夯扩载体桩施工质量控制的探究论文_王学良,沈欢欢

中建二局第一建筑工程有限公司 510805

摘要:载体是由混凝土、夯实填充料、挤密土体三部分构成的承载体。载体桩就是由混凝土桩身与载体构成的桩。载体桩是一种全新的施工技术,其改变传统的地基基础处理观念,选择下部层位稳定、土性较好的土层作为被加固土层,以桩端土体为研究对象。

关键词:夯扩载体桩;施工质量控制

引言

夯扩载体桩属于挤土灌注桩,其是指由钢筋混凝土桩身与载体构成的桩。钢筋混凝土桩身容易出现缩颈、离析、空洞等缺陷。载体经常出现土体的有效挤密度不足,主要体现在整个桩的承载力不足。夯扩载体桩是国家建设部推行的节能减排桩型,在桩基础中具有很强的优势,得到大力推行。但在施工中也存在质量问题,探讨其的质量问题形成原因,并提出相应的解决办法。

一、载体桩的基本规定

(1)对无相近地质条件下成桩试验资料的载体桩设计,应事先进行成孔、成桩试验与载荷试验确定设计及施工参数。

(2)被加固土层宜为粉土、砂土、碎石土及可塑、硬塑状态的黏性土,素填土、杂填土与湿陷性黄土经过成桩试验与载荷试验确定载体桩的承载力满足要求时,也可作为被加固土层。在湿陷性黄土地区采用载体桩时,载体桩必须穿透湿陷性黄土层。

(3)载体桩桩间距不宜小于3倍桩径,且载体施工时不得影响到相邻桩的施工质量。当被加固土层为粉土、砂土或碎石土时,桩间距不宜小于1.6m;当被加固土层为含水量较高的黏性土时,桩间距不宜小于2.0m。

(4)桩身长度应由所选择的被加固土层与持力层的埋深及承台底标高确定。

(5)载体施工时的填料量应以三击贯入度控制。对桩径为300~500mm的载体桩,其填料量不宜大于1.8立方米;当填料量大于1.8立方米时,应另选被加固土层或改变施工参数。

(6)当桩身进入承压水土层时,应采取有效措施,防止发生突涌。

(7)在桩基础施工时,应采取相应措施控制相邻桩的上浮量。对于桩身混凝土已达到终凝的相邻桩,其上浮量不宜大于20mm;对桩身混凝土处于流动状态的相邻桩,其上浮量不宜大于50mm。

(8)当采用载体桩作为复合地基中的增强体时,载体桩桩身可不配筋。

二、夯扩桩的分类

(1)建新桩,其与一般的冲孔灌注桩不同,将打桩锤放入套管内,击实套管底部的石塞,通过石塞与套管的摩擦力带动套管,将石塞夯出套管外,在桩管内浇入干硬性混凝土,继续锤击形成扩大桩头,安放钢筋笼后再浇入塌落度较大的混凝土,拔除套管并用附着式振捣器,使桩身砼密实。

(2)端夯扩灌注桩,端夯扩灌注桩以桩端扩大头承载为主,桩身侧磨阻力为辅,是以冲击震动夯扩灌注桩及暴扩桩的桩型为基础发展起来的一种新型桩基。

其工艺特点是:在用冲击震动锤法浇好桩尖部分混凝土后,用一根内夯管将柴油锤的锤击力,直接传给桩端现浇砼,在内夯管的作用下,夯扩挤密桩尖混凝土,使之夯之钢管下形成平底大头桩。既增加桩端截面积,又改善地基土密度。

三、夯扩载体桩施工工艺流程与要求

(1)施工工艺流程:复测桩位线→移动桩机就位→锤击成孔→沉护筒至桩底标高→填料夯击→测量最后一击贯入度→夯填干硬性混凝土→下钢筋笼→浇注混凝土→拔出护筒→振捣混凝土。

(2)施工工艺要求:①护筒沉至设计标高后,提升重锤高出填料口做自由落体,夯击填充料,填充料以锤底出护筒底40-60cm为宜。填料大致分三个阶段:填料下降、持平、上升。②承载体形成密实状态后,重锤以6m落距做自由落体运动,测得最后一击贯入度,如不满足要求,继续填料夯击,直到满足设计要求。然后夯填干硬性混凝土0.3-0.5m,继续夯击到锤底出护筒。③混凝土要超灌30cm。④振捣混凝土时要快插慢拔,一次插至桩底并逐渐上拔,振捣时间不少于2分钟。

四、夯扩载体桩施工存在的质量问题及原因

(1)夯扩载体桩的缩颈及产生原因

桩身的缩颈一般发生在淤泥质土地层中或地层变化的交界面上。主要原因是施工中拔桩速度过快,或设计桩间距较小。

(2)夯扩载体桩载体有效挤密度不足及产生原因

载体是夯扩载体桩的主要承载力承受者,载体影响范围深度约为3-5m,直径约为2-3m,施工完毕后,桩端下深3-5m,直径2-3m范围内的土体都得到有效挤密。一般情况下载体施工的填料不超过1.8m,当超过时应调整设计方案。若填料不足,三击贯入度还没达到设计要求,此时载体的有效挤密不好,没达到承载力的要求。

(3)夯扩载体桩的离析、空洞及产生原因

夯扩载体桩灌注成桩过程中一般为混凝土的自重塌落完成。由于施工工艺是先下钢筋笼后注混凝土,在混凝土的骨料级配、水灰比、塌落度未控制好,上部混凝土没有振捣时容易形成桩身的离析、空洞等缺陷。若钢筋笼上浮,用夯锤压在浮起的钢筋笼上面拔护筒时,容易将钢筋笼压曲变形,当吊起夯锤,钢筋笼变形回弹时也会出现离析或断桩;若载体封底不牢,发生护筒内透水时,也会造成离析现象。

五、夯扩载体桩施工质量管理具体控制措施

(1)桩身缩颈采用电动振动锤带动护筒起拔,控制起拔速度,特别是护筒底口要经过淤泥地层或地层变化的交界面时要放慢速度,让护筒内混凝土充分向外挤压淤泥层或地层变化交界面。若是设计桩距比较小,则采用跳打的方式,待混凝土的强度指标稍高时再去施工周边桩。

(2)桩身的离析、空洞首先要控制好混凝土质量满足设计要求。塌落度控制在8-12cm范围内,采用电动振动锤带动护筒起拔,从起拔一开始到结束,整个过程混凝土都得到充分振捣。

(3)载体承载能力的不足若填充料量大于1.8m3时应另选加固土层或改变施工参数;若填充料不大于1.8m3时,应满足三击灌入度要求;若地下水比较丰富,通过填充料在护筒底口形成一定厚度的隔水砖塞,通过砖塞与护筒间的摩擦力,在夯锤夯击下,带动护筒向下移动,边填料边夯实,同时沉护筒到设计深度,用夯锤将砖塞击出护筒底口,并及时投入填充料夯击,直到满足三击贯入度要求。

结束语

夯扩载体桩通过夯锤的反复夯实形成载体,提高单桩的承载力,节约材料约25-30%,给建筑开发单位带来可观的经济效益与社会效益,对桩质量的控制是施工单位的责任所在。通过大量的施工经验总结,杜绝缩颈、离析、空洞、三击贯入度不满足要求等缺陷,取得合作单位的信任。

参考文献

[1]赵明华.土力学与基础工程(第4版).武汉理工大学出版社.2014:213-206.

[2]黄志仑,苏振兴.桩基础与桩地基.岩土工程技术,2013(3)2-5

论文作者:王学良,沈欢欢

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期

论文发表时间:2018/3/6

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