郭佳佳 方三陵 管安康
中国一冶集团有限公司 武汉 430080
摘要：结合荆州开发区岑河农场片区城中村改造项目工程，从载体桩的原理、施工工艺、施工方法、验收、检测等方面详细介绍了现浇载体桩施工。现浇载体桩是近年发展起来的具有特色施工工艺的桩型，与一般的混凝土灌注桩相比承载力更好。随着今年来建设工程的持续发展，在没有载体桩针对性的施工验收规范的情况下，通过分析载体桩的施工方法为以后的现浇载体桩施工提供经验。
关键词：现浇载体桩；施工工艺、施工方法
1、引言
荆州开发区岑河农场片区城中村改造项目工程位于荆州开发区岑河农场，主要包括30栋多层住宅楼（地上6层，半地下室储藏间），钢筋混凝土框架结构，规划总建筑面积约为10.54万平方米，其中住宅建筑面积约8.2万平方米。
本工程桩基础形式采用载体桩基础，载体工程桩数量为2305根。
载体桩是近年发展起来的一种具有特色施工工艺的桩型，从受力和施工工艺来看，载体桩能避软就硬，通过对承载性能较好的土层的工艺处理，使经过处理的复合载体形成扩展基础，有效地减少了桩身材料用量，并通过机械施工减少了对施工工人的依赖。
2、工艺原理
载体桩选择下部层位稳定、土性良好的土层作为被加固土层，以桩端土体为研究对象，利用振动沉管成孔，对周围土体进行挤密加固，当沉管到设计标高时，对桩端进行连续填料、重锤夯实、挤密等操作，并用三级贯入度作为控制指标，再填以干硬性混凝土，使桩端以下深度为3～5m、直径2～3m区域约10m³的土体得到最有效的加固挤密，形成复合载体基础。
载体桩是通过夯填建筑垃圾（碎砖、混凝土块、砾石、水泥拌合物等）、干硬性混凝土，对桩端土进行挤密，形成复合地基扩展基础，将作用在桩顶上部的竖向荷载，通过桩身传到复合载体，并扩散到基础底部的持力层。
图2.1载体桩桩身剖面图
工艺说明：
2.1 填充料是为了增强砼桩端下土体的挤密效果而填充的材料。碎砖、碎砼块、水泥拌合物、碎石、卵石及矿渣等都可以作为填充料，其中水泥拌合物指水泥和粉煤灰与粗骨料按一定比例掺和的混合物。
对于桩径为300～500mm的载体桩，其填料量不宜大于1.8m³；对于桩径大于500mm的，其填料量可适当增加。
2.2 挤密土体是填充料周围被挤密的土体，距离填充料越远，对挤密土体影响越小。
2.3 载体由三部分组成：砼、夯实填充料、挤密土体。从砼、夯实填充料到挤密土体，其压缩模量渐扩散。载体的影响范围深度约为3～5m，直径约为2～3m。
2.4 载体桩是由砼桩身和载体构成的桩。施工时采用振动沉管成孔，达到设计标高后，柱锤夯出护筒底一定深度，再分批向孔内投入填充料，用柱锤反复夯实，达到设计要求后再填入砼夯实，形成载体，最后再施工砼桩身。从受力原理分析，砼桩身相当于传力杆，载体相当于无筋扩展基础。
2.5 载体桩桩长包括两部分：砼桩身长度和载体高度，其中砼桩身长度即从承台底至载体顶的高度，载体的高度因桩端土体土性和三级贯入度的不同而不同。
2.7 载体桩持力层指直接承受载体传递荷载的土层。上部荷载通过桩身传递到载体，并最终传递到持力层。
2.8 三级贯入度采用锤径355mm，质量为3500kg的柱锤，落距为6.0m，连续三次锤击的累计下沉量。当填料夯实完毕后，正常的贯入度应该为第二次测得的贯入度不大于前一次的贯入度，若发现不符合此规律，应分析查明原因，处理完毕后重新测量。
3、施工工艺流程图
4、施工方法
4.1 桩位测量
测量员依据图纸设计要求点位，将每个桩的中心坐标在在总布置图上标注出来，用GPS或全站仪测量仪，将桩位点放线完毕，并灌注白灰。经自检合格，再经监理方验收合格后，确认无误后方可进行施工。
4.2移桩机就位
移动桩机至施工的桩位上，使护筒中心与桩位中心对齐，然后将护筒落至地表，调整护筒垂直度。
桩机就位后，桩机保持平正、稳固，确保在施工中不发生倾斜和水平位移；为保证桩孔位的垂直度，严格控制桩机的打桩架的垂直度（允许误差1%之内）。
4.3 放置桩头、安放护筒
桩机稳固后，提升护筒，将桩头（C40混凝土预制而成的锥形桩头）放置在桩位上，桩尖与桩位点重合；护筒落至桩头的平面上，护筒边与桩头平面边缘距离均匀。
4.4 提起重锤、振动沉管（护筒）至设计标高
在护筒上设置护筒长度（深度）的标记，以便在施工中进行观测和记录。
启动护筒上部振动器，逐步沉管（护筒）至设计标高；在沉管过程中观测护筒上的深度标记，至设计标高后，停止振动器。
4.5填料夯击
振动护筒沉至设计标高后，提升重锤落高出填料口，根据地质情况进行填料，锤做自由落体运动，夯击填充料（填料量以重锤底出护筒底300mm～500mm为依据）由投料口每次投入一定量的水泥拌合物等建筑材料，投料量在0.5m³～1.8m³为宜。重锤提升高度控制在6米左右，开始上下锤击，直至将一定量的水泥拌合物全部夯入。填料大致分为三个阶段：填料下降、填料持平、填料上升，相应填料也分为多中少。
4.6测三击贯入度
填充料是否被夯实，载体是否达到设计要求，唯一控制指标就是三击贯入度。三击贯入度采用锤径355mm，质量为3500Kg的柱锤，以6m落距做自由落体运动，严禁带刹车和离合，连续三次锤击的累计下沉量。测三击贯入度，每次贯入度值应不大于前次的贯入度值，且三击贯入度不超过设计值，否则需再投填充料夯实后重新测量，直到满足设计要求。
本工程三击总贯入度要求（采用第八层细沙层作为桩端持力层）≤12cm。三击贯入度测量时，需要在柱锤钢丝绳上做标记，测三击贯入度前，柱锤到底，钢丝绳绷直，在护筒上做与柱锤钢丝绳上对应标记；每击贯入度后，测量护筒与柱锤钢丝绳的标记距离数值。
4.7夯填干硬性混凝土
三击贯入度满足设计要求后，提出重锤，分次填入C35干硬混凝土并逐级夯实，填干硬性混凝土量约为0.5m3，具体夯填量以控制锤底出护筒1cm～3cm或齐平为准。
载体桩施工的载体部分的干硬性混凝土是起填充作用，采用普通桩身混凝土类似的配合比，适当减少水量即可。
4.7放置钢筋笼
放置已提前制作好的钢筋笼，钢筋笼采用点焊制作完成，主筋连接采用搭接焊，焊接时注意同心和焊条规格，同一截面上主筋接头不得超过总配筋量的50%，箍筋间距和加劲筋距离严格按设计要求施工。钢筋笼从护筒上部放入，抄测笼顶标高，使钢筋笼沉至设计标高。安放时注意孔位，注意吊装时的安全。
4.8浇筑混凝土
从护筒投料口灌注混凝土，至桩顶标高，并适当进行超灌300mm～500mm，以保证桩头混凝土强度。混凝土强度为C35，混凝土的充盈系数大于1.1，塌落度为180mm～220mm。
载体桩桩长包括两部分：砼桩身长度和载体高度，其中砼桩身长度是从承台底至载体顶的高度。
桩身混凝土是现浇混凝土，由选定的合格的商砼站提供。
现场桩身混凝土应进行现场取样和试验，用于检查混凝土强度的试件应在混凝土浇筑地点随机抽取，取样与试件留置应符合以下规定：
⑴每拌制100盘且不超过100m³的同配合比的混凝土，取样不得少于一组；⑵每工作班组拌制的同一配合比混凝土不足100盘时，取样不得少于一组。
4.9拔出护筒
混凝土浇注完成后，慢慢向上拔出护筒，拔护筒过程中，启动振动器，边振动边慢慢向上拔，通过振动护筒使混凝土达到振捣效果，使混凝土均匀。
护筒提升过程应严格控制速度，密切观察混凝土的沉降量，拔管速度过快易出现缩颈现象，严重者甚至断桩。拔出护筒的速度要均匀，对含水率小的填土、粉土、粘性土，以1～2m/min为宜；对含水量较大的填土、粉土、淤泥质土、粘性土和砂土以1m/min为宜；在软弱土层与较硬土层交界处宜控制在0.3～0.8m/min。
4.10制作桩帽、待检
待混凝土强度达到设计强度的75%时，可在桩头部分的制作桩帽，并要求表面打磨平整，以便桩基静载荷试验时放置千斤顶。
5、验收与检测
5.1载体桩的验收
5.1.1载体桩桩位放样检查
5.1.2载体桩施工偏差检查
5.1.3现场灌注的载体桩的成桩质量检查主要包括载体钢筋笼制作和放置、混凝土的拌制与灌注。
对载体应检查以下几方面：填料量、三级贯入度、夯填混凝土。
（1）混凝土拌制前应对原材料进行检查，确定混凝土配合比并精确计量；
（2）钢筋笼制作应对钢筋规格、焊条规格、焊缝长度、焊缝外观和质量、主筋和箍筋的制作偏差进行检查；
（3）钢筋笼的放置和混凝土的灌注应符合规定；
（4）三级贯入度应满足设计要求，有效的三级贯入度要求每击贯入度渐小或相等；
（5）夯填干硬性混凝土量应满足设计要求。
5.2载体桩的检测
5.2.1 工程桩单桩竖向承载力检测采用静载荷试验检测，单位工程的工程桩检测数量不应小于同条件下总桩数的1%，且不应少于3根；当总桩数小于50根时，检测桩数量不应小于2根。
5.2.2 桩身完整性检测可采用低应变法检测，三桩或三桩以下承台，每个承台下抽检数量不得少于1根；其他工程抽检数量不得少于总桩数的20%，且不少于10根。本工程应本地住建部门要求，桩身完整性检测率为100%。
5.2.3 在桩身混凝土强度达到设计要求的前提下，从成桩到开时试验的休止时间，对于砂类土不应少于10天；对于粉土和粘性土不应少于15天，对于淤泥质土不应小于25天。
6、结束语
载体桩时一种技术性较强的新桩型，是近年来开始使用的一种新型地基加固技术，在全国各地得到了发展；但目前只有《载体桩设计规程》，在工程施工及验收上没有具体的规范标准。本技术论文在编写过程中，通过在荆州开发区岑河农场城中村改造载体桩施工过程仔细研究、观察，参考《载体桩设计规程》、施工蓝图及北京伯森特岩土公司关于载体桩的工法，也邀请了北京伯森特岩土公司技术人员现场指导，用时60天的时间完成了载体桩2305根的现场施工，单桩承载力和桩身完整性一次检测全部合格。
本论文浅谈了一下现浇载体桩基础的施工技术，如何从施工工艺、施工方法质量保证等方面进行了载体桩工程施工，在经济、质量、合理化上达到了优化，为以后现浇载体桩基础施工做一次理论和实践的探讨。
参考文献：
[1]JGJ137-2007 载体桩设计规程
[2]QB10-2007 载体桩施工及验收规程 北京伯森特岩土工程有限公司
[3]GB50026-2007 工程测量规范
[4]荆州开发区岑河农场片区城中村改造工程施工图纸
论文作者:郭佳佳,方三陵,管安康
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第13期
论文发表时间:2019/6/11
标签：载体论文; 混凝土论文; 填料论文; 标高论文; 桩头论文; 夯实论文; 钢筋论文; 《建筑模拟》2019年第13期论文;