夯擴(kuò)樁基在工程施工中有明顯的優(yōu)越性，不僅可以適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)施工條件，經(jīng)濟(jì)效益也是可觀的。

　　《施工技術(shù)》創(chuàng)刊于1958年，是由中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部主管，亞太建設(shè)科技信息研究院、中國建筑設(shè)計(jì)研究院、中國建筑工程總公司、中國土木工程學(xué)會主辦，國際刊號ISSN:1002-8498,國內(nèi)刊號CN:11-2831/TU.國內(nèi)建設(shè)系統(tǒng)的國家級、核心科技期刊。

　　某工程地處石灰?guī)r、巖溶發(fā)育地區(qū)，根據(jù)對該工程基礎(chǔ)的造價、工期及質(zhì)量進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，決定采用夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工。

　　1工程概況

　　某工程位于立交橋路段西側(cè)，該工程建筑面積約6萬平方米，由4棟19層高層建筑和9棟多層建筑、23棟疊加別墅組成，地面以下設(shè)一層地下室。

　　2工程地質(zhì)條件

　　根據(jù)地質(zhì)勘察資料顯示，該工程地處石灰?guī)r、巖溶發(fā)育地區(qū)，場地土可分為三層：

　　(一)人工填土及耕土層;

　　(二)沖積成因土層;

　　(三)基巖。

　　據(jù)鉆孔揭露，場地覆土層除人工填土外，主要為沖積成因的粉質(zhì)粘土、粗砂、中砂、細(xì)砂、粘土、粉土等，局部分布有淤泥質(zhì)土，下伏基巖為二疊紀(jì)粉晶灰?guī)r，巖面起伏較大。由于灰?guī)r中巖溶較發(fā)育，鉆孔部分揭露有溶洞，在溶洞頂?shù)耐翆又胁糠职樯�有土洞。本工程的工程地質(zhì)剖面示意圖見圖1。

　　3基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工

　　3.1基礎(chǔ)選擇

　　根據(jù)建設(shè)場地的工程地質(zhì)勘察資料，本工程基礎(chǔ)若采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，則樁端必須支承于石灰?guī)r上，由于基巖面起伏較大，使樁端與巖面接觸過窄，極易產(chǎn)生滑樁及斷樁。若采用天然片筏基礎(chǔ)，則適宜作為持力層的土層太深，地下室基礎(chǔ)開挖需進(jìn)行基坑支護(hù)或大面積整體開挖，且根據(jù)地下室底板面原地基土靜載試驗(yàn)顯示，該檢測點(diǎn)的地基承載力特征值僅為160kPa，不能滿足片筏基礎(chǔ)需要持力層地基承載力特征值不小于330kPa的要求。根據(jù)對該工程基礎(chǔ)的造價、工期及質(zhì)量進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，最后決定采用夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)。

　　3.2夯擴(kuò)樁簡介

　　夯擴(kuò)樁是在錘擊沉管灌注樁的施工技術(shù)設(shè)備和施工工藝的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而形成的一種樁型。由于夯擴(kuò)樁端部可用機(jī)械的方法擴(kuò)大，并在夯擴(kuò)的過程中擠密樁周土，所以能夠較大幅度地提高樁的承載力。同時在澆筑樁身混凝土的過程中，能夠利用內(nèi)夯管與柴油錘的重量對混凝土加壓，使之在壓力的作用下成形，所以能夠避免縮頸、斷樁等現(xiàn)象發(fā)生。本工程高層部分夯擴(kuò)樁樁端擴(kuò)大頭示意圖及鋼筋籠大樣如圖2及圖3所示。

　　夯擴(kuò)樁具有較高的承載力、較穩(wěn)定的樁身質(zhì)量、顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、快捷的施工速度等優(yōu)點(diǎn)，目前，該樁型在全國大部分省份都有使用，在安徽地區(qū)的使用也越來越廣泛，已是一種成熟的工藝。

　　3.3夯擴(kuò)樁施工工藝

　　夯擴(kuò)樁的施工工藝是采用外管和內(nèi)夯管套合施工法。具體為當(dāng)沉管達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，抽出內(nèi)夯管，在外管內(nèi)灌注擴(kuò)大頭混凝土，然后插入內(nèi)夯管，錘擊內(nèi)夯管，將管內(nèi)的混凝土夯出管外形成擴(kuò)大頭后，再澆灌樁身混凝土。拔管時，借助于安裝在外管上的振動錘，使樁身混凝土在振動中成型。

　　3.4夯擴(kuò)樁的適用條件

　　夯擴(kuò)樁是一種以樁端夯擴(kuò)頭支承為主，樁側(cè)摩阻為輔的樁。根據(jù)這一特性，要使夯擴(kuò)樁的承載力得到較大幅度的提高，則必須使其端部夯擴(kuò)頭置于強(qiáng)度相對較高的土層中。依據(jù)目前一般的施工機(jī)械、樁架高度及拔管力，夯擴(kuò)樁適用于地表下5~28米為軟弱土層或不均勻軟弱土層，而下部有一層性質(zhì)相對較好的樁端持力層的地質(zhì)條件。夯擴(kuò)樁的持力層可以是砂礫、砂性土、粉土和可塑、硬塑粘性土，也可以在大厚度高壓縮性軟土地基中選擇一層性質(zhì)相對較好的淤泥質(zhì)粉土或軟塑的粉質(zhì)粘土作為樁端持力層。在地下有溶洞、溶溝、石筍等石灰?guī)r地區(qū)建造建筑物，當(dāng)采用天然基礎(chǔ)不能滿足承載力要求時，可采用夯擴(kuò)樁作為基礎(chǔ)，選擇溶洞、溶溝或石筍上面一層土質(zhì)相對較好的土層作為樁端持力層，這樣既避免了溶洞、溶溝、石筍等不良地質(zhì)條件對基礎(chǔ)施工造成的困難，又解決了地基承載力不足的問題。由于夯擴(kuò)樁具有較高的承載力，它一般可用于20層以下的民用和工業(yè)建筑基礎(chǔ)中。

　　3.5夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)的應(yīng)用

　　根據(jù)《復(fù)合載體夯擴(kuò)樁設(shè)計(jì)規(guī)程》可知，復(fù)合載體夯擴(kuò)樁單樁豎向承載力特征值可用下式估算：

　　Ra=upΣqsinli+qpn•Ae

　　式中，Ra—單樁豎向承載力特征值;

　　up——樁身斷面周長(m);

　　qsin——樁側(cè)第6層土的側(cè)阻力特征值;

　　li——樁身穿越第6層土的厚度(m);

　　qpa——復(fù)合載體下地基土經(jīng)修正后地基持力層承載力特征值;

　　Ae——等效樁端計(jì)算面積(m2)，隨土性和三擊貫入度變化而不同。

　　由上式可知，復(fù)合載體夯擴(kuò)樁承載力提高的原因在于兩個方面：一是載體所影響的土層被加固后樁端土承載力得到了顯著提高;二是通過載體作用擴(kuò)大了樁端作用面積。而這兩方面提高的均為樁端承載力，因此施工過程中樁體底部同復(fù)合載體頂面能否密切結(jié)合將直接影響到單樁豎向承載力，在現(xiàn)場打樁施工中，則體現(xiàn)在夯擴(kuò)樁最后收樁時能否嚴(yán)格按規(guī)程及設(shè)計(jì)要求對貫入度的有效控制上，工程實(shí)踐表明，最后三擊貫入度偏大收樁將會導(dǎo)致樁端承載力嚴(yán)重不足。本工程高層建筑基礎(chǔ)夯擴(kuò)樁設(shè)計(jì)樁徑為580mm，持力層為粘土層，并規(guī)定最小樁長5m，單樁承載力特征值1500kN，樁距3.5d，最后三擊貫入度控制在1.5~2.0之間;多層建筑及別墅基礎(chǔ)夯擴(kuò)樁設(shè)計(jì)樁徑為450mm，持力層為粘土層，并規(guī)定最小樁長為5m，單樁承載力特征值為700kN，樁距為3.5d，最后三擊貫入度控制在不小于2.0cm。按建筑設(shè)計(jì)標(biāo)高，待基坑挖至2.5m深度處，開挖基坑后再進(jìn)行夯擴(kuò)樁施工。

　　3.6夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)方案與天然基礎(chǔ)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

　　現(xiàn)以本工程高層建筑部分首層地面以下的基礎(chǔ)綜合造價與工期為例進(jìn)行相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較如下：

　　(1)天然基礎(chǔ)方案：基礎(chǔ)綜合造價為325萬元，地下室面積約為1500平方米，折合成按地下室面積為每平方米造價約為2170元，總工期約需70天。

　　(2)夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)方案：基礎(chǔ)綜合造價為224萬元，地下室面積約為1500平方米，折合成按地下室面積為每平方米造價約為1495元，總工期約需75天。

　　從以上基礎(chǔ)綜合造價與工期的比較數(shù)據(jù)可知，與采用天然基礎(chǔ)方案相比，采用夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)方案具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。天然基礎(chǔ)方案的優(yōu)點(diǎn)是工期相對較短，但造價較高，在未計(jì)地基處理費(fèi)用的情況下比夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)方案增加費(fèi)用45%，且深基坑開挖、支護(hù)及軟弱地基處理等工序增加了基礎(chǔ)施工的難度;夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)方案雖然工期略長，但造價低，土方開挖量少，且施工簡便。

　　4結(jié)束語

　　(1)由于石灰?guī)r地區(qū)巖溶發(fā)育地段的地質(zhì)情況比較復(fù)雜，且地質(zhì)勘察資料的準(zhǔn)確性受鉆探孔平面布置密度的影響很大，造成在打樁施工中經(jīng)常會出現(xiàn)樁端持力層與地質(zhì)資料不符的情況發(fā)生，對現(xiàn)場樁基施工質(zhì)量控制非常不利，通過以上分析可知，只有在施工中對夯擴(kuò)樁的貫入度進(jìn)行嚴(yán)格控制，才能有效保證單樁豎向承載力。本工程在打樁施工過程中，針對夯擴(kuò)樁的承載力形成及其材料特性，加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督管理工作，使樁基施工質(zhì)量處于受控狀態(tài)，整個工程共約1920條夯擴(kuò)樁施工完成后，經(jīng)檢測單位對樁基進(jìn)行低應(yīng)變動力檢測及靜載荷檢測，顯示該工程樁基質(zhì)量完全符合要求。

　　(2)從本工程夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)施工的工程實(shí)踐中可知，雖然目前夯擴(kuò)樁沒有預(yù)應(yīng)力管樁、鉆孔樁及人工挖孔樁等樁型應(yīng)用普遍，但當(dāng)?shù)鼗�下部無合適的基巖持力層，或存在不良地質(zhì)條件，且淺層亦無理想的淺基礎(chǔ)持力層，而較好的持力層位于自然地面以下不大于15米的范圍時，采用夯擴(kuò)樁會有較優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。