淺談擠土夯擴鋼筋混凝土大頭樁的施工技術

魏  琳

陜西省第三建筑工程有限公司 710054 西安

1、工程及地質概況

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

    設計鋼筋混凝土夯擴大頭樁樁徑0.5 m，樁身長度約10m，擴大頭直徑1.10m，樁端持力層為4層中砂，樁頂標高為-7.3~8.85m，樁身砼強度等級C40，總樁數575根，設計要求單根堅向極限承載力為4000KN。

2、技術要求

    2.1樁基采用擠土夯擴鋼筋砼大頭樁，施工工藝為內外雙管沉管工藝，設計樁徑φ500mm，擴大頭直徑1100mm，樁端必須進入4層中粗砂且不小于0.5m，單樁堅向極限承載力標準值 Quk≥2000KN。

    2.2樁身混凝土C40，縱向鋼筋保護層厚度50mm。

    2.3夯擴大頭最終填料量控制要求：

    采用螺旋鉆引孔；引孔后樁機成孔，成孔結束后，先夯擴至少0.5m3的干硬性混凝土，具體情況實際定，然后，再進行樁體混凝土的施工；該樓工程樁總樁數約為575根；樁身配筋采用雙面搭接焊；樁身混凝土坍落度18-20cm，擴大頭為干硬性混凝土，坍落度為1-3cm；干硬性混凝土標準為手握成團，50cm落地散。

3、施工工藝

    鉆機就位→鉆機引孔、樁機成孔→提起重錘→向外管內投入適量夯擴料→用重錘將外管內夯擴料夯入孔底形成擴大頭→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用振動棒振搗密實→單樁施工完畢

4、施工準備工作

    4.1準備好相關的規范、圖紙及樁相關的設計文件

    4.2工程施工所有機械設備、工器具及項目部管理人員、施工人員，后勤保障人員到位。提交相關管理技術資料并向監理報驗。

    4.3施工放線：對每個基礎配合甲方、監理進行基坑交驗工作，高程誤差為+200-50mm，基坑工作面平整。根據基準線放出軸線、樁位點并編號，復核三遍，測量樁位點原始誤差控制在±5mm，報監理單位 。

    4.4材料供應：按平面布置搭建庫房，平整硬化料場，固定攪拌機及計量臺鎊等。材料進場后，在監理的見證下取樣送檢，做好材料復試及砼配合比。

    4.5用水、用電計劃：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、安裝夜間照明設施，計算總用水、用電量：

5、施工技術

    5.1螺旋鉆引孔：據樁位點，鉆機就位，旋挖至設計深度 (比設計深50cm)。

    5.2樁機就位：移動樁機到位，使其護筒垂直對準樁位點調整地角，使機身水平，機架及護筒垂直，并測定垂直度，垂直度應小于1%L。

    5.3錘擊順孔：錘重3-4T，正駕駛啟動主卷揚機，拉緊左操作柄使細長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擴大頭施工：采用分次夯擴工藝，擴大頭填干硬性混凝土，強度C40。重錘夯至設計深度后，拔出重錘，向外管內填入干硬性混凝土約為0.25 m3，然后放入重錘夯擊，重錘夯擊過程中，為了保證夯擴大頭的正常形成，應適當提升外管，每次提升高度控制在10cm以內，將外夯管內填料全部打完后，進行第二次、第三次夯擴，共投料約定為0.75 m3，整個夯擴過程與第一次完全相同，每次夯擴完后，應將內外管同時夯擊，最終投料量應以貫入度控制，最終拔管高度控制在50-80cm之內，標準為最后一振（即三擊）外管下沉量≤3cm。

    5.5鋼筋籠制作及吊安：鋼筋籠按設計和規范要求提前制作。吊放鋼筋籠之前，由項目部質檢人員按標準及要求進行驗收，合格后方可下入。

    5.6灌注樁身砼成樁：灌注時采用導管直接灌入法（即用外夯管）。本工程采用商品混凝土，考慮到充盈系數及外夯管管壁所占體積，澆筑砼時（樁身坍落度為18~20cm），一定要保證樁身混凝土超灌高度，以便在內管下壓過程中將樁身砼壓密實，達到一定的充盈系數，該高度應根據樁長、充盈系數，并應現場實際確定。

    5.7起拔外管：樁身砼澆筑完畢后，應將內夯管及錘下壓在外管內砼面上，邊壓邊緩慢拔起外管，當外管起拔至樁頂標高時，仔細控測，超灌高度須≥0.5m，拔管速度：勻速緩慢1-1.5m/min。

    5.8現場試檢：現場每班組做一次坍落度測試，填好記錄。按相關規定做好試塊標明，制作日期標記以及樁號標記。

    5.9砼拌制選料及攪拌工藝：

    5.9.1 C40干硬性混凝土現場拌制材料選擇：采用PO42.5R秦嶺牌普通硅酸鹽水泥。骨料：強度指標大于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與硬化的有害物質。

    5.9.2攪拌工藝：為保證混凝土攪拌質量，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，此法不易產生離析，泌水等現象，砼攪拌時間不宜小于90S。

6、樁基施工質量主要控制手段

    6.1成孔主要控制參數，成孔時，樁機就位，樁架及樁管垂直，用水平尺測量底支架四個角是否水平，檢測樁管是否垂直，其垂直度≤1%。成孔深度終孔標準為雙控制，以設計樁長及貫入度為準，但以設計樁長為主，進入預定持力層后，詳細記錄最后三擊時外管貫入度；并結合圖紙設計樁長及地勘資料。沉管成孔貫入度為主要控制手段。

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

    6.2.1每次夯擴時，為了保證擴大頭直徑高度有利成形，應嚴格控制外管上拔高度，外管上拔高度上限不能超過50cm。

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

    6.2.3最后三擊貫入度應控制在3cm內，如大于3cm時，進行第四次夯擴。

    6.3鋼筋籠制作主要控制手段：

    6.3.1進場鋼材有出廠合格證及檢驗報告，再由甲方或監理見證取樣送檢測中心，確認質量后，方能使用。

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

    6.3.3制作好的鋼筋籠統一安放，經驗收合格后，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，上部4m由于自重壓力較小采取人工振動棒振搗，具體操作方式應為快插慢提。

    6.5成樁允許偏差：

7、施工過程中易出現的問題及處理措施：

    7.1在施工到13-2號樁時，基坑開挖到-6.7m,鉆孔深度：13～13.5m和外管的深度9.5～10m都達到了設計要求，可在砼大頭施工完后（0.75m3C40干硬性砼），最后三擊時外管貫入度達不到要求，（3㎝內），我在查閱地堪報告和圖紙設計后，發現此樁下是軟泥層,果斷的要求繼續做砼大頭,直到最后三擊貫入度控制在3cm內。

    7.2出現串孔現象，在施工到A中間與27軸交點處的編號為21-16與其西邊編號為21-15的樁串孔，經設計院同意做補樁處理。

    7.3塌孔現象：在施工2-15/A-C~E 這個區域，C 軸樁下無軟泥夾層，樁進入到中砂層及粉質混合層，塌孔比較嚴重，孔深只有7m左右，對此情況，結合現場實際分析，定為一般塌孔，中砂層內無軟泥夾層在滿足夯底貫入度規定的前提下，并形成可靠大頭樁長約8米進入中砂層即可。              

8、經濟分析

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

    8.1單樁堅向靜載試驗6根，1.04%，樁身完整性檢測，抽檢率100%。

    8.2試樁最大加載量均為4000KN，最大荷載下累計沉降量為11.97~16.15  mm最大回彈量5.02~7.26mm，回彈率34.18%~47.11%依據規范規定，6臺試驗樁單根極限承載力統計值為4000KN，滿足設計要求。

    8.3樁身完整性評定：

    所檢測的全部575根砼夯擴大頭樁中。樁身完整，均屬1類樁，占檢測樁的樁總數的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。

    結論： 577根(補樁2根)鋼筋混凝土夯的擴樁單樁堅向承載力及樁身完整性滿足設計要求。擠土夯擴大頭樁適用范圍，適用于中砂層比較厚實，大于4米或粉砂層和中砂層連續厚度大于4米地域。

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