学习情境9 载体桩施工

第8讲载体桩施工

内容提要：本节主要介绍了载体桩基本概念、适用范围、施工工艺、质量要点及检测，重点是施工工艺，难点是质量控制要点。

8.1概述

载体桩由混凝土桩身和桩身以下的载体构成的桩。载体是混凝土桩身以下由混凝土、夯实填充料、挤密土体三部分构成的承载体。填充料是为挤密桩端地基土而填入的材料，包括碎砖、碎混凝土块、水泥搅合物、碎石、卵石及矿渣。挤密土体是夯实填充料时周围及下部被挤密的地基土。

图8-1 载体桩构造

被加固土层宜为粉土、砂土、碎石土、及可塑、硬可塑的粘性土。软塑的粘性土经过成桩试验和载荷试验确定桩体的承载力满足要求时，也可作为被加固土层。

复合载体夯扩桩的基本原理是直接利用城市建设中产生的碎砖、石块、砼块等建筑垃圾作为一种建筑材料，反复进行填充和通过重锤对其夯实，成为一种人工处理后的复合载体，桩端下深3—5m，直径2—3m，体积约10m3的土体得到加固挤密，在不造成相邻的挤密土体的破坏和松动的情况下，使填料的底端形成最大最优的密实体和影响土体，桩身承受的集中荷载通过复合载体的分层扩散作用，逐层降低至天然土体能够承受的程度，从而改善了土体的受力状态。

8.2载体桩的主要施工工艺及技术措施

8.2.1载体桩工艺流程

该工艺流程详见图8-2。

1. 桩机就位

打桩机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，对桩点时用预先做好的钢筋圈放在桩点上，护筒对准钢筋圈后，下护筒，用水平尺来确定护筒垂直度，然后将护筒放置地表，为准确控制钻孔深度，应在机架上做出控制标高，以便施工中进行观测、记录。

2. 锤击成孔

先用细长锤低落距轻夯地面，使护筒准确位于桩位，然后再提高细长锤夯击成孔，在夯击过程中若发现护管下沉过程中有阻力沉不下去时，应将细长锤及护筒提出桩孔，往桩孔里浇几桶水后再将护筒沉下孔内，继续夯扩成孔。

3. 沉护筒至设计标高

锤击成孔时，护筒下沉，当接近桩底标高时，控制重锤落距，准确将护筒沉至设计标高。

4. 填料夯击

护筒沉至设计标高后，提升重锤高出填料口，根据地质情况进行填料（填充量以锤底出护筒底40—60cm为宜，填料大致分为3个阶段：填料下降持平，上升，相应填料也分多、

图8-2 载体桩施工工艺图

中、少。在投填充料时应控制每次填料量和累计填充料量，投料量不宜小于0.5m3，且

不宜大于1.8 m3，当投料量大于1.8 m3时，应调整桩长或改变施工参数。

5. 测三击贯入度

承载体形成密实状态后，重锤以6m落距作自由落体运动，严禁带刹车和离合。测三击贯入度，每击贯入度应比前击贯入度小或相等，三击贯入度应小于15cm，同时控制夯击后地面隆起高度不大于50mm，且邻桩受新成桩的影响位移不大于20mm，如不满足设计要求，则应继续填料夯击至满足三击贯入度要求。

6. 夯填干硬性砼

三击贯入度满足设计要求后，填干硬性C10砼0.3—0.5 m3，继续夯击至锤底出护筒1—2cm，然后用锤绳上预先做好的标志与架体控制线来测量是否达到钢筋笼的标高。

7. 下钢筋笼至设计标高

把锤提出护筒，用小滑轮把钢筋笼底提至护筒顶，把钢筋笼放入护筒内，落钢筋笼至设计标高，在护管上用水准仪抄出水平控制线，用圈尺从填料口量出钢筋笼顶的标高，使钢筋沉至设计标高处。

8. 浇注砼

桩身砼强度等级不得低于C20；控制桩笼主筋保护层不应小于40mm，砼坍落度一般宜为100—140mm,(桩径≤450mm）及80—100mm（桩径＞450mm），从护筒填料孔填入砼，一次灌至桩顶设计标高，并适当超灌300—500mm。

9. 拔护筒

砼浇注完毕后，将护筒拔出，拔筒速度1m/min，边拔边附振。

8.2.2 施工中常见问题及处理方法

复合载体夯扩桩在某些情况下施工时，如采用的方法不当，会出现异常现象。

1. 沉管困难

在成孔过程中采用的锤击跟管工艺，当遇到障碍物时，会出现锤能够成孔，但沉管困难的现象，此时应提出护筒，重新沉管，如果仍不能沉管，应采取变更桩位的方法，避开障碍物。如遇新建建筑物座落位置有很多原有建筑物基础，桩位遇到障碍物，沉管困难，就必须对其进行拆除，再进行桩基施工，这样大大提高了效率。

2. 三击贯入度控制达不到设计要求

在某些土中，特别是含水量较高的粘性土、粉土、粉砂中，填料量很大，当夯填到一定数量的填充料后，三击贯入度始终保持在一定的数值，不论增加多少填料，三击贯入度基本保持一定的水平，满足不了设计要求。此种现象一般是开始填料时对原状土体的扰动较大，从而形成局部的水压过高，在粘土中形成橡皮土现象，在粉土、粉砂中形成液化现象，土体失去原有的强度，在填充料的作用下，强度降低，土体失稳，进而影响到三击贯入度的实测值。

解决此类问题的关键是减少开始填料时重锤对土体的直接扰动，多填料，轻夯击，待填充料对土体的扰动减少到一定程度时，再大能量夯击，保证原有土体土性不被减弱。

3. 断桩及缩径现象

当桩周土体存在土性相差较大的土层，并且含水量较高时，容易在层与层的交界面出现缩径及断桩现象。要解决此种现象，应注意控制拔管速度，拔管速度应尽量减慢。

综上所述，复合载体夯扩桩是一种经济、实用、环保的施工技术，具有明显的经济效益和社会效益。

8.3质量控制主要指标

1)桩位放线允许偏差:10mm;

2)装孔的垂直度允许偏差:小于桩长的1%;

3)桩位允许偏差:垂直轴线≤70mm ;

4)桩径允许偏差为-20mm;

5)钢筋笼主筋保护层允许偏差为出±20mm ;

6)夯填不小于0.2m3干硬性混凝土;

7)桩顶混凝土灌注标高超出设计标高不小于300一500mm;

8)控制三击贯入度≤l00mm，垂锤落距为6.0m，锤重3.5t。

8.4单桩桩身完整性及承载力检测

桩身完整性检测，可采用低应变动测法检测。试验桩必须全部检测。工程桩检测数量不应少于总桩数的10%，且不应少于10根，条件允许可适当增加；承台下为3根或少于3根时，每个承台下抽检数量不得少于1根。

竖向承载力检测应采用静载荷试验，为设计提供设计参数的静载荷试验应采用慢速维持荷载法。为设计提供设计参数的试桩检测数量根据试桩方案确定；单位工程的工程桩检测数量不应少于同条件下总桩的1%，且不应少于3根，当总桩数小于50根时，检测数量不应少于2根。

在桩身砼强度达到设计要求的前提下，从成桩到开始检测的间歇时间，对砂类土不应小于10d；对于粉土和粘性土不应小于15d; 对于淤泥或和淤泥质土不应小于25d。

复习思考题

1. 载体桩施工步骤有哪些？施工参数如何确定？

2. 载体桩的检测方案如何确定？

参考文献

1.北京波森特岩土工程有限公司.《载体桩设计规程》JGJ135-2007中国建筑工业出版社，2007

2.中国建筑科学研究院.《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002.中国建筑工业出版社，2002

3.张明.复合载体夯扩桩的施工技术控制.长春工程学院学报2006年第7卷第4期

4.马小明.浅谈夯扩桩施工工艺及施工过程中注意的问题.科技信息