夯擴(kuò)樁施工與質(zhì)量控制探討

邵震  蒙魏林

(上海市工程建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司200003上海市)

1.夯擴(kuò)樁的工程概況          

    夯擴(kuò)樁是在擴(kuò)底樁與價(jià)廉的沉管灌注樁基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它全部采用現(xiàn)澆混凝土，由于夯擴(kuò)樁是以樁端擴(kuò)大頭的承載力為主，以樁身的摩阻力為輔，要求擴(kuò)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(kuò)大頭形成的同時(shí)，對樁端地基土強(qiáng)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(zhì)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(jià)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(qū)廣泛推廣使用，深圳地區(qū)也大量使用。在適宜的工程地質(zhì)條件下，用它代替沉管灌注樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁、大直徑鉆孔灌注樁等，均能取得顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和大大加快基礎(chǔ)工程的施工進(jìn)度，特別是近幾年來，夯擴(kuò)樁的發(fā)展很快，使用量逐漸增大，夯擴(kuò)樁的設(shè)計(jì)、施工隊(duì)伍不斷壯大。

2.夯擴(kuò)樁的施工   

    2.1  夯擴(kuò)樁的施工機(jī)械與設(shè)備窮擴(kuò)樁最關(guān)鍵的一項(xiàng)工藝——夯擴(kuò)，這是樁端承載力關(guān)鍵的一點(diǎn)，也是單樁承載力能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的保證，這就要求相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備與之相匹配，夯擴(kuò)樁目前尚元定型的專用打樁機(jī)，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(jī)，機(jī)架經(jīng)過改裝，增強(qiáng)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(nèi)夯管和與外管同徑、高130MM加頸圈等設(shè)備來施打夯擴(kuò)樁。整套夯擴(kuò)樁施工工序是連續(xù)的，無論在施工速度和施工質(zhì)量上都比較理想。內(nèi)夯管相當(dāng)于代替鋼筋混凝土預(yù)制樁樁尖，在錘擊作用下，將雙管同步沉入土中至設(shè)計(jì)深度；在進(jìn)行夯擴(kuò)工序時(shí)做傳力桿，將上部錘擊力經(jīng)過內(nèi)夯管直接傳遞給樁端部現(xiàn)澆混凝土和深層地基土，夯擴(kuò)成型，強(qiáng)制擠密地基土，當(dāng)外管內(nèi)樁身現(xiàn)澆混凝土灌足后，可利用內(nèi)夯管和柴油錘的重量對樁身現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行加壓成型。

    2.2夯擴(kuò)樁施工的止淤封底措施

    施工夯擴(kuò)樁成功的關(guān)鍵之處是雙管一外管，內(nèi)夯管錘擊打入設(shè)計(jì)深度后，錘擊打入和抽出內(nèi)夯管時(shí)如何有效地防止地下水，地基土淤入外管內(nèi)的問題至關(guān)重要，因?yàn)樗�直接影響成樁的質(zhì)量。我們通過多次反復(fù)試驗(yàn)，獲得止淤封底試驗(yàn)的成功。具體做法是在外管上端加上一個(gè)高l30mm與外管同徑的、可接上或脫下的活動(dòng)加頸圈，因?yàn)橥夤芟露诵纬梢粋�(gè)l30mm高、下開口的空腔。空腔中由樁身同標(biāo)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(nèi)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(dāng)雙管沉入設(shè)計(jì)深度，內(nèi)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(nèi)。如果地質(zhì)情況較復(fù)雜，用l30mm高度加頸圈止淤封底失效時(shí)，可將加頸圈高度加到200mm或250mm，來達(dá)到止水封底的目的。

    2.3無樁尖夯擴(kuò)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(qiáng)度等級相同的干混凝土。

    (2)在外管內(nèi)放人內(nèi)夯管，對準(zhǔn)樁位。

    (3)錘擊外管、內(nèi)夯管沉管人土至設(shè)計(jì)深度。

    (4)內(nèi)夯管從外管內(nèi)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(kuò)頭設(shè)計(jì)所需混凝土量。   

    (6)外管上拔設(shè)計(jì)規(guī)定高度h米。   

    (7)放下內(nèi)夯管進(jìn)入外管內(nèi)，錘擊內(nèi)夯管先把外管內(nèi)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(nèi)混凝土夯出后，在錘擊作用下，外管、內(nèi)夯管同步下沉到設(shè)計(jì)規(guī)定深度(h)米。

    (9)拔出內(nèi)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(nèi)夯管平底壓在外管內(nèi)的}昆凝土面上，邊拔外管邊加壓，同時(shí)內(nèi)夯管進(jìn)入外管內(nèi)，并控制內(nèi)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(shè)計(jì)采用二次窮擴(kuò)，先進(jìn)行①一⑨工序，然后重復(fù)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(xiàn)澆混凝土中。

3.夯擴(kuò)樁施工的質(zhì)量控制

    3.1施工機(jī)械的質(zhì)量控制

    施工機(jī)械、樁架的整體剛度、拔管力等是否能滿足夯擴(kuò)樁的施工要求，檢查外管與內(nèi)夯管是否一樣長，且能滿足設(shè)計(jì)樁長的施工要求，外管口徑是否符合設(shè)計(jì)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(guān)規(guī)范中的條款要求。

    3.3檢查止淤封底的質(zhì)量控制

    當(dāng)錘擊雙管沉管至設(shè)計(jì)深度后，抽出內(nèi)夯管必須檢查內(nèi)夯管下端是否干燥，外管內(nèi)有無水進(jìn)入。如止淤封底失效，則應(yīng)采取有效措施。

    3.4沉管深度的控制

    其一是以雙管進(jìn)入樁端持力層中，某一深度或設(shè)計(jì)深度控制。其二是雙管進(jìn)入設(shè)計(jì)深度后，并以柴油錘最后三陣，每陣l0擊的貫入度雙重標(biāo)準(zhǔn)來控制。以上兩種控制標(biāo)準(zhǔn)依設(shè)計(jì)要求來選擇。

    3.5灌注混凝土質(zhì)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(yàn)合格。二是檢查混凝土的配合比、坍落  度、稠和度、充盈系數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求。三是檢查

是否按規(guī)定做混凝土試塊，試塊抗壓強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。

    3.6夯擴(kuò)工序的質(zhì)量控制

    施工中夯擴(kuò)工序是否按設(shè)計(jì)參數(shù)嚴(yán)格執(zhí)行，要求施工均勻，夯擴(kuò)參數(shù)H、h、的施工誤差控制在土0．1m以內(nèi)。現(xiàn)場施工質(zhì)量要有專人負(fù)責(zé)、檢查和做詳細(xì)的記錄。

    3.7鋼筋、鋼筋籠制作的質(zhì)量控制

    一是檢查鋼筋材料的規(guī)格等是否符合設(shè)計(jì)要求，要有合格證和試驗(yàn)報(bào)告。二是鋼筋籠制作的尺寸和焊接應(yīng)符合設(shè)計(jì)和施工規(guī)范的要求，各項(xiàng)誤差在有關(guān)規(guī)范允許偏差之內(nèi)。

    3.8安裝鋼筋籠的質(zhì)量控制

當(dāng)完成夯擴(kuò)工序，擴(kuò)大頭成型后，抽出內(nèi)夯管，把鋼筋籠緩慢地下入樁外管內(nèi)，并應(yīng)復(fù)核鋼筋籠是否下到底，且平面位置應(yīng)居中再灌注樁身混凝土。

    3.9拔管加壓的質(zhì)量控制

    按樁身混凝土充盈系數(shù)的要求，灌注所需的樁身混凝土量。內(nèi)夯管底面應(yīng)壓在樁身現(xiàn)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(nèi)。內(nèi)夯管底應(yīng)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(kuò)樁成樁的質(zhì)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(guī)范規(guī)定的允許偏差之內(nèi)。   

    4.2暴露樁頂質(zhì)量的檢查，測量樁徑、有無縮頸、斷樁等質(zhì)量問題。樁側(cè)鋼筋不得外露，樁頂應(yīng)高出承臺(tái)基底0．5m以上。

    4.3按規(guī)定制作混凝土試塊的抗壓強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)和驗(yàn)評標(biāo)準(zhǔn)的要求。

    4.4按規(guī)定抽查一定數(shù)量的樁進(jìn)行單樁靜力載荷試驗(yàn)，驗(yàn)證單樁承載力。

    4.5  如果有必要檢查夯擴(kuò)頭對樁端周圍地基土的擠密效應(yīng)和強(qiáng)度的提高，可在樁施工前、后可分別進(jìn)行雙橋靜力觸探，以驗(yàn)證其結(jié)果。

    4.6在建筑物施工期間及竣工使用期間，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的沉降觀測工作，以積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。   

5.結(jié)束語    ．

    5.1夯擴(kuò)樁是一種較經(jīng)濟(jì)的高承載力樁型，在適宜的工程地質(zhì)條件下，樁身混凝土能充分發(fā)揮其抗壓強(qiáng)度，能節(jié)約大量的基礎(chǔ)工程費(fèi)用，能大大加快基礎(chǔ)工程的施工進(jìn)度，擴(kuò)大頭對提高單樁承載力有顯著的效果。

    5.2據(jù)大量的統(tǒng)計(jì)分析對比表明，夯擴(kuò)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(kuò)樁的推廣應(yīng)用，夯擴(kuò)樁的施工質(zhì)量必須引起足夠的重視，應(yīng)嚴(yán)格按其施工工序施工，加強(qiáng)施工質(zhì)量的控制與檢查和監(jiān)督工作。

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