复合载体夯扩桩施工技术

赵林冬

（河南省第五建筑安装工程(集团)有限公司，河南 郑州 450007）

1 复合载体夯扩桩的作用机理

复合载体夯扩桩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，并向笼内灌注混凝土而形成的桩。复合载体夯扩桩由干硬性混凝土及填充料等经细长锤夯击而成的复合载体和钢筋混凝土桩身成桩。该技术运用天然土体对夯填料的约束机理和能量累计原理，夯扩形成人造持力层。复合载体夯扩桩由于在被加固土层内填料并施以强力冲击，使土体被挤密，桩端下4m 范围土的压缩模量可提高 1.35 倍，承载力提高 1.5～1.58 倍，使被加固土层成为一个硬层，并与其下的持力层形成了双层地基，从而使单桩承受的荷载被加固土层向下扩散，所以沉降小、承载力大幅度提高。

2 复合载体夯扩桩的适用范围与条件

适用范围：复合载体夯扩桩广泛地适用于工业与民用建筑。对于旧房改造、安居工程、住宅小区中的多层建筑尤为适用；也适用于市政工程、道路路基、桥梁工程以及中、小型水利工程的地基加固处理等。因此，其工程应用范围广，推广前景广阔。

适用地质条件：不富含孤石、大块建筑垃圾的人工填土地基、一般粘性土软弱地基、湿陷性黄土层及可液化层等。

3 主要设备

液压步履式夯扩机：(1)桩架。(2)快放式主卷扬机，用于提升及快放重锤。(3)副卷扬机，用于反压和提升护筒。(4)护筒。(5)细长锤重3.5吨。(6）底盘及液压步履系统

4 施工工艺流程

复合载体夯扩桩施工工艺流程如下图所示：

5 施工质量控制

同其它桩基一样，复合载体夯扩桩的施工属隐蔽工程，桩身和夯扩体都位于自然地坪以下，施工控制有一定的难度，所以施工前必须制定周密、科学的施工方案，加强原材料质量控制和施工过程控制，发现问题及时与设计、检测部门沟通、处理。

场地清理：工程施工前需事先做好施工现场的场地平整工作，同时场地中的管沟、暗井、古幕等进行及时处理，可用1：1 沙石分层夯填。

设备检修：施工前要对步履式液压夯扩机进行检修，特别是电机、电源接头、钢索等重点部位。可通过进行空桩试验，检验设备运行情况。

施工前要对所有的桩位进行施工放线，并进行认真复核，确保桩位准确无误。

桩机就位：将夯扩机移至桩位附近，护筒大致对准桩位，调整护筒，使其逐渐对准桩位，并保持护筒垂直、平稳。

锤击成孔：将细长锤轻落于地面，护筒对准桩位，用白灰撒线与桩位吻合，然后提起细长锤捶击成孔。

护筒沉于设计标高：根据桩位、自然地坪标高、设计桩顶标高计算出护筒沉入高度，由于每个桩位的实际、自然地坪不一样，可计算出护筒沉入高度标于护筒上，当护筒上标记接近地坪时，要控制细长锤落距，准确将护筒沉于设计标高。

填料夯击：出始填料应采用碎转、碎石、碎混凝土块等稳定性好的材料，夯填量控制在0.6-0.8 立方米，在填料寒扩过程中，采用细长锤3.5吨，以落距6米的夯距进行夯击，同时防止地面发生过高隆起，地面隆起不得大于50毫米，为防止夯填结束时泥 水进入空内，可投入约20 公斤水泥进行封水处理，填料大致分三个阶段：填料下降、持平、上升，相应填料量也分多、中、少。

测三击贯入度：为保证护筒进入设计持力层，并使庄端进入该单元一定深度，我们通过护筒沉入深度和最后三击贯入度实行双控，但以贯入度控制为主。由于地层分布不可能是一个平面，所以不能按护筒沉入深度唯一控制。

三击贯入度是指填充料被夯实后，当不再填料时连续三次夯击以后的下沉量，其中前一次的贯入度大于后一次的贯入度，或者与后一次的贯入度持平，而且三次总贯入度应小于设计值，如果不满足设计要求，则应继续夯击填料至满足设计要求为止。要特别注意，测贯入度时严禁带刹车和离合。

夯填干硬性混凝土：干硬性混凝土的标号与桩身的混凝土 标号相同，加少量水搅拌，达到手攥成团，落地开花的标准，夯填量控制在0.33 立方米左右，夯至锤底出护筒1-2厘米，以确保筒内的干硬性混凝土被全部击出护筒，夯填完成且确定无夹泥后，可在其上部注入厚度为10厘米左右的水泥沙浆，用细长锤轻压，以确保与其后灌入的桩身混凝土结合良好。

放置钢筋笼：钢筋笼的制作要符合现行规范的要求，纵向钢筋最好采用通常钢筋，不宜焊接，必须焊接时，焊接位置应选在离桩底较近处，且保证同一连接区域的接头比例小于百分之五十，同时要对钢筋焊接质量进行严格检查和现场抽样试验。

钢筋笼在运输过程中要注意防止钢筋笼碰撞，变形 ，安装时应避免跑笼。要严格控制钢筋笼标高，使之沉于设计标高。实际操作中，可先计算出钢筋笼顶标高力离管口高度，然后制作一定长度的钢筋，使之钩住钢筋笼顶端的钢筋，通过卷扬机将钢筋笼送入设计深度。

浇注桩身混凝土：从护筒填料口贯入混凝土，一次灌至桩顶标高。并适当进行超灌，超灌量=设计混凝土应灌量×（充盈系数－1），充盈系数一般取1.0－1.2。

拔出护筒：桩身混凝土浇注完成后，将护筒拔出，要严格控制拔筒速度，拔筒速度控制在 1－2米／分钟为好。

成桩：拔出护筒后，桩的整个施工过程结束。

6 主要质量标准

桩的垂直度偏差不大于桩长的百分之一；桩位允许偏差：承台中心桩小于或等于150毫米，边桩小于或等于70毫米；桩径允许偏差：－20毫米；钢筋笼顶标高：正负50毫米；钢筋笼主筋保护层允许偏差：正负20毫米；钢筋笼制作：主筋间距正负10毫米，箍筋间距正负20毫米，钢筋笼直径正负10毫米，钢筋笼长度：正负50毫米。

螺旋钢箍开始和结束的位置应有水平段，其长度不小于一圈半，螺旋箍搭接长度不小于抗震锚固长度，且不小于300毫米，弯钩长10d,角度135度，且须钩住纵筋、钢筋笼两端及每隔2米设置一道直径为12毫米的加劲箍，横向加劲箍与纵筋交接处应焊牢。

长锤锤出护筒深度：填料时，40-60厘米，夯填干硬性混凝土时，1-2厘米。

盈系数：1.0-1.2。

三击贯入度不大于设计要求，重锤落距6米。未尽事宜按《复合载体夯扩桩设计规程》JGJ/T135-2001 及有关施工验收规范执行。

7 施工中应注意的几个问题

当桩距较小时，应跳打基桩，以防止对相临已浇注完毕桩身的震动和挤压，造成桩身混凝土初凝前断桩或缩径。

拔出护筒时，切忌拔速过快，导致桩身混凝土离析而造成桩身混凝土不密实甚至发生断桩现象。另外，对于以粉土和粉质粘土为主的持力层，控制拔速还可以避免该土层在高能量反复夯击下产生液化现象，拔出护筒后，桩身混凝土顶面迅速下降，说明下部有较大的孔洞、暗沟等致使混凝土大量流失，需与设计单位及时联系，对下部开挖处理后方可施工。

8 结论

实践证明，复合载体夯扩桩具有以下特点：单桩承载力高，是同等灌注桩的3-5倍；具有明显的经济效益，较一般桩基节约资金30%左右，甚至更多；可处理大量的建筑垃圾，具有明显的社会效益；施工简单，施工机械轻便、机动、灵活。

综上，复合载体夯扩桩此种桩型承载力高，沉降小，造价低，适用于桩端被加固土层为可塑到硬塑状态的黏性土以及粉土、砂土、碎石土。被加固土层厚度不宜小于2m。当软塑状态的黏性土、素填土、杂填土和湿陷性黄土经过载荷试验确定桩基承载力稳定可靠时，也可作为桩端被加固土层。该桩除了技术上可靠和适合当地的工程地质条件外，还有显著的经济效益和社会效益，经测算，所耗材料、机械台班、人工费、管理费等项，单方混凝土造价500～800元，与其它灌注桩比较造价可降低20%～60%，工期可缩短1／3 以上。可消耗大量建筑垃圾，既经济又环保，特别是在旧城改造工程中，有着十分广泛的前景。

[1]《复合载体夯扩桩设计规程》