淺析復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)原理及其施工工藝流程

1、淺析復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)原理及其施工工藝流程 .txt 老子忽悠孩子叫教育， 孩子忽悠老子叫欺騙，互相忽悠叫代溝。男人這花花世界，我要用什么顏色來吸引你。淺析復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)原理及其施工工藝流程來源：未知 作者： admin 時(shí)間： 2010-03-21 摘要：在工程建設(shè)中，我省目前多采用人工挖 孔樁等基礎(chǔ)形式，對于一些先進(jìn)的基礎(chǔ)形式缺乏研究和應(yīng)用。本文淺析了復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技 術(shù)原理及施工工藝流程，分析了該工程適宜范圍，希望能在今后的工程建設(shè)中，在研究應(yīng)用 巖土工程新技術(shù)、新方法、新工藝方面有所作為。關(guān)鍵詞：復(fù)合載體夯擴(kuò)樁，技術(shù)原理、施工工藝流程。1、前言 目前，在我省的工業(yè)與民用建筑中，無論

2、在何種地質(zhì)條件下，多采用人工挖孔樁或鉆（沖） 灌注樁作為建筑物的基礎(chǔ)， 缺乏有針對性的課題研究。 對于一些技術(shù)成熟、 國內(nèi)有成功經(jīng)驗(yàn)， 也有國家技術(shù)規(guī)范、規(guī)程作技術(shù)支撐的巖土工程新技術(shù)缺乏研究、推廣和應(yīng)用。地基基礎(chǔ)設(shè) 計(jì)保守浪費(fèi)的情況存在。因此，筆者想通過分析復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的技術(shù)原理，并結(jié)合我省推 廣和應(yīng)用該技術(shù)的條件，與同行們共同討論，力求在我省推廣應(yīng)用新的巖土工程技術(shù)方面能 有所作為。2、關(guān)于復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù) 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)，由北京波森特巖土工程有限公司董事長王繼忠先生專利發(fā)明，在國內(nèi) 許多地區(qū)得到很好的應(yīng)用推廣， 積累了豐富的成功經(jīng)驗(yàn)。 1998 年被建設(shè)部列為科技成果重點(diǎn) 推廣項(xiàng)

3、目， 2001年12月1日，建設(shè)部正式頒發(fā)執(zhí)行 復(fù)合載體夯擴(kuò)設(shè)計(jì)規(guī)程 （JGJ/T135-2001 、 J121-2001 ），至此，復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)有了明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2.2.2 單樁堅(jiān)向承載能力突出，并且可通過調(diào)整施工控制參數(shù)來調(diào)節(jié)單樁豎向承載力。我們 通過分析復(fù)合載體的結(jié)構(gòu)和復(fù)合載體的受力情況，即可得出承載力大幅度提高的結(jié)論。被加 固土層是指樁端至樁端以下一定深度范圍內(nèi)的土層，該土層由夯擴(kuò)體和夯擴(kuò)過程中被擠密加 固的樁間土兩部分組成。因此，被加固土層是一個(gè)硬層與其下的持力層形成的雙層地基，該 地基可視為以夯擴(kuò)體為加強(qiáng)體的復(fù)合地基。試驗(yàn)檢測表明，樁端下4m范圍內(nèi)的土的壓縮模量提高1.5倍

4、，承載力提高了 1.51.58倍。在上部荷載的作用下單樁承受的荷載經(jīng)被加固層 向下應(yīng)力擴(kuò)散，所以沉降小，承載力大幅度提高（見圖2）。在省外其他地區(qū)的工程實(shí)例中，通過大量的靜載荷試驗(yàn)證明， 其承載力一般是同等普通灌注樁的38倍。如在北京召開的 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁設(shè)計(jì)規(guī)程 貫標(biāo)會(huì)議，選擇在武夷花園現(xiàn)場進(jìn)行試樁，一根樁長5m,樁徑410m填磚量500塊的復(fù)合載體夯擴(kuò)樁，其承載力達(dá)1500KN,沉降量僅為30.48mm,極限承載力是同等樁長普通灌注樁的 810倍。QS曲線呈“緩變形”，無明顯拐點(diǎn)，說明該樁還未達(dá)到 極限狀態(tài)，仍處于彈性工作狀態(tài)。對于新建場地，單樁豎向承載力的確定， 應(yīng)經(jīng)過靜載試驗(yàn)確定， 按

5、QS曲線尾部出現(xiàn)明顯向 下彎曲的前一級荷載為單樁極限承載力。試樁時(shí),應(yīng)選擇場地內(nèi)有代表性的樁和最不利條件 下的樁進(jìn)行, 以保證設(shè)計(jì)承載力取值合理。 根據(jù)復(fù)合載體夯擴(kuò)樁設(shè)計(jì)規(guī)程 ,試樁的數(shù)量不 宜小于總樁數(shù)的 1%,且不宜少于 3 根。同時(shí),應(yīng)按基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測規(guī)程 ,對樁身質(zhì) 量進(jìn)行檢測。初步設(shè)計(jì)時(shí)，單樁豎向承載力特征值可用：Ra=u pS qsiaLi+qpa?AC公式進(jìn)行估算。式中Ra單樁豎向承載力特征值；卩p樁身斷面周長（m；qsia 樁側(cè)第 i 層土的側(cè)阻力特征值；Li 樁身穿越第 i 層土的厚度（ m）；qpa復(fù)合載體下地基土經(jīng)深度修正后的地基持力層承載力特征值，應(yīng)按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)

6、計(jì)規(guī)范GB50007確定；A等效樁端計(jì)算面積（m2）,其值可按復(fù)合載體夯擴(kuò)樁設(shè)計(jì)規(guī)程表422選用。223復(fù)合載體上的鋼筋混凝土樁為小直徑樁，直徑可取350600mm樁身較短，一般數(shù)米。樁間距的確定主要考慮夯擴(kuò)體之間是相互獨(dú)立的關(guān)系，間距應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，一些實(shí)際工程 中夯擴(kuò)體之間可能會(huì)有重疊，但應(yīng)控制重疊不宜過大，否則夯擴(kuò)體的效果將受影響。實(shí)際施 工中采用跳打，以防止樁與樁之間的相互影響。根據(jù)復(fù)合載體夯擴(kuò)樁設(shè)計(jì)規(guī)程樁的間距 不宜小于1.62.0m。持力層為粉土、砂土?xí)r應(yīng)取小值，含水量較高的粘性土應(yīng)取大值。2.1 技術(shù)原理 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)，不同于其他地基礎(chǔ)施工技術(shù)，它改變了傳統(tǒng)的地基基礎(chǔ)處理觀

7、念，在 擬建場地屬軟弱地基的情況下，采用孔內(nèi)深層強(qiáng)夯的方法，通過科學(xué)的施工參數(shù)控制，利用 重錘對樁端下的土體連續(xù)填料夯擊，并通過三擊貫入度作為收錘標(biāo)準(zhǔn)，在被加固土層中形成 從內(nèi)到外的由于硬性混凝土、夯實(shí)填充料，擠密土體和影響土體構(gòu)成的復(fù)合載體，而后在此 復(fù)合載體上澆注鋼筋混凝土樁。 這種方法， 使樁端下被加固土層中一定范圍的土體 （直徑 2 3m,深度35m）得到有效的密實(shí)加固，具有擠密地基及擴(kuò)大樁端面積的雙重作用。 上部荷載通過樁身傳到復(fù)合載體上并得到充分的應(yīng)力擴(kuò)散后，被分層傳遞到被加固土層下的 持力層，其核心技術(shù)是研究土體的密實(shí)理論。2.2 技術(shù)特點(diǎn)2.2.1 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁是由于硬性混凝

8、土及填充料等經(jīng)細(xì)長錘夯擴(kuò)形成復(fù)合載體和鋼筋混凝 土樁身組成。它改變了傳統(tǒng)的樁端與地基土體之間的關(guān)系，避軟就硬，因地制宜，充分將建 筑物的結(jié)構(gòu)形式與場地的工程地質(zhì)條件有機(jī)結(jié)合起來，使地基處理獲得理想的加固效果。由 于其具有樁身的承載特性，可采用承臺（梁）直接將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到樁身上。對于上部 荷載不大的建筑，也可按復(fù)合地基考慮，即在碎石墊層上做條基?？傊?，建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形 式簡單，設(shè)計(jì)不復(fù)雜。2.2.4 將地基處理與地基施工合二為一，在大幅度降低地基處理費(fèi)用的同時(shí)，基礎(chǔ)費(fèi)用也有 很大的節(jié)約，與其他地基基礎(chǔ)方案相比，其以工程造價(jià)低的優(yōu)勢而被選用。以蘇州中鼎基礎(chǔ) 工程有限公司的工程實(shí)例為例： 北京

9、市綠化三大隊(duì)宿舍大樓，地上9層，地下1層（-3.5m ）、剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)為筏板基礎(chǔ)，采用GFC樁復(fù)合地基（樁長 7.0m，樁徑410mm布樁500根），場內(nèi)地層結(jié)構(gòu)至上而下為 雜填土， 房渣土、粉質(zhì)粘土、 粉細(xì)砂土， 其下為未揭穿的卵石地層。 粉細(xì)砂土承載力為 180Kpa， 卵石層承載力為2500Kpa。分析后，選卵石層為持力層，改用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁， 有效樁長3.5 , 布樁258根，實(shí)施后，效果良好，且比CFG樁方案節(jié)省了 20.1%的造價(jià)。 儒林苑小區(qū)，地上 5層，地下1層，框架結(jié)構(gòu)，建筑面積 8000m2,設(shè)計(jì)為樁下獨(dú)立基礎(chǔ)， 采用灌注樁（直徑600mm,場地內(nèi)地層結(jié)構(gòu)至上而下為粘質(zhì)

10、粉土填土、房渣土、粉質(zhì)粘土重粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土粘質(zhì)粉土（ 180KPa）、砂質(zhì)粉土（ 200KPa）、重粉質(zhì)粘土（ 230KPa）, 分析后， 采用埋深為 8.0m 處的砂質(zhì)粉土粘質(zhì)粉土的持力層， 改用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁， 設(shè)計(jì)樁 徑410mm有效樁長8.5m，布樁216根，實(shí)施后，效果良好，比灌注樁方案節(jié)省了28.6%的造價(jià)。2.2.5 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁施工工藝單間，施工質(zhì)量易于控制；施工速度快、節(jié)省工期，正常情況下， 每臺機(jī)組每臺班成樁 10根； 施工由于需進(jìn)行場地降水， 基坑開挖等工序， 減少了相應(yīng) 的工程量；孔內(nèi)強(qiáng)夯，噪聲小、安全性好；施工時(shí)，可消納大量的現(xiàn)場建筑垃圾，邊坡開挖 的碎石類土，

11、有利于環(huán)境保護(hù)；現(xiàn)場施工文明，便于管理。3、適用范圍 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁適用處理可塑到硬朔狀態(tài)的粘土、粉質(zhì)粘土、粉土。粉砂土、砂土、碎石土等地基。當(dāng)軟塑狀態(tài)的粘性土、素填土、雜填土和濕陷性黃土經(jīng)過載 荷試驗(yàn)確定樁基承載力穩(wěn)定時(shí)，也可作為樁端被加固土層。應(yīng)用時(shí)特別強(qiáng)調(diào)綜合考慮地質(zhì)條件，環(huán)境條件兩個(gè)關(guān)鍵因素。地質(zhì)條件是指被加固土層應(yīng)具有良好的擠密性，足夠的厚度（不宜小于2m）,穩(wěn)定的層面和適宜的埋深，不具備這些條件不宜采用。環(huán)境條件是指該工法無有效隔振措施時(shí)不宜在居民區(qū)域?qū)φ駝?dòng)敏感的建（構(gòu)）物 附近施工。樁身不應(yīng)進(jìn)入有承壓水的土層中。實(shí)踐證明，在含水層以上一定距離的不透水層 內(nèi)進(jìn)行夯擴(kuò)可有效防止?jié)B透破

12、壞，并不會(huì)影響單樁承載力，此距離可依據(jù)滲透穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié) 果取0.30.5m。4、工程應(yīng)用范圍 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁廣泛地適用于工業(yè)與民用建筑。對于舊房改造、安居工程、住宅小區(qū)中的多 層建筑尤為適用；也適用于市政工程、道路路基、橋梁工程以及中、小型水利工程的地基加 固處理等。因此，其工程應(yīng)用范圍廣，推廣前景廣闊。5、施工工藝流程及質(zhì)量控制要點(diǎn) 質(zhì)量控制要點(diǎn)：確保定位準(zhǔn)確、設(shè)備運(yùn)行正常。保證樁機(jī)平穩(wěn)定，就位準(zhǔn)確，樁位允許偏差；軸線150mm垂直軸線70mm校正護(hù)筒，確保護(hù)筒垂直偏差不大于1%樁孔的垂直度偏差1%成孔深度是樁端設(shè)計(jì)深度，保證下道工序形成的復(fù)合載體在被加固土層中形成。控制垂直落距、準(zhǔn)確將護(hù)筒

13、沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。應(yīng)充分利用場地內(nèi)的廢棄房渣，棄方碎石類土等；填料量以錘底出護(hù)筒底4060cm為依據(jù)；防止夯擴(kuò)效應(yīng)可能導(dǎo)致土體剪切滑裂面的形成，從而使地面隆起；防止鄰樁身上浮造成斷樁 或樁身與夯擴(kuò)體脫離的事故。承載體形成密實(shí)狀態(tài)后，在不填料的情況下，令垂錘在設(shè)計(jì)高度（一般落距6m）做自由落體運(yùn)動(dòng)，嚴(yán)禁帶剎車。實(shí)測三擊貫入度 , 每級貫入度比前擊小或相等 ,且三擊貫入度累計(jì)值滿足 設(shè)計(jì)要求。嚴(yán)格干硬性混凝土配合比與鋼筋混凝土配合比相同，分次夯填 ,每次 0.5m3, 夯至干硬性混凝 土出護(hù)筒 2 5m。配筋率應(yīng)符合（規(guī)程）要求，鋼筋籠綁扎符合要求；保證鋼筋籠垂直，距孔壁四周距離相同 且主筋混凝土保護(hù)

14、層厚度不應(yīng)小于40mm測量鋼筋籠頂標(biāo)高，保證鋼筋籠沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。允許偏差± 50mm?；炷翍?yīng)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，且不得低于C20,連續(xù)澆至樁頂標(biāo)高，并適當(dāng)超澆3050cm。充盈系數(shù)1.0m。提拔護(hù)筒的速度控制在 0.8m/min 左右，勻速提升，同時(shí)觀察鋼筋籠不得移位。 振動(dòng)泵應(yīng)快速插至樁底，振搗混凝土并慢慢提拔至樁頂，振動(dòng)時(shí)間不宜小于2 分種，坍落度控制在 14 16cm.6、在我省推廣應(yīng)用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)的幾點(diǎn)意見： 自建設(shè)部推廣應(yīng)用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)以來，至今在我省還沒有得到應(yīng)用。為了在我省推廣 應(yīng)用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)，提高我省巖土工程屆地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和處理水平，本人有如下意

15、 見，與現(xiàn)行討論和商確。（ 1 ）國家拉動(dòng)內(nèi)需戰(zhàn)略，給我省經(jīng)濟(jì)建設(shè)又帶來了前所未有機(jī)遇，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模加大， 城市化進(jìn)程加快，舊城改造任務(wù)繁重，商品房開發(fā)已成為我省經(jīng)濟(jì)發(fā)展支柱產(chǎn)業(yè)。在各類工 程建設(shè)中，越來越需要巖土工程技術(shù)提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。因此，如何選擇科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、 安全、 環(huán)保的地基基礎(chǔ)處理方案， 以之在保證建設(shè)工程安全的前提下， 為建設(shè)項(xiàng)目贏得工期， 節(jié)約投資的問題已成為勘察設(shè)計(jì)單位必須研究的重要課題。也是勘察設(shè)計(jì)單位贏得市場的重要條件。為此，廣大巖土工程技術(shù)人員在巖土工程新技術(shù)、新工藝、新方法的推廣應(yīng)用方面 應(yīng)有所作為。要善于采用巖土工程技術(shù)、新工藝、新方法，有效的、高水平的解決巖土工程 技術(shù)問題，即保障建設(shè)工程安全，又為建設(shè)單位縮短工期，節(jié)省投資。（2）根據(jù)前面所述，復(fù)合載體夯擴(kuò)樁適用處理可塑到硬塑狀態(tài)的粘土、粉質(zhì)粘土、粉砂土、砂土、碎石土、素填土、雜填土等地基，而這類地基在我省大部分地區(qū)多有分布， 許多建（構(gòu)）筑物修建于這類地層之上。因此，我省推廣應(yīng)用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)，量大面 廣，前景廣闊。（ 3）可選擇有代表性的場地， 依托于某項(xiàng)建設(shè)工程， 開展復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的試驗(yàn)工作； 也可 采取申請科研試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的方法開展課題研究。以之取