载体桩在工程中的应用探讨

摘要：本文作者以拟建工程为例，对载体桩的施工方案、工艺参数、工艺流程及质量控制等方面进行了相关介绍。

关键词：载体桩；施工；方案；工艺及参数；质量控制

中图分类号：TV523文献标识码： A

前言

载体桩是一种全新的施工技术，它改变了传统的地基基础处理观念。载体桩突破了传统的桩基础和地基处理观念，避软就硬，即避开浅部软弱松散的土层，选择下部层位稳定、土性较好的土层作为被加固土层，以桩端土体为研究对象，利用重锤冲击成孔，对周围土体进行挤密加固，当沉管到设计标高时，对桩端进行连续填料、夯实、挤密等操作，并用三击贯入度作为控制指标，再填以干硬性混凝土，使桩端以下深度为3米~5米、直径为2米~3米区域约10米的土体得到最有效的加固挤密，形成自内到外依次由干硬性混凝土、填充料、挤密土体组成的载体，然后再放置钢筋笼、灌注混凝土或放入预应力管节而成。它的受力并不是桩的受力形式，而是扩展基础的受力形式，受力原理更加明晰，施工工艺更加简单，具有显著的社会效益和经济效益。

一、工程概况

拟建的1#、2#住宅楼及商业裙楼为框架剪力墙结构，该两幢住宅楼高23 层，基础埋深7.0m （包括地下车库部分），桩筏基础，最大基底压力350 kPa ，桩基设计采用：载体桩基础，本工程共设计载体桩958 根。

工程地质条件如表1所示：

表1地质条件

地基土层层名 承载力特征值 fak(kPa) 压缩模量 Es(1-2)（MPa） 桩侧阻力特征值qsia(kPa) 桩端阻力特征值qpa (kPa)

第1层 90 5.77 13

第1-1层 300 （32.00） 30

第2层 105 5.92 14

第2-1层 320 （34.00） 36

第3层 135 6.99 21

第4层 110 6.64 18

第5-1层 170 （18.00） 24

第5-2层 280 （20.94） 28

第5层 400 （43.08） 48 1400

注：括号中数据为变形模量E0。

二、施工方案

1 、基础方案

根据拟建场地地质条件结合工程荷载要求，本工程基础设计采用载体桩基础，该技术获国家专利，为建设部重点推广项目。该桩通过在持力层上连续夯填施工可形成承载力很高的复合载体，具有桩长短、承载力高的优点，还可通过调整施工参数在一定范围内调节单桩的承载力。载体桩设计桩径450mm ，以（5）层卵石层作为载体持力层，桩身长度以设计桩长为准（同时根据实际持力层变化情况相应变动），桩身配置通长钢筋笼，主筋7C14 、箍筋中8 @ 100 / 200 （桩顶2.0m 内加密）。设计混凝土强度等级为C30，单桩承载力特征值不小于1200KN 。

2 、施工工艺及参数

( l ）成孔：为确保桩位不偏移，最重要是避免护筒直接成孔所形成土壁应力所导致的桩身颈缩，故先采用机械洛阳铲预引孔至（5）层卵石持力层。桩机就位后调平、稳固，保证护筒垂直度偏差不大于1 % ； 然后锤击引孔，压入护筒至要求标高。护筒沉到位后，严禁再次提升护筒。

( 2 ）复合载体施工：提高细长锤（提升6m ）用大能量夯击护筒下部填料（填料为卵石，并保证有机物含量不大于3%，填料粒径不大于25cm ) , 每填两锹左右，采用不小于21T・m 的夯击能量夯击一次，将填料夯出护筒外，经上述重复操作，初步形成夯扩体外形。待细长锤有明显反弹时，测量空打一击的贯入量，当贯入量不大于4cm 左右时，再空打二击，并测量相应贯入量，分析比较三次的测量值，当三个数值呈递减或相等，且累积值不大于8cm 为合格，否则应再填料夯击，直至合格。最后填C30 干硬性砼，每填两锹采用不小于21T・m 的夯击能量夯击一次，累积填料不小于0.4m3 ，复合载体施工即告结束。

( 3 ）安放钢筋笼：根据图纸要求的标高，用水准仪测量基准点高程及钢筋笼标高，将钢筋笼安置到位，同时，对桩长做好详细记录。

( 4 ）灌桩及振捣：钢筋笼固定就位后，在第一盘砼倒入灰盘之前，要先向桩底部倒入半桶左右水泥浆（用42.5普通硅酸盐水泥配制），然后一次性浇注砼至桩顶以上约1.0m 处，缓慢地提出护筒，护筒提升速度不得大于1.0m/min ，护筒提出后，应快速将振捣棒插至桩底，然后缓慢提升（快插慢拔），均匀振捣至桩顶，为确保桩身质量，应保证施工砼面标高比设计桩顶标高高出约50cm 。

3、施工工艺流程

桩位复核、桩基就位对孔调直护筒、锤击沉管至设计标高复合载体夯填施工制作、安装钢筋笼向护筒内倒入适量水泥浆浇筑混凝土、振捣移机

4、施工过程中的质量控制

( 1 )桩位：开孔前桩位必须准确，桩机就位后，护筒对准引孔，调平桩机并从相互垂直的两个方向吊线检查护筒垂直度，确保垂直偏差在规定范围内（偏差1 % ）。

( 2 ) 夯扩体：必须严格控制三击贯入量，干硬性硅填料标号必须符合施工配合比设计要求。

( 3 ) 钢筋笼：① 进入现场的钢材必须有出厂合格证，并经复试合格后方可使用；② 加工过程允许偏差：笼长±50mm ，笼径±10mm ，主筋间距±10mm，箍筋间距±20mm ，加强筋间距±10Omm 。③ 施工控制：笼顶标高±50mm，移位±10mm；④ 成品钢筋笼的堆放不宜过高，搬运过程中要严禁砸压；⑤ 会同监理公司做好检查验收工作。

( 4 ) 混凝土：本工程混凝土采用商品混凝土，混凝土的拌制要严格按配合比上料配制，原材料必须过磅计量，允许偏差为：水泥、水：±2 % ; 卵石：±3 % ；砂±3% 。塌落度14 一16cm ，每根桩的头一盘按16cm 配置。干硬性硅的搅拌，以用手抓紧成团，落地则散开为宜。在施工过程中，每天每个单体工程要做不少于一组试块并对塌落度不定期抽检。

( 5 ) 钢筋笼定位：为确保钢筋笼位于桩中心，必要时可在钢筋笼顶部及底部同一平面的主筋上对称焊接三个弯曲的A8 钢筋“耳朵”，以保证钢筋保护层满足设计要求，钢筋笼标高采用水准仪测量控制。

三、结论

单桩竖向抗压承载力：采用静载试验对该工程10 根工程桩进行了单桩竖向抗压承载力检测，经对现场采集的数据进行整理和分析后，检测结果详见下表：

表2单桩竖向抗压静载荷试验结果

分项名称 试桩编号 桩径(m) 桩长（m） 设计单桩承载力特征值( kN) 最大加荷量（kN） 最大沉降量(mm) 单桩极限承载力(kN) 极限承载力刘应沉降量(mm) 单桩极限承载力统计值(kN) 单桩承载力特征值( kN )

1#楼 38 0.45 6.50 1200 2400 9.30 2400 9.30 2400 1200

86 0.45 6.50 1200 2400 14.01 2400 14.01

143 0.45 6.70 1200 2400 10.65 2400 10.65

176 0.45 7.00 1200 2400 9.63 2400 9.63

2#楼 29 0.45 6.50 1200 2400 13.46 2400 13.46

38 0.45 6.70 1200 2400 16.77 2400 16.77

69 0.45 6.70 1200 2400 37.16 2400 37.16

205 0.45 6.50 1200 2400 10.90 2400 10.90

裙楼 214 0.45 7.00 1200 2400 9.73 2400 9.73

237 0.45 6.20 1200 2400 6.76 2400 6.76

依据检测结果判定：该工程基桩的单桩竖向抗压承载力特征值为1200kK ，满足设计要求。