复合载体夯扩桩在山西地区的施工应用

许园林

1 概述

复合载体夯扩桩是由北京波森特岩土有限公司研发的一种新型桩基技术。复合载体夯扩桩与普通意义上的桩有所区别，是由上部的钢筋混凝土桩或预制桩和下部的复合载体共同构成，具有消除桩端应力扩散范围土层的湿陷性，消除砂性土液化，改善桩端土层的受力状态，形成整体复合承载能力的作用。山西大部分地区地基土层存在湿陷性问题，推广应用复合载体夯扩桩，具有重要的意义。

2 工艺原理

复合载体夯扩桩的核心技术是对桩端周围一定范围内的土层通过夯击扩大进行加固挤压，并通过钢筋混凝土桩身、夯填干硬性混凝土、夯填填充料等形成逐级应力扩散的合理复合承载的能力。

其施工顺序为采用细长锤夯击成桩孔，采用钢护筒对桩孔进行护壁，将护筒沉到钢筋混凝土桩体的设计标高后，采用细长锤夯击护筒下土层至一定深度后，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，在桩端形成多层次的复合载体，最后放置钢筋笼，灌注桩身混凝土而形成的桩。

桩底的复合载体由四部分组成:夯实干硬性混凝土(低坍落度混凝土)、夯实填充料、挤密土体和影响土体。对于山西地区的湿陷性黄土，由于湿陷性的问题，处理方法大多为换土、强夯、灌注桩或静压桩，但存在造价较高，处理深度偏大，无法充分利用原土地基的承载能力问题。

复合载体夯扩桩施工工艺简单，施工质量易于控制，施工速度快、承载力高、造价低、节省工期。正常情况下，每台机组每台班成桩10根，孔内夯击，噪声小、安全性好。施工时，可消纳大量的现场建筑垃圾，有利于环境保护。

3 工艺流程及操作要点

1)复合载体夯扩桩施工工艺流程见图1。

2)复测桩位线。放线人员依据规划定点将桩位放线完毕，在施工前，组织技术员对所要打的桩位再进行一遍复测，确认无误后方可进行施工。

3)桩机就位。检查桩机设备工作是否正常，移动桩机就位，调整桩机垂直度。

4)冲击成孔(钻孔)。在确定所要打的桩位上，使护筒中心与桩位中心位对齐。先用细长锤低落距夯击地面，在地面土体中形成一个浅孔，用反压系统将护筒沉至孔底，并调整护筒垂直。若成孔困难，可用螺旋钻辅助成孔。

5)沉护筒至设计标高。提高细长锤夯击成孔，将护筒沉至孔底，经反复操作后，将护筒沉至设计标高处。当接近桩底标高时，控制重锤落距，准确将护筒沉至设计标高。如果在砂层中冲击成孔困难，可采用长螺旋钻成孔。

6)填料夯击。护筒沉至设计标高后，提升重锤高出填料口，进行填料，锤做自由落体运动，夯击填充料(填料量以锤底30 cm～50 cm为依据)。

7)实测三击贯入度。承载体形成密实状态后，在不填料的情况下，令重锤以6 m落距做自由落体运动。实测三击贯入度，每级贯入度应比前击小或相等，且三击贯入度的累计值满足设计要求;如不满足设计要求，则应继续填料夯击至满足三击贯入度要求。

8)夯填干硬性混凝土。三击贯入度满足要求后，分次夯填0.2 m3～0.3 m3的干硬性混凝土，继续夯击至锤底出1 cm～2 cm或持平。

9)放钢筋笼至设计标高。在护筒内放入预制钢筋笼，测量钢筋笼顶标高，使钢筋笼沉至设计标高。

10)浇筑混凝土。从护筒填料口灌入混凝土，连续灌至桩顶标高，并适当进行超灌30 cm～50 cm。

11)拔护筒。混凝土浇筑完毕后，将护筒拔出，拔护筒时速度要慢，同时注意观察钢筋笼是否有位移。

12)振捣混凝土。振捣时，尽量一次插至桩底，要快插，并逐渐慢慢上拔至桩顶。

4 施工技术措施

1)桩位放线:首先由测量人员根据设计施工图放出桩位线，由专人验线并报监理单位核验，做好桩位预检记录。2)移桩机就位，调整护筒垂直，确保其垂直度偏差不大于1%。3)放置钢筋笼时，严禁高起高落，避免碰撞，以防弯曲变形;提升护筒时，观察钢筋笼是否有竖向位移。4)采取钢筋笼加定位器等措施控制桩身钢筋保护层厚度。钢筋笼应校直，完成后，复测主筋间距、长度及箍筋间距，确保其在误差范围内。5)混凝土搅拌时，砂与碎石每车都要过秤计量，严格按混凝土施工配比计量;每盘料搅拌时间不少于2 min，坍落度控制在10 cm～14 cm。6)干硬性混凝土水泥、砂石配比为C25混凝土配比，用水量减少，以手攥成团为宜。7)派专人负责按有关规定留取混凝土试块，每作业班至少留置一组标养试件，并随时检查混凝土坍落度是否满足要求。试块拆模后应尽快送实验室进行标养。8)测三击贯入度时严禁带刹车和离合，测量要细致、准确，如实记录测量数据。9)夯填干硬性混凝土后，立即灌入少量混凝土约20 cm～30 cm，且要求混凝土的和易性要好，以确保结合处的桩体质量。10)成桩过程中随时测量对邻桩的影响，发现邻桩水平及竖向位移超过30 mm，则停止夯击。11)桩身混凝土应连续浇筑，混凝土浇筑时，应适当超灌至设计桩顶标高以上30 cm～50 cm;混凝土振捣要密实。12)拔出护筒时速度要慢，对含水率小的填土，粉土，粘土，以1 m/min～2 m/min为宜。对含水率大的填土，粉土，粘土，以1 m/min为宜。特别是刚开始拔时，注意不要将护筒内混凝土及钢筋笼带起，造成桩身混凝土与干硬混凝土(复合载体)结合不密实。

5 效益分析

采用复合载体夯扩桩作为地基处理方案，具有施工工艺简单，施工速度较快、单桩承载力高、施工中在孔内夯击，噪声小、安全性好的特点。施工时，可充分利用建筑固体垃圾或较为廉价的建筑材料作为夯填料，方便就地取材，大幅降低基础处理的成本。通过几个项目的应用，它比常见地基处理方法节约造价15%～45%，是地基处理中比较经济、有效可靠的地基加固新技术，在山西地区具有广阔的市场前景，但由于需要进行夯击，在对振动敏感的地区及地下承压水位较高地区应慎重使用。

6 应用实例

实例一:山西省运城地区香榭丽舍小区采用复合载体夯扩桩基础建成住宅楼13栋，13层剪力墙结构。该基础采用桩长8 m，桩径410mm，桩间距1.8m。桩体混凝土强度等级C25，单桩竖向承载力特征值不低于500 kN。于2009年10月15日开始基础施工，2010年1月5日完成。施工完成后对10根工程桩进行了试桩，承载力均达到了设计值，沉降观测结果符合规范要求。工程质量好，施工进度快，受到建设、监理单位好评。

实例二:山西省侯马市华翔书香花苑小区建成住宅楼一栋，基础工程采用复合载体夯扩桩技术。该楼长80.4 m，宽16.8 m，16层剪力墙结构。采用复合载体桩基础，桩径450 mm、桩①有效桩长9.8 m，29根;桩②有效桩长8.3 m，216根。桩体混凝土强度等级C25，单桩竖向承载力特征值不低于715 kN。于2010年3月15日开始基础施工，2010年4月5日完成。施工完成后对4根工程桩进行了试桩，承载力均达到了设计值，沉降观测结果符合规范要求。

7 结语

从复合载体夯扩桩的工艺原理及施工控制，通过在几个项目的应用，发现对于湿陷性黄土地基的处理具有相当的优势，通过将原土加固与桩基各自的优点有机的结合，可将桩基础与天然地基的优势充分发挥出来。复合载体在整个过程中起到了缓冲作用，也有扩大持力层有效承载面积的作用，且填充料采用建筑垃圾、碎石、工业废料等，在降低造价的同时，也消化了一些难以处理的垃圾，绿色环保。

［1］ 李巨文，常洪信，郭总理.采用建筑垃圾夯扩桩处理软弱地基的设计与施工［J］.建筑技术，2002(13):97-99.

［2］ 邝根发.夯扩桩在房屋建筑工程中的应用［J］.民营科技，2010(23):53-55.

［3］ 张向华.小议夯扩桩的施工［J］.山西建筑，2010，36(12): 96-97.