复合载体夯扩桩在建筑工程中的应用

复合载体夯扩桩在建筑工程中的应用

褚磊

中国化学工程第三建设有限公司天津分公司天津300000

摘要：本文依次介绍了复合载体夯扩桩的含义、复合载体夯扩桩的构成及特点，接着介绍了复合载体夯扩桩的受力机理，最后结合江苏连云港市岚山区某住宅小区地基处理工程实例来阐述复合载体夯扩桩的施工工艺、及质量控制要点。

关键词：复合载体夯扩桩；建筑工程；应用

1前言

复合载体夯扩是一种新型的桩基础形式。它具有挤密地基及扩大桩端面积的双重作用。因此在建筑工程中有广泛的应用。

2复合载体夯扩桩

复合载体夯扩桩技术兴起于上个世纪九十年代，它的形成主要是利用天然地基的浅部基层。但由于它兴起的时间相对较晚，很多方面都还不成熟，所以在施工过程中还存在着很多问题，要仔细的分析这些问题并找出具体的解决方式必须先从理解它的概念出发。

2.1复合载体夯扩桩的含义

复合载体夯扩桩是出现时间并不长的一种特殊的对地基进行处理的形式，但是在现代的施工工程中得到了广泛的应用。它实际上采用的是短桩的结构，所以对于粉质钻土以及软地基的处理都非常的有效，并且其工作的效率较高、施工的质量也能够得到保障，并且在其施工的过程中还不会产生承载力不足的软质土和液化的土粉。复合载体夯扩桩和其他的普通处理地基的桩体的桩体结构不同，在符合桩中比较常见。

2.2复合载体夯扩桩的构成

符合载体夯扩桩和其他的桩体结构有很大的不同，它一般都是由两个部分组成的，即上部和下部。它的复合载体是处于桩体的底部并且是经过了深层次的填料、夯实的复合体。所以在不同工程的施工过程中，必须要结合自身需要，对施工的方式、施工的标准进行深刻的研究，并且把桩端土层当做是其主要的对象进行研究，通过重锤的自由落体运动对土层进行反复的锤击，最终形成基础性的结构，并且使桩端下部具有很大的密实性，布局呈现出层状分布的特点。

2.3复合载体夯扩桩的特点

复合载体在复合载体夯扩桩中是很重要的一个环节，它在工作中，主要是从对应力层水平方向所进行的逐层研究。直到桩底扩散以及降低到与原土的承载力的相同方向。这种做法能够使传统的桩端和地基土体直接的关系能够有效的改变，能够使桩端的土体承载力得到充分的调动，最终达到使桩体的承载能力得到大大提高的效果。并且符合载体夯扩桩还存在着很多的优点，在施工过程中安全性很高、施工设计也较为简单、方便、结构形式也呈现出多样化的特征。

3复合载体夯扩桩的受力机理

复合载体夯扩桩的基本原理是采用细长锤夯击成孔，将护筒沉到设计标高后，细长锤击出护筒底一定深度，分批向孔内投入填充料和干硬性混凝土，用细长锤反复夯实、挤密，在桩端形成复合载体，然后放置钢筋笼，灌注桩身混凝土而形成的桩。它具有承载力高、变形小的特点，主要原因是由于在被加固土层内填料并施以强冲击，致使土体明显被加固，桩端下4m范围内的土的压缩模量提高1.35倍，承载力提高了1.50～1.58倍，使被加固土层成为一个硬层与其下的持力层形成了双层地基，从而使单桩承受的荷载经被加固土层向下应力扩散，所以沉降小，承载力大幅度提高，它具有挤密地基及扩大桩端面积的双重作用。复合载体夯扩桩技术的推广应用，为地基基础工程设计提供了一个全新的方案。

4工程实例分析

4.1工程概况

本工程地处铁岭市某山体东侧，共有7栋5~6层砖混结构住宅，因上层地基土较软且地而高差变化较大，设计采用桩基础。原设计为人工挖孔桩，但由于部分人工挖孔桩的挖孔深度为15m时才能到达持力层（强风化岩），致使工期过长，而且基础造价高，后改为复合载体夯扩桩。

4.2场地工程地质务件该建筑场地位于铁岭市人民公园西侧，地势东高西低，最大高差4.0m，属于山前坡积裙扇地貌。场地地层属多元结构，地而以2.9m~9.5m为第四系沉积的勃性土，其物理力学性质变化较大。该层以下为花岗岩。

4.3复合载体夯扩桩设计

楼体的走向是从山体向外展开，强风化岩层埋深在山体一侧为3.3m，而在楼的另一侧为12.5m，地下水位为一12m。如果选择强风化岩为挖孔桩基础持力层，则桩长为4m}13m。承载力虽然得到保证，但施工期间需要降水，因此，施工工期长，成本高。经综合分析，设计选择复合载体夯扩桩。确定粉质勃土⑤为桩的持力层，桩的入土深度为3.5m~8m（实际桩长不小于3.0m，保证复合载体不进入强风化岩）。桩径为420mm，设计混凝土强度等级C20，单桩承载力特征值为SSOKN，最后三击贯入度为15cmo

4.4施工工艺及顺序

复合载体夯扩桩的施工工艺为：将护筒加压下至设计标高，提起长细锤至6m以上，填入建筑垃圾（主要为旧砖），进行夯击。每次的填入量约为0.01m3，当三击贯入度满足设计标准时，再夯入.O.5m3的干硬性混凝土，将干硬性混凝土夯至设计桩底标高，放入钢筋笼，灌入混凝土，拔管，振捣成桩。因本工程的桩长变化较大，为避免制作短桩的复合体时，将长桩的桩体挤压变形，采取了由短到长的施工顺序，以确保成桩质量。

4.5桩基检测

桩基施工结束后，检测单位进行了4根桩的静载试验和80根桩的低应变桩身完整性测试。静载试验结果：终载加荷1200KN时，对应沉降量为11.60mm~26.72mm，试验Q-S曲线均未出现明显陡降，则单桩承载力特征值（Ra）取600KN，对应沉降量为3.21m~7.53mm，满足设计要求。桩身完整性动测结果，桩底反射较明显，桩身完整，未出现断桩、缩颈现象，混凝土波速正常，说明成桩质量效果较好。5复合载体夯扩桩施工技术特点及质量控制

5.1技术特点

复合载体夯扩桩的技术特点：

l）采用该桩型的建筑物基础结构形式简单、受力可靠。

2）单桩承载力可通过调整控制施工参数而得到不同的承载力值，且单桩竖向极限承载力高，可达800一3200kN。

3）施工工艺简单，施工质量易控制；施工中无需场地降水、基坑开挖等工序，从而减少了工程量，缩短了工期。同时还具有无污染、低噪声的特点，并可自行消化大量建筑碎砖、混凝土块等建筑垃圾，有利于变废为宝，保护环境，利国利民。

4）适用范围广。当表层为杂填土，靠近地表的浅层具有相对较好土层，其优势更为明显。

5.2质量控制

施工时应注意复合载体夯扩桩的质量控制，除了保证桩身混凝土质量外，夯填材料和夯锤最后三击贯人度控制更加重要，因为它直接决定成桩后的单桩承载力。夯填材料的用量决定了复合载体直径和高度，而夯锤最后三击贯入度，对桩端等效计算面积A。具有决定性作用，是复合载体夯扩桩施工质量控制的关键。

5.3单桩竖向静载荷试验

单桩竖向静载荷试验根据国家验收规范进行。该工程选取三根桩做静载荷试验，单桩竖向极限承载力大于1400kN，最终沉降量小于20mm，满足设

计要求。静载荷试验Q一S曲线（图2）光滑，无明显拐点，这充分说明三根桩还处于弹性工作状态。卸载后有一定的回弹变形，说明复合载体夯扩桩承载力还有安全储备。

6结束语

总之，复合载体夯扩桩技术的施工是完全可靠的，由于其施工技术先进、在同等持力层条件下，复合载体夯扩桩通过对土体进行的加固，可大大提高其承载力，同时它质量可靠、经济效益，因此，其在未来建筑市场必然占据更加广泛的市场。

参考文献：

[1]金问鲁.地基基础实用设施施工手册[M].北京：建筑工业出版社，1995；66一80.

[2]黄运飞.深基坑工程实用技术[M].北京：兵器工业出版社，1996：190一220.