夯擴灌注樁在xx市的工程應用0引言垃圾夯底擴端鋼筋混凝土灌注樁〔簡稱夯擴樁〕是利用專門機械，在樁端夯填建筑垃圾和干硬混凝土，樁身采用鋼筋混凝土灌注而形成的一種新型復合材料樁。它是在沉管灌注樁和內擊沉管夯擴樁的基礎上發展起來的地基加固新技術。該樁型既是提高單樁承載力的一種有效措施，又可消納大量的建筑垃圾，清潔城市環境，節省樁體材料，降低工程造價，而且該工藝具有施工質量容易控制、施工速度快、工期短等優點。因而，近年來在工程中得到迅速推廣，并取得了良好的經濟效益、環境效益和社會效益。但該技術在xx市建筑地基加固中的應用卻剛剛起步。本文在分析夯擴樁的加固機理和適用范圍的基礎上，結合工程實例驗證其應用效果。1夯擴樁地基加固機理和適用范圍1．1地基加固機理圖1夯擴樁加固機理圖夯擴樁單樁承載力主要以樁端擴大頭支承為主，樁側摩阻力為輔的人工端承樁（圖1）。其對地基土的加固機理主要表現為：⑴樁周擠密作用：成樁過程中，護筒將孔位的土體擠到周圍土體中，使樁間土的密實度增加，孔隙比減小，承載力增大；同時可提高樁周土對樁的橫向擠壓力，從而增加土對樁的摩阻力。⑵樁端擠密作用：在成樁過程中，垃圾填料在夯錘強大的沖擊作用下，攜帶一定能量向周圍土體移動，同時克服土的阻力，將一部分動能傳遞給土體，本身攜帶能量不斷減少，直到和土阻力平衡，填料顆粒停止運動［1］。反復填料夯擊，形成垃圾擴大頭，對樁端地基土強制擠壓密實，從而改善樁端土的工程性質，使其強度顯著增加，壓縮性大大降低，垃圾填料與其周圍擠密后的地基土形成良好的人工復合持力層。因擴大頭承載作用顯著，使樁的受力特性接近或達到端承樁型。⑶置換作用：樁端持力層中夯入一定數量的建筑垃圾，強制置換原來結構較松散、強度較低的地基土，形成樁端擴大頭，從而大大提高單樁承載能力。⑷排水固結作用：在夯擊過程中，夯錘對地基土施加瞬時的巨大沖擊荷載，使地基土產生較大的超靜孔隙水壓力。然而，因投入的建筑垃圾是粗顆粒干料，孔隙連通性好，可作為地基土良好的排水通道，使超靜孔隙水壓力及時迅速消散,地基土得到排水固結。⑸預震作用：美國等人的試驗結果表明［2］，砂土液化的特性除了與相對密度有關外，還與振動應變史有關。在一定的應力循環次數下，當兩試樣的相對密度相同時，要造成經過預震的試樣產生液化所需施加的應力要比未經預震的試樣引起液化所需的應力值提高46%。夯擴樁成樁時使地基土產生多次瞬間夯擊振動，對可液化土層產生預震作用，從而降低甚至消除地基土液化的可能性。⑹應力擴散作用：形成擴大頭的建筑垃圾屬散體材料，其強度雖然不及凝固后的干硬砼和樁身砼，但比下伏地基土層的承載力要高得多，荷載傳遞到樁端后，可通過垃圾填料的應力擴散作用傳遞給其下臥土層，從而減小下臥層的沉降。綜上所述，夯擴樁不但能起到一般剛性樁支承上部荷載的作用，而且具有比同等條件下的剛性樁高得多的單樁承載力。同時，夯擴樁還兼有加固樁間土和樁端持力層的雙重作用，樁與樁間土形成良好的復合地基。1.2夯擴樁的適用范圍根據目前已使用的夯擴樁工程實踐經驗［1］［4］，該樁型對地基條件有較大的適應能力。當地基上部為軟弱土層，基底以下4～10m左右有一層性質較好的樁端持力層，如砂土、卵礫石、粉土或可塑～硬塑的粘性土等，且樁端持力層厚度不小于4m時效果最佳。對持力層承載力較低的粉土、粉質粘土等，亦可通過夯擴擠密及排水固結作用，提高其承載力。2夯擴樁的設計計算夯擴樁樁基設計與一般灌注樁的主要區別在于單樁承載力特征值的確定。單樁承載力大小除由試樁確定外，初步設計時，單樁豎向承載力可按下式估算［5］：欣式中研：立R餡a羽—即—默單樁豎向踏承載力特腿征值避；薦u豐p別—摧—獄樁身斷面代周長事（抵m渴）壞；甲q幟sia售—拴—序樁側百第婚i工層土的側村阻力特征隆值村；滅l比i齒—偉—昂樁身穿越錢第場i細層土的厚企度筑（揮m致）例；家q堅pa笑—雄—桃夯擴體持較力層土經揉深度修正左后的承載著力特征值侵；吉A活e懲—蛇—攤等效樁端餓計算面積戰（雁m沫2鉤），可根國據被加固尼土層性質傭和三擊貫碗入度按文輛獻句［教5圣］選用。呆樁的間距粥應根據加亭固層土的棉擠密與排議水性能確枝定，一般晌不宜小垂于杏1.6~酒2.0赤m鎮。樁數、響樁身配筋巨和承臺的框設計計算巖以及樁基已沉降計算慨均按規范朗［省3博］進行。及3冬工程實例碑3.員1艦工程概況孝x駁x侄市某圖書涼館色，痰4協層，框架棄結構，獨唐立基礎，肆基礎埋深競2.彈2恩m惰，二級建竿筑。地基涉方案最初接選為粉噴麥樁或榨CFG狐樁復合地蔬基，但都其因處理后嶺承載力低榜，致使基殖礎面積過欄大，而且艦樁數很多血，予以放蓬棄。后來戶考慮鉆孔男灌注樁方飼案，但淺盟部又沒有瀉很硬的樁費端持力層起。最后選怒用垃圾夯叨擴樁處理嶼方案，采辱用群樁承升臺基礎，欄設計單樁剝極限承載百力笑≥桃1200趟KN瓜，樁德長側8配.悅5苗m極，樁予徑揭0錯.膊4臉m垃，總樁咳數爺89斷5紛根。樁端藏夯擴體夯體填碎磚塊雨，樁身灌屋注裹C樹2廳0系砼。波3.漫2忠工程地質浙條件弱場地地層烤結構及各脈土層物理刺力學性質揭指標分別爽見量表骨1戰和蛙表蝕2測。穿表因1判猛場少恥地寶夜地惕矛層鎖鏟結滅慎構及承載育力譜恥地乒層撿樣爹編適扮貫號杠口興成因時代舍巖睜疊土克名座易稱嘴層什校厚照(討m)愧困獎巖性旱描顆維述昌靜承載宴力燕f勺K泊(蘋kP瘦a)臥1辜Q奇4借2烈(刊al+p融l)鹿粉撥歇土役1瓣.愚9詞灰褐色，絨濕，稍玉密舌~鴨中密。貌90結2藥粉質粘土本2肺.趕6陡黃褐色，頂飽和，態可抓~栽軟塑，局擔部夾薄層坡粉土。插100鞋3欠社粉土拼2帝.私2崗灰黑色，競很濕，敘稍殊~傻中密，局令部夾薄層騎粉質粘土暢。捉95注4傅粉質粘土非3.監8翻灰黑色，根飽和，軟插塑，局部醉夾粉土薄搜層，含青與磚瓦碎塊巴。役100君5炸粉絞聯土半2關.上1賽灰黑色，奶很濕，中宣密，含小慈姜石，局阻部夾粉質表粘土薄層撒。全110耍6姑Q罪4贊1(al盞+pl)優粘液滅土款適＞薄3婆.鄭6況未揭穿洪深藏灰丑~產灰綠色，煉飽和，硬談塑狀態，叛含少量鈣耀質結核。典160極坑哈注援：即1電．樁端加熊固層為箱第矛5刮層粉土檢；成2朱．地下水噴位埋磨深比4.1~靈10.5司m方。屬3.3敘更施工工藝覽及檢測結盯果已3.3.湯1時施工工藝份搖睜夯擴樁是顫由建筑垃生圾和干硬首混凝土形碎成擴大端絡，鋼筋混扔凝土灌注圖樁身的復廈合材料樁青。夯擴樁聚制樁機主腦要由柱狀膀夯錘、護戲筒、導向內架、卷揚落機等部分悲組成。其裂施工工藝故流程為：唉樁位放焦線石—障樁機就丹位勉—費沉護銷筒臺—奉填料夯鍋實竹—勒測量貫入廁度爬—堪填干硬砼噸并夯曲實菠—筍安放鋼筋扶籠桿—笛灌注砼并喬搗益實觀—族提出護搭筒精—母成樁。呈國旁樁底擴大封頭采用建鉗筑垃圾，雖主要成分青為碎磚，徹含少量水門泥及砼碎紗塊，有機康質不超選過色5沈%拜，自然級圾配，必要相時稍加粉關碎，控制精最大粒徑梨＜闊20cm宇，收錘貫呀入度＜潔10cm簽，且夯錘醋有回彈現謀象。干硬呼混凝土要郵達彼到革“河手握成團至，一捏即棵碎停”航，夯填量什不小鏈于政0.3m鴉3瞇，并保證都錘出護繩筒炊5c犁m左以內。鋼中筋籠按標舊高居中放潑置，主筋堂保護層靈50mm趙。樁身灌箱注乖C20摧砼，坍落僵度控制激在掀14~1呆6c月m撞，保證充馬盈系數寒在期1.銅0甚以上。提耕出護筒時撫按釣1~1.溜2m/m饞i敢n拿控制。振煌搗要快插田慢拔，一粗棒到底。肉夯錘重蒼3.抄0過噸，提落干高雀度徑5四m竹。乓表并2污號各土層物拘理力學性烏質指藥標酸蹦嬌蒼芝哥層者號妨土惰層幼辰認釀寧名禿忍恨稱掌膚含班晚水除軍量借天然價重度菜少棒孔抽祥構隙么芹敬比鍵裹飽瘦妄和服戒度趨催壘液咱為看限側廊蘿塑造薄僚限篇塑僵館性乖指劍糟數胸液娃恐性和精指疲羽數反壓菜攔縮浸系束妖數沫壓沖供縮屆模繡吸量書W絕γ球e們Sr攏W層L梢W泥P乏I累P勿I皂L譜a依Es等%貍g/cm耗3滑%貌%掠%姥MPa樸-1象MPa暫1腸粉邪姓粉土曉26.1紹1.94筒0.76幸5燦92.3素30.4拴21.8銷8.6萌0.5貼0.3釘7.5紡2悲粉質粘土縮29.4花1.92姑0.81床0顫94.6嶺35.0藍21.4裙13.6鋒0.56扁0.3載6.5拋3溫粉勝評覆土躲29.1拾1.94亦0.80齡9劃96.9用32.2飯22.6售9.6革0.68斑0.3貨8.4膏4口粉質粘土愚34.3嚇1.91債0.93獲8廉98.7并40.4坡22.8薦13.6帖0.64浙0.4未6.0冷5敢粉躲紫姑土較27.6窮1.98精0.74龜6薄98.9喂29.7仇22.5采7.2存0.72酒0.2緩10.1櫻6螺粘克膨怠土算25.0滋1.99刻0.72辣3贏95.0恩39.1外19.6尼19.5產0.28乳0.3類5.8私3.3.灑2臂樁基檢測淘結果與分捆析坐該工程共識設計基著樁竟89勿5小根，樁基顯施工結院束肆2矮8恭天后，按瘋照規毯范投[3腳]仙要求，任非選增9抱根樁進行瘋了單樁靜挎載荷試驗剛，按最終陡加載量妙的乎1/1艘0掛分誰9津級施加，許第一級所按賤2雪倍分級荷趟載加荷，愈最大加鼠荷拼1200奮K卵N父；卸載分澡級為加載圖分級至的劇2煩倍。單樁鐵靜載荷試織驗曲線見奪圖榜2斬。吉Q(KN碼)餃鴉副串剩打剛很lg介t(mi途n)360KN360KN600KN480KN600KN480KN840KN720KN圖840KN720KN960KN960KN1080KN1080KNS(mm)1200KNS(mm)S(mm)1200KNS(mm)74#74#樁S~lgt曲線瓣圖拉2售研單樁靜載穩荷試驗曲贏線蝴從敗圖暢2崖可見，根爹據樁基極爛限承載力叮的判斷方籠法，檢測暢的掘9結根單樁在尋最大豎向推荷跟載剩1200睜k兼N臉的作用下漫，均未出帆現承載力概極限狀態阿，各級荷駕載下的沉死降穩定時娃間較短，鞠各級荷載紗作用下的志沉降量及良累計沉降賺量相對較臟小。因此渡，袍9路根樁豎向橋極限承載爆力均不低繩于伐1200窗k償N惰，滿足設壞計要求。取但存在一萬定的沉降腥差異，其體中射640年#膚、捧434依#廈、奧853淡#殊、穿139鳴#刑和督819點#員磁樁總沉降鼻變化控在營3.19巷~4.8茫9m妨m車之間，卸導載后總回貪彈量專為彎2.8~隨3.91煎m柳m疏之間，回裂彈率秀為屈67.8故4~89柔.66尖%坑，沉降值造較小，回抱彈率較高汪；刑而羊74透#許、團785羊#暢、胃439廊#剝及沖260量#吊樁總沉降掉在北6.93嶄~8.2逆9m溪m螺，總回彈奶量穴為礙3.48惹~5.1伍2m孩m徹，回彈火率然48.9彩5~70浴.85緊%榆，沉降量缸相對較大監，回彈率夸較低。分采析認為，斷產生上述斜沉降及回弟彈差異主及要因為場愛地東半部想原為養魚維塘，深度豆達丈4棗m施左右，回虹填后使樁應周存在一判定厚度的遇回填土，奧影響樁的映側摩阻力策。再者該辭部位地下我水埋深淺素（小昌于蔑5駛m迅），土層戴含水量較喪大，這也貸會使樁的障側阻力和充端阻力有列所降低，談相同荷載任下的沉降昌量增大。褲經估算，易工程造價敬比貞CFG壺樁節省約頑2嫩1系%眨。因單樁設承載力高啄，設計樁燈數減少一引半以上，狠比相同樁皮徑而持力辜層為職第轟⑥支層的普通挽灌注樁造窯價節約眼近脊50謝%份，可見經腫濟效益顯茶著。已建乒成使用，避效果良好葉。第4結論次即陰〔怨1惜〕垃圾夯飽擴灌注樁物，是處理茂多層甚至遼高層建筑銷軟土地基鉤的有效方今法，它具少有單樁承煩載力高、攏沉降量小盡，節省樁趕材、施工題快、造價世低等優點吃，在適宜奮條件下應末優先采用朝。遠〔兩2糞〕覽