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摘要：樁基采用擠土夯擴(kuò)鋼筋砼大頭樁，施工工藝為內(nèi)外雙管沉管工藝，設(shè)計(jì)樁徑φ500mm，擴(kuò)大頭直徑1100mm，樁端必須進(jìn)入4層中粗砂且不小于0.5m，單樁堅(jiān)向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk≥2000KN。...

淺談擠土夯擴(kuò)鋼筋混凝土大頭樁的施工技術(shù)

魏  琳

陜西省第三建筑工程有限公司 710054 西安

1、工程及地質(zhì)概況

    本工程屬西航改造3#區(qū)高層住宅樓508#樓，地質(zhì)情況：場(chǎng)地內(nèi)地層自上而下依次由雜填土（0.5m-5.60m）、素填土(4.8m-5.6m)、第四系全新統(tǒng)沖積(7.6m-17.5m)、粉細(xì)砂層(11.4m-17.5m)、中砂層(22.4m-27.50m)…

    設(shè)計(jì)鋼筋混凝土夯擴(kuò)大頭樁樁徑0.5 m，樁身長(zhǎng)度約10m，擴(kuò)大頭直徑1.10m，樁端持力層為4層中砂，樁頂標(biāo)高為-7.3~8.85m，樁身砼強(qiáng)度等級(jí)C40，總樁數(shù)575根，設(shè)計(jì)要求單根堅(jiān)向極限承載力為4000KN。

2、技術(shù)要求

    2.1樁基采用擠土夯擴(kuò)鋼筋砼大頭樁，施工工藝為內(nèi)外雙管沉管工藝，設(shè)計(jì)樁徑φ500mm，擴(kuò)大頭直徑1100mm，樁端必須進(jìn)入4層中粗砂且不小于0.5m，單樁堅(jiān)向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 Quk≥2000KN。

    2.2樁身混凝土C40，縱向鋼筋保護(hù)層厚度50mm。

    2.3夯擴(kuò)大頭最終填料量控制要求：

    采用螺旋鉆引孔；引孔后樁機(jī)成孔，成孔結(jié)束后，先夯擴(kuò)至少0.5m3的干硬性混凝土，具體情況實(shí)際定，然后，再進(jìn)行樁體混凝土的施工；該樓工程樁總樁數(shù)約為575根；樁身配筋采用雙面搭接焊；樁身混凝土坍落度18-20cm，擴(kuò)大頭為干硬性混凝土，坍落度為1-3cm；干硬性混凝土標(biāo)準(zhǔn)為手握成團(tuán)，50cm落地散。

3、施工工藝

    鉆機(jī)就位→鉆機(jī)引孔、樁機(jī)成孔→提起重錘→向外管內(nèi)投入適量夯擴(kuò)料→用重錘將外管內(nèi)夯擴(kuò)料夯入孔底形成擴(kuò)大頭→安放鋼筋籠→澆筑混凝土→重錘底端頂在樁體砼表面→拔外管→樁頂上部4m用振動(dòng)棒振搗密實(shí)→單樁施工完畢

4、施工準(zhǔn)備工作

    4.1準(zhǔn)備好相關(guān)的規(guī)范、圖紙及樁相關(guān)的設(shè)計(jì)文件

    4.2工程施工所有機(jī)械設(shè)備、工器具及項(xiàng)目部管理人員、施工人員，后勤保障人員到位。提交相關(guān)管理技術(shù)資料并向監(jiān)理報(bào)驗(yàn)。

    4.3施工放線：對(duì)每個(gè)基礎(chǔ)配合甲方、監(jiān)理進(jìn)行基坑交驗(yàn)工作，高程誤差為+200-50mm，基坑工作面平整。根據(jù)基準(zhǔn)線放出軸線、樁位點(diǎn)并編號(hào)，復(fù)核三遍，測(cè)量樁位點(diǎn)原始誤差控制在±5mm，報(bào)監(jiān)理單位 。

    4.4材料供應(yīng)：按平面布置搭建庫(kù)房，平整硬化料場(chǎng)，固定攪拌機(jī)及計(jì)量臺(tái)鎊等。材料進(jìn)場(chǎng)后，在監(jiān)理的見證下取樣送檢，做好材料復(fù)試及砼配合比。

    4.5用水、用電計(jì)劃：按甲方指定水源、電源，接好總電源箱、分電源箱、連接電路、水路、安裝夜間照明設(shè)施，計(jì)算總用水、用電量：

5、施工技術(shù)

    5.1螺旋鉆引孔：據(jù)樁位點(diǎn)，鉆機(jī)就位，旋挖至設(shè)計(jì)深度 (比設(shè)計(jì)深50cm)。

    5.2樁機(jī)就位：移動(dòng)樁機(jī)到位，使其護(hù)筒垂直對(duì)準(zhǔn)樁位點(diǎn)調(diào)整地角，使機(jī)身水平，機(jī)架及護(hù)筒垂直，并測(cè)定垂直度，垂直度應(yīng)小于1%L。

    5.3錘擊順孔：錘重3-4T，正駕駛啟動(dòng)主卷?yè)P(yáng)機(jī)，拉緊左操作柄使細(xì)長(zhǎng)錘緩慢上提一定高度后自由下落，錘擊引孔，提到一定高度（6-8m）松開。

    5.4擴(kuò)大頭施工：采用分次夯擴(kuò)工藝，擴(kuò)大頭填干硬性混凝土，強(qiáng)度C40。重錘夯至設(shè)計(jì)深度后，拔出重錘，向外管內(nèi)填入干硬性混凝土約為0.25 m3，然后放入重錘夯擊，重錘夯擊過(guò)程中，為了保證夯擴(kuò)大頭的正常形成，應(yīng)適當(dāng)提升外管，每次提升高度控制在10cm以內(nèi)，將外夯管內(nèi)填料全部打完后，進(jìn)行第二次、第三次夯擴(kuò)，共投料約定為0.75 m3，整個(gè)夯擴(kuò)過(guò)程與第一次完全相同，每次夯擴(kuò)完后，應(yīng)將內(nèi)外管同時(shí)夯擊，最終投料量應(yīng)以貫入度控制，最終拔管高度控制在50-80cm之內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)為最后一振（即三擊）外管下沉量≤3cm。

    5.5鋼筋籠制作及吊安：鋼筋籠按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求提前制作。吊放鋼筋籠之前，由項(xiàng)目部質(zhì)檢人員按標(biāo)準(zhǔn)及要求進(jìn)行驗(yàn)收，合格后方可下入。

    5.6灌注樁身砼成樁：灌注時(shí)采用導(dǎo)管直接灌入法（即用外夯管）。本工程采用商品混凝土，考慮到充盈系數(shù)及外夯管管壁所占體積，澆筑砼時(shí)（樁身坍落度為18~20cm），一定要保證樁身混凝土超灌高度，以便在內(nèi)管下壓過(guò)程中將樁身砼壓密實(shí)，達(dá)到一定的充盈系數(shù)，該高度應(yīng)根據(jù)樁長(zhǎng)、充盈系數(shù)，并應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際確定。

    5.7起拔外管：樁身砼澆筑完畢后，應(yīng)將內(nèi)夯管及錘下壓在外管內(nèi)砼面上，邊壓邊緩慢拔起外管，當(dāng)外管起拔至樁頂標(biāo)高時(shí)，仔細(xì)控測(cè)，超灌高度須≥0.5m，拔管速度：勻速緩慢1-1.5m/min。

    5.8現(xiàn)場(chǎng)試檢：現(xiàn)場(chǎng)每班組做一次坍落度測(cè)試，填好記錄。按相關(guān)規(guī)定做好試塊標(biāo)明，制作日期標(biāo)記以及樁號(hào)標(biāo)記。

    5.9砼拌制選料及攪拌工藝：

    5.9.1 C40干硬性混凝土現(xiàn)場(chǎng)拌制材料選擇：采用PO42.5R秦嶺牌普通硅酸鹽水泥。骨料：強(qiáng)度指標(biāo)大于1.5的粗骨料，骨料表面清洗干凈，其含泥量不得大于1%，粗骨料粒徑以2-4cm為適宜。細(xì)骨料采用中砂或粗砂。

    拌和水：拌和水中不得含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害物質(zhì)。

    5.9.2攪拌工藝：為保證混凝土攪拌質(zhì)量，采用水泥裹砂法，其操作程序是先加一定量的水，將砂表面的含水率調(diào)到15-25%，再將石子投入與濕砂拌均勻，然后將全部水泥及減水劑等投入，與潤(rùn)濕后的砂、石拌和，使水泥在砂、石表面形成一層低水灰比的水泥外殼，最后將剩余水加入，攪拌成混凝土，此法不易產(chǎn)生離析，泌水等現(xiàn)象，砼攪拌時(shí)間不宜小于90S。

6、樁基施工質(zhì)量主要控制手段

    6.1成孔主要控制參數(shù)，成孔時(shí)，樁機(jī)就位，樁架及樁管垂直，用水平尺測(cè)量底支架四個(gè)角是否水平，檢測(cè)樁管是否垂直，其垂直度≤1%。成孔深度終孔標(biāo)準(zhǔn)為雙控制，以設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)及貫入度為準(zhǔn)，但以設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為主，進(jìn)入預(yù)定持力層后，詳細(xì)記錄最后三擊時(shí)外管貫入度；并結(jié)合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)樁長(zhǎng)及地勘資料。沉管成孔貫入度為主要控制手段。

    6.2擴(kuò)大頭施工控制手段：以總填料量及最后三擊貫入度雙控制，具體為：

    6.2.1每次夯擴(kuò)時(shí)，為了保證擴(kuò)大頭直徑高度有利成形，應(yīng)嚴(yán)格控制外管上拔高度，外管上拔高度上限不能超過(guò)50cm。

    6.2.2由于夯擴(kuò)大頭置于水位以下，加之夯錘重量較大，為了順利施工夯擴(kuò)大頭，其硬性砼配置標(biāo)準(zhǔn)宜為手握成團(tuán)，50cm落地散。

    6.2.3最后三擊貫入度應(yīng)控制在3cm內(nèi)，如大于3cm時(shí)，進(jìn)行第四次夯擴(kuò)。

    6.3鋼筋籠制作主要控制手段：

    6.3.1進(jìn)場(chǎng)鋼材有出廠合格證及檢驗(yàn)報(bào)告，再由甲方或監(jiān)理見證取樣送檢測(cè)中心，確認(rèn)質(zhì)量后，方能使用。

    6.3.2鋼筋籠每隔3-5m需2100方向置三個(gè)扶正器，但扶正器外邊直徑小于管內(nèi)徑10mm，以保證鋼筋籠安裝時(shí)居中保證砼保護(hù)層厚度50mm。

    6.3.3制作好的鋼筋籠統(tǒng)一安放，經(jīng)驗(yàn)收合格后，填寫隱蔽記錄。

    6.4樁身砼振搗控制手段：下部樁身砼靠自重密實(shí)，上部4m由于自重壓力較小采取人工振動(dòng)棒振搗，具體操作方式應(yīng)為快插慢提。

    6.5成樁允許偏差：

項(xiàng)目	序號(hào)	檢查項(xiàng)目	允許偏差或允許值		檢查方法
			單位	數(shù)   值
主控項(xiàng)目	1	樁  位	mm	1-3根，單排樁基垂直于中心線方向和群樁基礎(chǔ)的邊樁70	用經(jīng)瑋儀、鋼卷尺測(cè)量
	2	樁  長(zhǎng)	mm	＋300	樁管長(zhǎng)度用鋼尺測(cè)量
	3	砼強(qiáng)度	mpa	C40	試件單軸頂壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值報(bào)告
一般項(xiàng)目	1	垂直度		＜1%	吊線錘
	2	樁  徑	mm	－20	鋼卷尺
	3	砼充盈系數(shù)		＞1.2	檢查每根樁實(shí)際灌注量
	4	樁頂標(biāo)高	mm	+20     -50	水準(zhǔn)儀

7、施工過(guò)程中易出現(xiàn)的問題及處理措施：

    7.1在施工到13-2號(hào)樁時(shí)，基坑開挖到-6.7m,鉆孔深度：13～13.5m和外管的深度9.5～10m都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，可在砼大頭施工完后（0.75m3C40干硬性砼），最后三擊時(shí)外管貫入度達(dá)不到要求，（3㎝內(nèi)），我在查閱地堪報(bào)告和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)后，發(fā)現(xiàn)此樁下是軟泥層,果斷的要求繼續(xù)做砼大頭,直到最后三擊貫入度控制在3cm內(nèi)。

    7.2出現(xiàn)串孔現(xiàn)象，在施工到A中間與27軸交點(diǎn)處的編號(hào)為21-16與其西邊編號(hào)為21-15的樁串孔，經(jīng)設(shè)計(jì)院同意做補(bǔ)樁處理。

    7.3塌孔現(xiàn)象：在施工2-15/A-C~E 這個(gè)區(qū)域，C 軸樁下無(wú)軟泥夾層，樁進(jìn)入到中砂層及粉質(zhì)混合層，塌孔比較嚴(yán)重，孔深只有7m左右，對(duì)此情況，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際分析，定為一般塌孔，中砂層內(nèi)無(wú)軟泥夾層在滿足夯底貫入度規(guī)定的前提下，并形成可靠大頭樁長(zhǎng)約8米進(jìn)入中砂層即可。              

8、經(jīng)濟(jì)分析

    與灌注樁相比可節(jié)約資金，擠土夯擴(kuò)大頭樁樁徑小，只有500mm，鋼筋少，筏板厚度也小。

    8.1單樁堅(jiān)向靜載試驗(yàn)6根，1.04%，樁身完整性檢測(cè)，抽檢率100%。

    8.2試樁最大加載量均為4000KN，最大荷載下累計(jì)沉降量為11.97~16.15  mm最大回彈量5.02~7.26mm，回彈率34.18%~47.11%依據(jù)規(guī)范規(guī)定，6臺(tái)試驗(yàn)樁單根極限承載力統(tǒng)計(jì)值為4000KN，滿足設(shè)計(jì)要求。

    8.3樁身完整性評(píng)定：

    所檢測(cè)的全部575根砼夯擴(kuò)大頭樁中。樁身完整，均屬1類樁，占檢測(cè)樁的樁總數(shù)的100%。樁身砼波速為3.42km/s~5.25 km/s，樁身砼平均波速cm=4.40 km/s。

    結(jié)論： 577根(補(bǔ)樁2根)鋼筋混凝土夯的擴(kuò)樁單樁堅(jiān)向承載力及樁身完整性滿足設(shè)計(jì)要求。擠土夯擴(kuò)大頭樁適用范圍，適用于中砂層比較厚實(shí)，大于4米或粉砂層和中砂層連續(xù)厚度大于4米地域。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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