谈锤击夯扩(内外管)成孔施工工艺

王晓军

(山西宏厦建筑工程有限公司，山西阳泉　045000)

谈锤击夯扩(内外管)成孔施工工艺

王晓军

(山西宏厦建筑工程有限公司，山西阳泉045000)

摘要:介绍了锤击夯扩成孔工艺的适用范围及施工流程，从测量放线、扩大头施工、外管起拔等方面，阐述了施工中的技术要点，指出采用锤击夯扩成孔工艺施工，可获得良好的经济和社会效益。

关键词:锤击夯扩成孔，内外管，混凝土，桩基

0　引言

在传统的桩基施工过程中，一般采用冲击成孔灌注桩和正反循环钻孔灌注桩，泥浆护壁，桩径大且桩身长，工程费用高，施工速度慢，质量难保证，现场污染严重。采用锤击夯扩成孔工艺施工，可降低工程造价，减少对环境的污染，对提高经济和社会效益效果明显。

1　适用范围

锤击夯扩成孔工艺适应性广泛，在桩长不大于25 m的湿陷性黄土、杂填土、砂层和地下水较浅等地层中均可取得良好效果。

2　挤土夯扩桩施工工序

2.1锤击夯扩成孔工艺核心

施工采用重锤锤击双层套管(高强度钢管)，同时将内外管锤击入土一定深度后;将内管拔出，然后向外管内投入适量干硬性混凝土，再将内管放入外管中，将管内干硬性混凝土锤击夯出外管底端外侧;重复几次，最终在外管的底端土层中形成扩大头;拔出内管，向外管中放入钢筋笼并浇筑混凝土，最后将内管再放入外管中，管底压住混凝土表面，匀速将外管拔起(拔管力需大于5 000 kN)，混凝土灌注桩形成。本工艺的关键之处是桩基成孔时不排运任何土方，可极大提高桩间土的密实程度，在浇筑混凝土时，由于外管在孔内兼作模板，可避免塌孔及缩径，同时也避免了采用泥浆护壁时桩底沉渣不易清除的弊端，优点为质量有保证，人为干扰少，对环境影响小，施工速度快等。

2.2施工流程

三通一平→放线测量→材料复检→人员准备→桩机就位→锤击沉管成孔→抽出内夯管→试桩施工→向外管内投入适量夯扩料→内管将夯扩料夯入孔底形成扩大头→安放钢筋笼→灌注混凝土→拔外管→单桩施工完毕→其他桩按此施工。

3　施工过程及技术措施

3.1施工前准备

1)施工准备。现场工程施工所需机械设备、工器具已进场就位，项目部管理人员、施工人员已按要求进行岗前培训和安全技术交底。前期相关管理技术资料已报监理单位审批(包括设备报验，承包单位及人员资质报审，原材料复检报验、专项施工方案报审等)。

2)施工放线。a.配合建设单位、监理单位进行基坑验收工作，复测基坑底部施工标高，将高程误差控制在+200 mm～－50 mm范围内，将基坑工作面平整硬化。b.专业施测人员根据定位放线图，用全站仪逐根施测桩位点，同时要求项目部技术人员对桩位点再进行多次复核，确保无误，使桩位点原始测量误差控制在±5 mm范围内，经监理单位验收后，填写施工测量放线记录报验单并签字归档。

3.2施工过程

1)成孔。因该工程实际地质地层较复杂，采用锤击内外管沉管工艺，锤击成孔前，应仔细核准桩位，并用吊线锤以十字交叉方向校正桩管垂直度，然后用4 t柴油锤将内外管同时打入地基内(见图1)。

图1　锤击成孔施工示意图

2)扩大头施工。采用分次夯扩工艺，扩大头填干硬性混凝土，强度C30，标准控制为:坍落度为2 cm～4 cm，内外管夯至设计深度后，拔出内夯管，向外管内分两次填入0.5 m3干硬性混凝土料(干硬性混凝土料强度与桩体混凝土标号同为C30，干硬性混凝土料的坍落度为2 cm～4 cm)，将内夯管放入外管中进行夯击，在夯击过程中，为了使夯扩头正常形成，将外管适当提升，外管每次提升高度控制在50 cm～70 cm内，将外夯管内干硬性混凝土料全部夯完后端部即形成扩大头，最终投料量应以贯入度控制，标准为最后一振(即10击)外管下沉量不大于3 cm。

3)吊放钢筋笼。扩大头施工完毕后拔出内夯管，进行钢筋笼吊装(见图2)。

4)灌注桩桩身混凝土成桩。灌注时采用外夯管做导管直接灌入法施工。施工时需考虑充盈系数和外夯管管壁所占体积，浇筑混凝土时，要保证桩身混凝土有一定超灌高度，方便在内管下压过程中使桩身混凝土密实，混凝土坍落度为18 cm～22 cm。

5)外管起拔。桩身混凝土浇筑完成后，将内夯管压在外管内混凝土表面上，边压边缓慢将外管起拔，当外管起拔至桩顶设计标高时，及时测控，超灌高度满足不小于0.5 m，拔管速度满足1 m/min～1.5 m/min(见图3)。

图2　钢筋笼吊装图

图3　外管起拔示意图

6)现场试检。工程采用商品混凝土的，质检人员对当天进场的商品混凝土质量进行详细检验，严格把关。

3.3桩基施工质量保证措施

1)成孔主要参数保证。成孔作业时，桩机就位应平稳，桩架及桩管保证垂直。用水平尺测量底支架四个角是否水平，并用吊线锤在十字交叉方向目测，检测桩管垂直度，满足垂直度偏差不大于1%。2)桩身混凝土振捣质量保证措施。桩身上部3 m部分由于自重压力较小需采取人工振动棒振捣，下部桩身混凝土则靠自重密实，具体操作应遵循快插慢提，在同一部位振捣时间不得超过20 s～30 s以上。

4　独有技术研究与应用

挤土夯扩钢筋混凝土大头桩施工设备，在黄土、粉土、砂砾层、卵石层中施工，成孔速度快(如10 m长的桩，成孔时间在6 min左右)，在成孔和夯扩大头时，由夯击能量在45 t· m的柴油锤夯击下，无需取土，一次性成孔至设计深度，在桩底形成高密实混凝土扩大头，起拔外管时力量达3 000 kN，成桩后单桩极限承载力一般在2 000 kN～3 000 kN，单桩施工完成时间(以10 m桩长为例) 20 min;挤土夯扩钢筋混凝土大头桩施工设备，行走速度快，施工质量高，安全性能好，工期完成早。

5　常见质量通病分析及预防措施

5.1桩孔偏移

原因分析:桩机移位;施工场地不平整。

预防措施:施工前平整场地，其不平整度控制在1%以内;用水平尺测量底支架四个角是否水平，并用吊线锤在十字交叉方向目测，检测桩管垂直度，满足垂直度偏差不大于1%。

5.2外管被埋，拔起困难

原因分析:沉管时，最终贯入度偏小，拔外管时，外壁摩阻增大;施工机械起吊动力不足。

预防措施:选择机械时应保证起吊动力留有一定的余量;发生外管被埋时，可配置千斤顶等辅助起重设备配合顶托，同时用桩锤轻击内、外管，以克服外管静摩阻力。

6　工程实例的应用

该工艺已在阳煤集团翼城堡子煤业有限公司原煤仓工程中得到成功应用，取得了显著的社会经济效益。该工程设计桩数109根，扩大头直径800 mm，桩径500 mm，桩长约20 m。

与传统施工工法相比可避免塌孔及缩径，同时也避免了采用泥浆护壁时桩底沉渣不易清除的弊端，优点为质量有保证，人为干扰少，对环境影响小，施工速度快等。

由于本工艺具有单桩竖向承载力高、施工速度快和无环境污染等优势，预计将会在今后的桩基工程中得到更广泛的应用。

参考文献:

［1］魏琳.浅谈挤土夯扩钢筋混凝土大头桩的施工技术［J］.陕西建筑，2012( 10) :65.

［2］武海军.夯扩沉管灌注桩在建筑桩基工程中的应用［J］.城市建设理论研究，2011( 12) :86.

［3］李树统，霍光，代正兵.预制桩身接无桩靴内夯扩沉管灌注桩的应用［J］.中小企业管理与科技，2010( 27) :211-213.

Discussion on the construction technology of hammer tamping and pore-forming( inner and outer pipe)

Wang Xiaojun
( Shanxi Hongsha Construction Engineering Limited Company，Yangquan 045000，China)

Abstract:This paper introduced the application scope and construction process of hammer tamping and pore-forming process，from the measurement unreeling，expanding head construction，outer pipe pulling and other aspects，elaborated the technical key points in construction，pointed out that the hammer tamping and pore-forming process construction，could obtain good economic and social benefits.

Key words:hammer tamping and pore-forming，inner and outer pipe，concrete，pile foundation

作者简介:王晓军(1981-)，男，工程师

收稿日期:2015-11-30

文章编号:1009-6825( 2016) 04-0073-03

中图分类号:TU472.31

文献标识码:A