复合载体夯扩桩施工技术浅谈

刘利伟

摘 要：夯扩桩是一种地基加固处理技术，其施工原理为：利用细长锤夯击成孔，成孔深度为设计桩长，成孔后在孔内填碎石、石渣、泥砾等，用夯锤进行夯击，在地基及桩周范围形成夯实、挤密作用，以消除地震液化、提高地基承载力。本文作者结合在南水北调的施工实践，简要介绍了复合载体夯扩桩在地基处理过程中的施工技术和施工要点。

关 键 词：夯扩桩 施工技术 地基处理

一、概述：

某大型穿河道倒虹吸全长685m，由进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口节制闸、出口渐变段组成。由于其地基基础下部为中、弱膨胀土，夹含中砂、粉砂层呈透镜体分布，其天然地基承载力特征值约为150KPa，不能满足设计要求，故需进行复合载体夯扩桩施工。要求处理后进口段三角形布桩、矩形布桩的地基承载力应分别不小于250 kPa和230 kPa，出口段地基承载力不小于220 kPa。其中进口段设计布置807根，平均桩长8 m；出口段设计布置452根，平均桩长为 9m。

二、施工方法：

1、施工工艺流程：

施工准备→桩机就位、成孔→填料回填夯实→成桩封孔。

2、施工准备：

（1）施工前，认真查明施工范围内的地下建筑物和地下管线的位置和标高，避开在其上进行夯扩桩施工；

（2）根据设计图纸做好桩位的测量放样，用白灰做标记，施放桩位线自检、互检无误后做好桩位预检记录和编号。

（3）在基底范围内垫一定厚度的碎石土垫层，以保证制孔机、夯扩机移动施工顺畅。

（4）施工前在场区内按照要求进行试桩，并在试桩满足试验条件后，采用单桩复合地基载荷试验的方法，检验地基处理效果，以确定单次填料量、填料充盈系数、重锤落距、三级锤入度等指标，并在施工中严格执行，以保证桩体强度。

（5）施工前按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时按配合比配制混合料。

3、桩机就位、成孔：

（1）将桩机移至孔位处，使沉管尖对准桩位，调平机架，用线锤吊线检查护筒的垂直度，确保垂直偏差不大于1.5%。

（2）成孔至设计标高：长螺旋钻机引孔至设计桩底标高上1～1.5m，夯扩机将重锤自由落体运动夯击土体至桩底标高，形成桩孔，孔径不大于0.4m。

（3）测桩底三击贯入度：待桩底成密实状态后，将重锤以6m落距做自由落体运动，严禁带刹车和离合，控制三击贯入度小于15cm。

4、沉护筒：

（1）调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于桩长的1.5%。

（2）下入护筒后，清底夯实、夯平，夯实次数不小于8击。

（3）进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，经监理验收合格后进行下道工序施工。

5、填料回填夯实：

（1）填料选用粒径不大于5cm的碎石。

（2）成孔后及时夯填，在向孔内填料前先夯实孔底。

（3）填料分层回填夯实，逐层以量斗定量向桩孔内下料，每次填料0.15～0.25m3，单击贯入量不大于15cm。桩顶预留0.6～1.5m的振密段。

（4）施工时对每根桩进行编号、记录，其中记录中注明施工时间、夯击数量、桩长、三击贯入度值，夯填料及施工完成后的桩顶标高。

6、成桩封孔：

（1）成桩顶标高超出夯扩桩设计标高0.6m～1.5m。

（2）桩身填筑充盈系数大于试验确定的满足设计强度要求的指标。

（3）控制三击贯入度不大于试验确定的满足设计强度要求的指标(重锤落距定值)。

（4）桩的填筑充盈系数和三击贯入度设专人负责，做好记录。

7、施工技术要点：

（1）桩机移位后要保证机架的垂直度，因其是桩位产生偏斜的主要原因，一般应控制在1.5%之内。

（2）施工采用“隔排跳打”的方法，有利于施工质量的保证，可达到更好的挤密效果。

（3）夯扩桩施工过程中要连续施工，每个桩孔一次性分层回填夯实，不得间隔停顿或隔日施工以免降低桩的承载力。

（4）夯扩桩外管（护筒）拔管速度一般应控制在1～2m/min，在淤泥或淤泥质土层中应控制在0.8～1m/min。

（5）桩孔的垂直偏差不大于桩长的1.5%。

（6）桩位偏差不大于0.4倍的桩身直径。

三、结束语：

夯扩桩是由一个细长锤夯击成孔，然后分次填入桩体材料（碎石），再分层夯实，直至桩顶的施工工艺。它具有置换部分土体和通过挤密提高桩间土强度的两重作用，可以有效地提高地基的承载力；消除砂层的地震液化趋势；同时通过相同能量的夯实挤密，产生不同的桩径，使各处的承载力基本趋于一致，减少基础的不均匀沉降；是一种高效、经济的地基处理手段，近年来得到了广泛的应用。

参考文献：

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

本文根据南水北调中线的相关设计图纸、技术文件和现行国家及行业技术规范、规程、标准等编制。