復(fù)合載體夯擴(kuò)樁技術(shù)介紹

1、北京波森特巖土程有限公司l2005年9月25日楊啟安一、復(fù)合載體夯擴(kuò)樁工藝的介紹二、復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的設(shè)計(jì)三、近年來(lái)復(fù)合載體夯擴(kuò)裝技術(shù)的拓展1.1復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的工藝復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的工藝 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁作為一門(mén)新的專利技術(shù)，它選擇下部層位穩(wěn)定、土性較好的土層作為被加固土層，以樁端土體為研究對(duì)象，利用重錘沖擊成孔、沉管，當(dāng)沉管到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，對(duì)樁端連續(xù)進(jìn)行填料、夯實(shí)操作，并用三擊貫入度作為控制指標(biāo)（三擊貫入度為錘重35kN，上提6.0m，自由落體時(shí)貫入的深度），再填以干硬性混凝土或水硬性材料進(jìn)行夯實(shí)，使樁端以下深度為35m、直徑為23m約10m3的土體得到最有效的加固擠密，自上而下形成了由干硬性混凝

2、土（水硬性材料）、填充料、擠密土體和影響土體組成的復(fù)合載體，然后再放置鋼筋籠、灌注混凝土形成復(fù)合載體夯擴(kuò)樁，如圖1。 圖1 從受力上分析，復(fù)合載體夯擴(kuò)樁是一個(gè)擴(kuò)展基礎(chǔ)。樁身可以等效為類似于柱的傳力桿件，復(fù)合載體等效為傳遞荷載的載體基礎(chǔ)。 采用承臺(tái)梁和復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的基礎(chǔ)，其受力即可以等效為條形基礎(chǔ)的受力；采用獨(dú)立承臺(tái)，復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的受力可以等效為柱下一獨(dú)立基礎(chǔ)的受力；采用滿堂布置的復(fù)合載體夯擴(kuò)樁，則其受力可以等效為筏板基礎(chǔ)的受力 樁號(hào)孔徑直徑（mm）鉆孔深度（m）填料磚數(shù)量（塊）三擊貫入度（cm）1#3704.548082#3704.5380123#3704.532013施工控制參數(shù)1.無(wú)須

3、基坑開(kāi)挖和降水，減少了工程量。2 .單樁的承載力大幅度提高，是同等樁長(zhǎng)、樁徑的普通灌注樁的單樁的承載力的3-5倍，可以通過(guò)調(diào)整施工參數(shù)（填充料、三擊貫入度）來(lái)調(diào)整載體基礎(chǔ)的承載力 。不同施工控制參數(shù)對(duì)應(yīng)的Q-s曲線 樁號(hào)樁徑(mm) 樁長(zhǎng)（m）持力層填磚（塊）三擊（cm ） 1#4105.2粉砂3005 2#4104.0穿粘土進(jìn)粉土46012 3#4102.7粘土層4859 4#4104.0-直桿3. 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁實(shí)際受力時(shí)，載體基礎(chǔ)、混凝土樁 身和承臺(tái)（梁）一起組成了一個(gè)空間受力體系，該體系能調(diào)節(jié)施工中某些局部缺陷引起的樁基礎(chǔ)上力的不均勻分配，而使原本不均勻的地基經(jīng)過(guò)夯擊處理后，土性變得更

4、均勻，減少了建筑物的不均勻沉降。4. 該技術(shù)可消耗大量的建筑磚塊、混凝土塊等建筑垃圾，施工中無(wú)須泥漿護(hù)壁，無(wú)泥漿排出，保護(hù)了環(huán)境。5. 施工成本低，節(jié)省施工造價(jià)。缺點(diǎn)：l擠土樁，施工時(shí)對(duì)周?chē)ㄖ蚬芫€產(chǎn)生擠土效應(yīng)。l有振動(dòng) ，臨近有居民樓時(shí)，施工會(huì)受到一定限制。復(fù)合載體夯擴(kuò)樁施工工藝1)在樁位處挖直徑等于樁身直徑、深度約為500mm的樁位圓柱孔，移機(jī)就位；2）提起夯錘后快速下放，使夯錘出護(hù)筒，入土一定深度；3）用副卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩對(duì)護(hù)筒加壓，使護(hù)筒底面與錘底齊平；4）重復(fù)2）、3）的步驟，將護(hù)筒沿垂直沉入到設(shè)計(jì)深度；5）提起夯錘，通過(guò)護(hù)筒投料孔向孔底分次投入填充料，并進(jìn)行大能量夯擊；6）填充料被夯

5、實(shí)后，在不再填料的情況下連續(xù)夯擊三次并測(cè)出三擊貫入度，若三擊貫入度不滿足設(shè)計(jì)要求，重復(fù)5）和6）的步驟，直至三擊貫入度滿足設(shè)計(jì)要求為止；7）通過(guò)護(hù)筒投料孔再向孔底分次投入設(shè)計(jì)需要的干硬性混凝土，并進(jìn)行夯擊；8）放入鋼筋籠；9）灌注樁身混凝土。復(fù)合載體夯擴(kuò)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)來(lái)源于兩個(gè)方面： 一. 由于復(fù)合載體夯擴(kuò)樁施工中一個(gè)重要的材料為建 筑垃圾，建筑垃圾成本低，堵大大降低了造價(jià)； 二.由于復(fù)合載體夯擴(kuò)樁單樁承載力高，在相同上部 荷載下，采用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁可減少樁的長(zhǎng)度和 數(shù)量，故降低了成本，與常規(guī)地基處理技術(shù)相比 能節(jié)約造價(jià)15-30%。 只要在地面下一定深度存在設(shè)計(jì)要求的持力層，不超過(guò)25m，理論上

6、都可以采用該技術(shù)。 2.1.復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的設(shè)計(jì)控制參數(shù)：載體基礎(chǔ)埋深和等效基礎(chǔ)面積Ae； a 基礎(chǔ)埋深的設(shè)計(jì)即為載體持力層的選擇。 b 復(fù)合載體夯擴(kuò)樁等效載體計(jì)算面積與三擊貫入度密切相關(guān)。2.2 設(shè)計(jì)步驟： 確定樁長(zhǎng)和樁間距；計(jì)算單樁承載力；樁身強(qiáng)度驗(yàn)算；沉降驗(yàn)算；下臥層驗(yàn)算；承臺(tái)設(shè)計(jì)。2.3 單樁豎向承載力特征值可用下式估算： Ra=Upqsiali+qpaAe式中：Ra單樁豎向承載力特征值； UP樁身斷面周長(zhǎng)（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； Ae 根據(jù)三擊貫入度查表。2.4 樁身

7、混凝土強(qiáng)度的驗(yàn)算 樁的承載力應(yīng)滿足樁身混凝土強(qiáng)度的要求，樁身強(qiáng)度應(yīng)符合下式要求： Q0.7fcAp 式中：Q相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)單樁的豎向力設(shè)計(jì)值； fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定； Ap樁身截面面積。qwukizqz/)2)(2()(2)(00000tgtBtgtAlqBAGFisikkkzl 作用于軟弱下窩層頂面的附加應(yīng)力，l i軟弱層頂面以上各土層重度（地下水位以下取浮重度）按土層厚度加權(quán)平均值；l z地面至軟弱層頂面的深度； qwuk 地基土極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；l fa軟弱下臥層經(jīng)深度修正的地基承載力特征值；l A0、B0等效基礎(chǔ)的長(zhǎng)、短邊長(zhǎng)l

8、樁端硬持力層壓力擴(kuò)散角。aizfz 2.5 軟弱下臥層的計(jì)算2.6復(fù)合載體夯擴(kuò)樁沉降計(jì)算式中：s 樁基最終沉降量（mm）； s沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測(cè)資料及經(jīng)驗(yàn)確定； Po對(duì)應(yīng)荷載準(zhǔn)永久組合壓縮層頂部的附加壓力； n樁基沉降計(jì)算范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；zi、zi-1復(fù)合載體底面至第i層土、第i-1層土底面的距離(m)； ai、ai-1第i層土、第i-1層土底面深度范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)，可按； Esi樁基沉降計(jì)算范圍內(nèi)第i層土的壓縮模量(MPa)，按實(shí)際應(yīng)力范圍取值； A承臺(tái)面積(m2) Dh承臺(tái)埋深（m）nisiiiiisEzzps11103.1 大直徑復(fù)合載體夯擴(kuò)樁和小直徑復(fù)合載體

9、夯擴(kuò)樁 樁徑從原來(lái)的400 mm-450mm拓寬為300mm-800mm，單樁承載力從原來(lái)的1000kN拓展到最大可達(dá)4000kN。大直徑高承載力的復(fù)合載體夯擴(kuò)樁拓寬了該技術(shù)的應(yīng)用范圍，該技術(shù)是建設(shè)部科技成果，既可以適用于工業(yè)與民用建筑，還可以應(yīng)用于市政、橋梁等基礎(chǔ)對(duì)承載力的要求。 黃村大直徑樁試驗(yàn)樁號(hào)樁徑（mm）樁長(zhǎng)（m）三擊（cm）填磚（塊）干硬性混凝土（m3）1#40010.081080.32#40010.081050.33#40010.091050.33.2 擴(kuò)頂復(fù)合載體復(fù)合地基 該技術(shù)是一種采用復(fù)合載體技術(shù)施工復(fù)合地基的施工工藝，這樣既發(fā)揮了單樁承載力，又利用了樁間土，適用于淺層地基土承載力較好的地基。為充分發(fā)揮復(fù)合載體夯擴(kuò)樁承載力高的特點(diǎn)，施工時(shí)對(duì)樁頂部一定范圍內(nèi)的樁身進(jìn)行擴(kuò)徑，以便將上部荷載更多地傳遞到復(fù)合載體夯擴(kuò)樁。 擴(kuò)頂復(fù)合地基3.3 采用預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合載體夯擴(kuò)樁 該技術(shù)用預(yù)應(yīng)力管樁代替了普通復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的混凝土樁身，避免了施工過(guò)程中造成的縮徑，且該技術(shù)施工