夯擴樁施工與質量控制探討

邵震  蒙魏林

(上海市工程建設咨詢監理有限公司200003上海市)

1.夯擴樁的工程概況          

    夯擴樁是在擴底樁與價廉的沉管灌注樁基礎上發展起來的，它全部采用現澆混凝土，由于夯擴樁是以樁端擴大頭的承載力為主，以樁身的摩阻力為輔，要求擴大頭必須置于承載力較高的土層中，尤其最適用于樁端空隙水壓力易消散的地基中。樁端擴大頭形成的同時，對樁端地基土強制夯擊擠密，因此它具有較高的承載力。樁身混凝土能加壓擠密，提高了樁身的質量，它基本上克服了一般沉管灌注樁承載力低，樁身易縮頸、斷樁的弊端。它是一種主要承受軸向力，新穎廉價的新型樁。自八十年代在杭州研試成功，并形成了一整套的施工工序，逐漸在沿海地區廣泛推廣使用，深圳地區也大量使用。在適宜的工程地質條件下，用它代替沉管灌注樁、鋼筋混凝土預制樁、大直徑鉆孔灌注樁等，均能取得顯著的技術經濟效益和大大加快基礎工程的施工進度，特別是近幾年來，夯擴樁的發展很快，使用量逐漸增大，夯擴樁的設計、施工隊伍不斷壯大。

2.夯擴樁的施工   

    2.1  夯擴樁的施工機械與設備窮擴樁最關鍵的一項工藝——夯擴，這是樁端承載力關鍵的一點，也是單樁承載力能否達到設計要求的保證，這就要求相應的機械設備與之相匹配，夯擴樁目前尚元定型的專用打樁機，大都利用施打沉管灌注樁的Dl—18、Dl一25、Dl—40、D2—15型柴油錘打樁機，機架經過改裝，增強整體剛度與拔管力，并增加一根與外管等長、下端封成平底的內夯管和與外管同徑、高130MM加頸圈等設備來施打夯擴樁。整套夯擴樁施工工序是連續的，無論在施工速度和施工質量上都比較理想。內夯管相當于代替鋼筋混凝土預制樁樁尖，在錘擊作用下，將雙管同步沉入土中至設計深度；在進行夯擴工序時做傳力桿，將上部錘擊力經過內夯管直接傳遞給樁端部現澆混凝土和深層地基土，夯擴成型，強制擠密地基土，當外管內樁身現澆混凝土灌足后，可利用內夯管和柴油錘的重量對樁身現澆混凝土進行加壓成型。

    2.2夯擴樁施工的止淤封底措施

    施工夯擴樁成功的關鍵之處是雙管一外管，內夯管錘擊打入設計深度后，錘擊打入和抽出內夯管時如何有效地防止地下水，地基土淤入外管內的問題至關重要，因為它直接影響成樁的質量。我們通過多次反復試驗，獲得止淤封底試驗的成功。具體做法是在外管上端加上一個高l30mm與外管同徑的、可接上或脫下的活動加頸圈，因為外管下端形成一個l30mm高、下開口的空腔。空腔中由樁身同標號的干混凝土所充填，這種填料由顆粒級配極好的水泥、黃砂、級配碎石組成，在錘擊沉管過程中，下端開口空腔內的干混凝土在沖擊高壓下漸漸地吸人適量的地下水，而形成一層極密的混凝土隔水層。當雙管沉入設計深度，內夯管抽出，這層極密的混凝土層有效地阻止了地下水、地基土淤入外管內。如果地質情況較復雜，用l30mm高度加頸圈止淤封底失效時，可將加頸圈高度加到200mm或250mm，來達到止水封底的目的。

    2.3無樁尖夯擴樁的施工工序

    見下圖：

    (1)在地表樁位上放4—4鐵鏟與樁身混凝土強度等級相同的干混凝土。

    (2)在外管內放人內夯管，對準樁位。

    (3)錘擊外管、內夯管沉管人土至設計深度。

    (4)內夯管從外管內提升至外管上空，提升高度以能灌注混凝土即可，卸去外管上端的加頸圈。

    (5)灌入夯擴頭設計所需混凝土量。   

    (6)外管上拔設計規定高度h米。   

    (7)放下內夯管進入外管內，錘擊內夯管先把外管內混凝土夯出管外，(如外管跟下，須用鋼絲繩將外管吊住，不讓其跟下)。

    (8)外管內混凝土夯出后，在錘擊作用下，外管、內夯管同步下沉到設計規定深度(h)米。

    (9)拔出內夯管，提升至外管上空。

    (10)在外管上端放上加頸圈，灌足樁身部分所需混凝土量。

    (11)將內夯管平底壓在外管內的}昆凝土面上，邊拔外管邊加壓，同時內夯管進入外管內，并控制內夯管的加壓深度。

    (12)外管拔出地面移位后，再打另一根樁。

    如設計采用二次窮擴，先進行①一⑨工序，然后重復⑤一②工序，如采用鋼筋籠全長配筋，則在⑨工序后放入鋼筋籠，在灌足樁身混凝土量；如采用樁身插筋，②工序完成后，立即將鋼筋插入現澆混凝土中。

3.夯擴樁施工的質量控制

    3.1施工機械的質量控制

    施工機械、樁架的整體剛度、拔管力等是否能滿足夯擴樁的施工要求，檢查外管與內夯管是否一樣長，且能滿足設計樁長的施工要求，外管口徑是否符合設計樁身直徑，外管上端是否采用加頸圈，止淤封底的干混凝土用量是否足夠、充裕。

    3.2樁位平面偏差及樁管垂直度偏差

    檢查樁位的平面偏差及樁管的垂直度偏差，是否符合有關規范中的條款要求。

    3.3檢查止淤封底的質量控制

    當錘擊雙管沉管至設計深度后，抽出內夯管必須檢查內夯管下端是否干燥，外管內有無水進入。如止淤封底失效，則應采取有效措施。

    3.4沉管深度的控制

    其一是以雙管進入樁端持力層中，某一深度或設計深度控制。其二是雙管進入設計深度后，并以柴油錘最后三陣，每陣l0擊的貫入度雙重標準來控制。以上兩種控制標準依設計要求來選擇。

    3.5灌注混凝土質量的控制

    一是檢查配制混凝土的原材料，水泥、砂、石子等是否檢驗合格。二是檢查混凝土的配合比、坍落  度、稠和度、充盈系數是否符合設計要求。三是檢查

是否按規定做混凝土試塊，試塊抗壓強度是否滿足設計要求。

    3.6夯擴工序的質量控制

    施工中夯擴工序是否按設計參數嚴格執行，要求施工均勻，夯擴參數H、h、的施工誤差控制在土0．1m以內。現場施工質量要有專人負責、檢查和做詳細的記錄。

    3.7鋼筋、鋼筋籠制作的質量控制

    一是檢查鋼筋材料的規格等是否符合設計要求，要有合格證和試驗報告。二是鋼筋籠制作的尺寸和焊接應符合設計和施工規范的要求，各項誤差在有關規范允許偏差之內。

    3.8安裝鋼筋籠的質量控制

當完成夯擴工序，擴大頭成型后，抽出內夯管，把鋼筋籠緩慢地下入樁外管內，并應復核鋼筋籠是否下到底，且平面位置應居中再灌注樁身混凝土。

    3.9拔管加壓的質量控制

    按樁身混凝土充盈系數的要求，灌注所需的樁身混凝土量。內夯管底面應壓在樁身現澆混凝土的頂面，邊壓邊拔外管，拔管速度控制在1．5m／分以內。內夯管底應控制均速加壓與鋼筋上端不得小于0．5m的距離，以確保鋼筋籠不被壓彎。

4.夯擴樁成樁的質量檢查   

    4.1基槽開挖后，檢查樁中心的平面位置偏差，是否在規范規定的允許偏差之內。   

    4.2暴露樁頂質量的檢查，測量樁徑、有無縮頸、斷樁等質量問題。樁側鋼筋不得外露，樁頂應高出承臺基底0．5m以上。

    4.3按規定制作混凝土試塊的抗壓強度是否符合設計和驗評標準的要求。

    4.4按規定抽查一定數量的樁進行單樁靜力載荷試驗，驗證單樁承載力。

    4.5  如果有必要檢查夯擴頭對樁端周圍地基土的擠密效應和強度的提高，可在樁施工前、后可分別進行雙橋靜力觸探，以驗證其結果。

    4.6在建筑物施工期間及竣工使用期間，應進行系統的沉降觀測工作，以積累實踐經驗。   

5.結束語    ．

    5.1夯擴樁是一種較經濟的高承載力樁型，在適宜的工程地質條件下，樁身混凝土能充分發揮其抗壓強度，能節約大量的基礎工程費用，能大大加快基礎工程的施工進度，擴大頭對提高單樁承載力有顯著的效果。

    5.2據大量的統計分析對比表明，夯擴樁比等直徑沉管灌注樁允許承載力可提高20—30％。

    5.3  隨著夯擴樁的推廣應用，夯擴樁的施工質量必須引起足夠的重視，應嚴格按其施工工序施工，加強施工質量的控制與檢查和監督工作。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)