浅析载体桩基础在湿陷性黄土地区棚户区改造工程中的应用优势

刘海亮

(中铁十六局集团第五工程有限公司， 河北 唐山 063000)

1 载体桩基础及其适用性简介

载体桩基础是近几年逐渐应用到地基处理中的一种全新的施工技术。它是由上部桩身和下部“载体”两部分组成。它选择下部层位稳定、土性较好的土层作为被加固土层，以桩端土体为研究对象。其承载力主要来自载体，载体通过反复填入建筑垃圾（碎砖、废混凝土、砂砾石等）再以3.5t重锤提升6m进行自由落体夯实，通过三击贯入度等指标控制密实度，随后再夯填一定量的干硬性混凝土，从而由内向外形成干硬性混凝土、填充料和挤密土体形成的载体，使桩端土体得到最优的密实，将上部荷载有效传递给下面的持力土层，达到提高承载力的目的。载体桩在多层建筑物地基处理中具有很好的经济效益，在同等地质条件下，与扩底钻孔灌注桩相比费用节约 60%，且混凝土成桩质量易保证。施工中可消化大量建筑垃圾，在西北湿陷性黄土地区棚户区改造工程中具有良好的发展前景，示意图如上图所示。

此种新型的桩基形式适用于湿陷性黄土、粉土、砂土、碎石土及可塑、硬塑状态的黏性土、素填土、杂填土等，尤其适用于湿陷性黄土地区棚户区改造工程。下面从施工工艺、施工环境、施工工期三个方面对扩底钻孔灌注桩基础、灰土挤密桩基础、载体桩基础在西北湿陷性黄土地区应用优劣进行对比分析。

2 施工工艺方面的对比分析

2.1 扩底钻孔灌注桩

扩底钻孔灌注桩的主要工艺流程如下：测量定位→钻机就位→孔位对中→钻孔→人工扩底→钢筋笼加工安装→桩身砼浇筑→安装桩帽模板→弃土和余土外运。

在湿陷性黄土地区，一般土质为黄状粉土，地下水位较底，钻孔机械主要用旋挖钻机进行钻孔，钢筋笼加工好后运输到施工现场，采用吊车进行钢筋笼吊装。扩底钻孔灌注桩需要在成孔完成后进行人工扩孔，危险性较大，且施工效率较低。而载体桩基础施工不用人工扩底，无此种安全隐患。

2.2 灰土挤密桩基础施工

灰土挤密桩法的主要施工工艺流程如下：测量放线→清出工作面平整场地→灰土准备→击实试验→桩孔放线→设备组装→成孔→成孔检查→夯填→调整填土速度，调整重击次数→取样试验→送检→工序验收。

灰土挤密桩施工一般采用汽车式桩机打桩，主要控制桩内灰土压实度（不低于 0.97），桩间土体靠灰土桩打桩挤密（不低于 0.93），灰土拌和对含水率要求较高，施工受天气影响较大。一般设计桩数数量多，中间检测工序多，需要现场石灰熟化、拌和灰土、灰土二次倒运，需要较大场地，现场施工扬尘大。

2.3 载体桩基础施工

载体桩基础主要施工工艺流程如下：桩位放样→移动桩机，检查桩位偏差→放置护筒，检查护筒垂直度→放置柱锤→夯击引孔，使护筒至设计标高→填料进行夯击→控制填料量及空打三击贯入度→放置钢筋笼，检查标高→灌注砼→拔出护筒→振捣→结束。

载体桩基础，载体桩的底部主要承载于挤密土体+夯实填充料+混凝土所组成的承载体。首先通过将桩基扩大头周边土体夯实，加固，挤密，消除湿陷性，提高了地基的承载力；其次，填充料形成的扩大头增大了桩头与土体的接触面积，提高了桩端承载力。其施工相比于扩底钻孔灌注桩不用人工扩底；相比于灰土挤密桩施工，可以大大减少工程量和现场扬尘污染。

载体桩施工需要将填料夯填到已经成孔的桩孔中，其夯实填料可用碎砖、碎混凝土块、等。现在棚户区改造工程较多，此夯填料可以充分利用拆迁所产生的建筑废渣，废砖，废物利用，变废为宝。此外，其不用像扩底钻孔灌注桩一样进行人工扩底，减少了施工安全风险。

3 施工环境要求低

载体桩基础在进行载体夯填料夯实时，由于桩载体埋置深度深，噪音相比于旋挖钻成孔出土和挤密桩夯实时的噪音均较小。湿陷性黄土地区棚户区改造工程中多数位于市区建筑垃圾较多的拆迁区，其对施工噪音较为敏感且有大量建筑垃圾外运，采用载体桩基础可以直接将现场的建筑垃圾作为载体桩的夯填料有效利用，既可以减少建筑垃圾外运量也可以节省载体填充料的材料，噪音污染也满足市区施工的要求。

4 施工工期要求对比

对于同等承载力要求的基础，载体桩设计相比扩底钻孔灌注桩基础截面尺寸较小，无土方开挖量，桩身混凝土量较小，且扩底钻孔灌注桩基础的扩底施工速度慢于载体桩基础的载体夯填料施工，总体对比载体桩基础施工速度快于扩底钻孔灌注桩。灰土挤密桩施工前需要提前进行石灰熟化，灰土现场拌和，灰土二次倒运，鉴于其设计特点，一般灰土挤密桩设计数量大，孔内夯填锤击数、灰土压实度均有要求，以上施工特点导致在同等外部条件下其施工速度要慢于扩底钻孔灌注桩基础和载体桩基础。

5 工程实例分析

我公司承建的固原一中初中部扩建工程位于西北地区湿陷性黄土区域，其中的1#楼、2#楼、3#楼位于棚户区拆迁区，其设计基础为载体桩基础，载体桩相关参数如下表。

?

其建筑所在地有部分既有建筑需要拆除，现场建筑垃圾较多，其载体桩共计349根,有效利用现场拆迁碎砖174.5m3，充分利用拆迁的建筑材料作为填充料，即消耗了建筑垃圾，做到废物利用，又节约了建筑成本。

施工现场用一台打桩机，根据现场实际情况，每天可以成桩12根。根据我公司承建的固原西湖路项目住宅楼扩底钻孔灌注桩现场施工情况，旋挖钻机每天平均成桩10根（人工扩底进度较慢），对比可知，载体桩施工速度快约20%。

6 结束语

综上所述，载体桩基础施工工艺相比扩底钻孔灌注桩基础、灰土挤密桩法施工略有复杂，但可有效减少扬尘污染、控制噪音、减少土方外运量、加快施工进度、降低工程总体造价。施工中就地取材，充分地利用棚户区拆迁废弃物作为夯填料，变废为宝，保护环境，利国利民，符合国家大力提倡的绿色环保建筑的设计理念，在我国广大西北湿陷性黄土地区棚户区改造工程中优势明显，具有很高的实用推广价值。