复合载体夯扩桩施工技术研究

摘要： 复合载体夯扩桩施工技术与传统的基础施工工艺相比，在承载力、造价和工期等方面有着明显的优势。随着复合载体夯扩桩理论研究的不断深入完善，施工工艺与设备的改进提高及大量的工程实践经验的积累，使复合载体夯扩桩技术有了更为坚实的应用基础和广阔的发展空间。本文阐释了复合载体夯扩桩技术的原理和适用范围；详细介绍了复合载体夯扩施工工艺流程。

关键词：复合载体夯扩桩技术；施工工艺流程；技术原理

前言

复合载体夯扩桩技术自推广以来，特别是《设计规程》实施以后，得到了广泛的应用。目前已成功进入了北京市、山东省等二十多个省市的建筑市场并完成了许多工程。特别是在北京市、太原市、大同市等城市内，“复合载体夯扩桩施工技术”已有了相当数量的工程实例，在当地形成了市场规模，产生了积极影响。

一、复合载体夯扩桩的技术原理

桩身将部分荷载通过侧摩阻力传递到桩侧土体，复合载体将上部荷载传递到桩端以下深层土体。虽然复合载体夯扩桩被人们称之为桩。但就其受力模式分析，应认为是桩与人工地基的两者组合。两者之间，钢筋混凝土的传力杆起“承上”把结构的上部荷载通过本身传递给“启下”地基。

当桩间土体承载力较低时，采用桩基础受力，将上部荷载通过承台或承台梁传递到混凝土桩身，通过混凝土桩身传递到桩周土体和复合载体，其中大部分荷载通过复合载体传递到载体下土体；根据桩间土的土性，当桩身范围内存在软土或可液化土时，为避免桩身混凝土出现缩径、断桩等缺陷，采用预制混凝土的复合载体夯扩桩；当基础底面标高处土体承载力较高时，为充分利用桩间土，可以将复合载体夯扩桩施工成复合地基中的增强体，这样既可利用了复合载体夯扩桩承载力高的特点，又合理利用了桩间土的承载力，大大提高了复合地基的承载力，该工艺通过填料、夯击，对深层土体挤密形成载体，其核心为深层土体的密实理论，改变了土体的应力扩散。

二、复合载体夯扩桩适用范围

复合载体夯扩桩适用于要求单桩竖向极限承载力不大于4000kN的工业与民用建筑；在地层土质条件合适的条件下，单桩竖向极限承载力可达4000kN-5000kN，此时选用该桩型应严格进行桩身强度验算。目前，此桩型主要用于多层建筑和小高层建筑。当采用锤击护筒跟进成孔工艺时，由于有护筒护壁，加之锤的质量较大，因此可穿越不富含孤石、大块建筑垃圾的人工杂填土层、软弱松散层、湿陷性黄土层及可液化土层等。复合载体夯扩桩的桩径可选用400mm、500mm和600mm。桩长一般不超过24m。当桩顶以下4.0m-6.0m范围有一层承载力较高的土层时，采用复合载体夯扩桩，技术经济效益更显著。

三、复合载体夯扩施工工艺流程

（一）复测桩位线

根据设计图纸要求，在已平整好的施工场地上工程项目部放线人员采用全站仪或经纬仪测放出桩位线并应施放控制桩。经监理复测合格后方可进行施工。施工时，桩机就位后应再次对桩位进行复测，复测无误后方可进行下道工序的施工。

（二）移桩机就位

检查桩机设备工作是否正常，调直护筒，移动桩机至准备施工的桩位处，在确定所要打的桩位准确后，检测并调整桩机垂直度，使护筒中心与桩位中心位对齐，以保证满足规范要求。然后将护筒放至地表，并调整护筒垂直。在施工中为减小在施桩对邻桩质量的影响，宜采取“跳打”工艺。

（三）锤击成孔

先用细长锤低落距轻夯地面，使护筒准确定位于桩位，采用水平尺校准护筒垂直度，然后再提高细长锤夯击成孔。施工要点：①桩机锤重及落距应符合设计要求；②锤击成孔或振动成孔；③护筒沉至桩底后，测量孔底标高、孔深。

减隔振技术是复合载体夯扩桩施工的一项新型专利技术，因为在夯扩“人造持力层”的过程中将产生振动，会向周围的邻近地基土体及建筑物传播，形成振感。为消除其影响，经研究形成了相应的配套技术，即在施工场地周围，采用打隔离孔的方式，将连续的地基土体间断隔离，形成环状隔离带，以达到减隔振之目的。

（四）沉护筒至设计标高

锤击成孔时，护筒下沉，当接近桩底标高时，控制重锤落距，准确将护筒沉至设计标高。

（五）填料夯击

护筒沉至设计标高后，提升重锤高出填料口，进行填料，锤做自由落体，夯击填充料（填料量以锤底出护筒底40-60cm为依据）。

（六）测三击贯入度

承载体形成密实状态后，锤落底拉紧钢丝绳在投料口处钢丝绳上画一标记同时在护筒上同一高度也画一标记，锤以6m落距做自由落体运动，连续三次，拉紧钢丝绳并把上面的标记水平移到护筒上，量出护筒上两次标记的距离。严禁带刹车和离合。测三击贯入度，每级贯入度应比前击小或相等，三击总贯入度应满足设计要求，如不满足设计要求，则应继续填料夯击至满足三击贯入度要求。

（七）夯填干硬性混凝土

三击贯入度满足设计要求后，填入干硬性混凝土0.3m3，继续夯击至锤底出护筒2cm-5cm。以主缆绳标记为准。

（八）钢筋笼制作

按设计要求选择钢筋直径及长度，经复试合格方可使用，外环筋与主筋点焊，主筋搭接双面焊5倍d，为使钢筋笼放置居中，在笼两端外部各焊三个居中架。

（九）下钢筋笼至标高

在护筒内放入预制钢筋笼，测量钢筋笼顶标高，使钢筋笼沉至设计标高，安装钢筋笼施工要点：①钢筋原材、焊条等应符合设计要求。②按设计图纸制作加工钢筋笼。③吊装。④固定钢筋笼，保证保护层厚度，检测其标高。

（十）浇注混凝土

从护筒填料口灌入混凝土，一次灌至桩顶标高，并适当进行超灌30cm-50cm。浇筑混凝土施工要点：①拌制混凝土所用原材料及其配合比应符合规定要求。②检测混凝土坍落度，制备试块。③混凝土浇筑时，应保证施工连续性，以防止地下水浸入造成断桩的出现。④拔出护筒振捣混凝土，拔出速度宜为0.6-0.8m/min。⑤检查混凝土面标高和混凝土浇筑量，计算充盈系数。充盈系数不应小于1.0，以保证不出现缩径桩。同时，检查钢筋笼是否产生上浮。⑥混凝土强度达到设计值的50%后，方可进入下步工序施工。

（十一）拔护筒

混凝土浇注完毕后，将护筒拔出，拔护筒时速度要慢，同时注意观察钢筋笼是否有垂直位移，发现垂直位移趋势减慢提升速度，采用护筒振锤振捣。护筒全部提出后再振捣一次桩顶以保证桩顶密实。

参考文献

[1]赵明华.土力学与基础工程（第4版）.武汉理工大学出版社.2014：213-206.

[2]黄志仑，苏振兴.桩基础与桩地基.岩土工程技术，2013（3）2-5

杨光敏（1974-）中铁八局集团第六工程有限公司工程师，本科，研究方向：建筑施工技术与管理。