告及鋼筋籠制作質(zhì)量檢查報(bào)告。

3.9 移機(jī)打下根樁

平穩(wěn)的將打樁機(jī)移到下根樁的位置，保證放樁點(diǎn)附近無(wú)障礙物阻擋打樁機(jī)移動(dòng)，為避免向同一方向施工引起土應(yīng)力集中，打樁順序施工時(shí)從中間部分向兩邊進(jìn)行施工。對(duì)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(cè)

采用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法檢測(cè)樁身質(zhì)量，檢樁數(shù)應(yīng)為總樁數(shù)的10%-20%，且不少于10根。采用靜載荷試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)豎向承載力，檢驗(yàn)樁數(shù)不得少于同條件下總樁數(shù)的1%，且不得少于3根。在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下，從成樁到開(kāi)始試驗(yàn)的間歇時(shí)間，對(duì)于砂類(lèi)土不應(yīng)少于10d，對(duì)于粉土和粘性土不應(yīng)少于15d。

4、應(yīng)用實(shí)例

4.1瀏陽(yáng)市永安聯(lián)合水廠（一期）土建工程

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

瀏陽(yáng)市永安聯(lián)合水廠（一期）土建工程中單項(xiàng)工程v型濾池、送水泵房與吸水井、倉(cāng)庫(kù)機(jī)修與配電間地基處理均采用錘擊沉管夯擴(kuò)灌注樁的施工方法對(duì)地基進(jìn)行處理，V型濾池樁基共181根，送水泵房與吸水井夯擴(kuò)樁共140根，倉(cāng)庫(kù)機(jī)修及變配電間夯擴(kuò)樁20根，共計(jì)341根樁，樁基工程自2015年7月10日開(kāi)始，自8月22日施工結(jié)束，歷時(shí)42天，由于地質(zhì)條件受限，地下檢測(cè)到中風(fēng)化巖，施工原為改為洛陽(yáng)鏟樁基夯擴(kuò)灌注樁，變更后施工日期提前半個(gè)月，施工結(jié)束后采用低應(yīng)變反射波法對(duì)樁基進(jìn)行檢測(cè)，各根樁基均能滿(mǎn)足施工要求，無(wú)斷樁不合格樁出現(xiàn)，地基穩(wěn)定良好，

在樁基施工過(guò)程結(jié)束之后建筑物可以無(wú)任何問(wèn)題的進(jìn)行地上作業(yè)，建筑物無(wú)沉降現(xiàn)象，總工程造價(jià)約節(jié)省26萬(wàn)元。施工結(jié)束后得到業(yè)主、監(jiān)理及設(shè)計(jì)院等各方的一致認(rèn)可與好評(píng)。

4.2衡陽(yáng)市濱江新區(qū)東山安置房工程

衡陽(yáng)市濱江新區(qū)東山安置房位于衡陽(yáng)市珠暉區(qū)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(gè)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(wù)用房及公共面積為24154㎡。總投資規(guī)模約87250萬(wàn)元，其中建安投資約77250萬(wàn)元，非建安費(fèi)用10000萬(wàn)元。

在該工程14棟高層住宅建筑地基處理過(guò)程中部分樁基采用了錘擊沉管夯擴(kuò)灌注樁的施工方法進(jìn)行施工，本工程共有683根樁基采用錘擊沉管夯擴(kuò)灌注樁對(duì)地基進(jìn)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(wèn)題，安全性高，確保了工程后期的建設(shè)，施工結(jié)束后經(jīng)檢測(cè)無(wú)任何不良情況發(fā)生，且有效的節(jié)省了各項(xiàng)資源，降低生產(chǎn)成本近49.6萬(wàn)元，增加了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為國(guó)內(nèi)外類(lèi)似工程建設(shè)提供很好地應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

5、結(jié)語(yǔ)

錘擊沉管夯擴(kuò)灌注樁有兩大優(yōu)勢(shì)：（1）充分發(fā)揮樁端持力層的端承效果，承載力高;（2）造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益明顯。但對(duì)打樁隊(duì)伍的素質(zhì)要求較高，并且在施工前，一定要制定切實(shí)可行的詳細(xì)施工方案，隨著工程實(shí)踐增多以及人們對(duì)施工工藝的總結(jié)、完善，夯擴(kuò)樁必將得到進(jìn)一步改良和運(yùn)用。

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