夯扩灌注桩在邯郸市的工程应用

夯扩灌注桩在xx市的工程应用0引言垃圾夯底扩端钢筋混凝土灌注桩〔简称夯扩桩〕是利用专门机械，在桩端夯填建筑垃圾和干硬混凝土，桩身采用钢筋混凝土灌注而形成的一种新型复合材料桩。它是在沉管灌注桩和内击沉管夯扩桩的基础上发展起来的地基加固新技术。该桩型既是提高单桩承载力的一种有效措施，又可消纳大量的建筑垃圾，清洁城市环境，节省桩体材料，降低工程造价，而且该工艺具有施工质量容易控制、施工速度快、工期短等优点。因而，近年来在工程中得到迅速推广，并取得了良好的经济效益、环境效益和社会效益。但该技术在xx市建筑地基加固中的应用却刚刚起步。本文在分析夯扩桩的加固机理和适用范围的基础上，结合工程实例验证其应用效果。1夯扩桩地基加固机理和适用范围1．1地基加固机理图1夯扩桩加固机理图夯扩桩单桩承载力主要以桩端扩大头支承为主，桩侧摩阻力为辅的人工端承桩（图1）。其对地基土的加固机理主要表现为：⑴桩周挤密作用：成桩过程中，护筒将孔位的土体挤到周围土体中，使桩间土的密实度增加，孔隙比减小，承载力增大；同时可提高桩周土对桩的横向挤压力，从而增加土对桩的摩阻力。⑵桩端挤密作用：在成桩过程中，垃圾填料在夯锤强大的冲击作用下，携带一定能量向周围土体移动，同时克服土的阻力，将一部分动能传递给土体，本身携带能量不断减少，直到和土阻力平衡，填料颗粒停止运动［1］。反复填料夯击，形成垃圾扩大头，对桩端地基土强制挤压密实，从而改善桩端土的工程性质，使其强度显著增加，压缩性大大降低，垃圾填料与其周围挤密后的地基土形成良好的人工复合持力层。因扩大头承载作用显著，使桩的受力特性接近或达到端承桩型。都蚊陪⑶圾置换作用：桩苹端持力层中夯胸入一定数量的肝建筑垃圾，强铲制置换原来结导构较松散、强载度较低的地基染土，形成桩端旁扩大头，从而筝大大提高单桩圆承载能力。嚷乘欧⑷揉排水固结作用叨：在夯击过程泻中，夯锤对地费基土施加瞬时枝的巨大冲击荷景载，使地基土档产生较大的超哲静孔隙水压力絮。然而，因投活入的建筑垃圾纪是粗颗粒干料指，孔隙连通性侧好，可作为地炒基土良好的排已水通道，使超躁静孔隙水压力绒及时迅速消散榴,桥地基土得到排代水固结。喇倘⑸眼演预震作用：美索国蚂芳ed阔等人的试验结速果表明笨［棒2启］哄，砂土液化的权特性除了与相臭对密度有关外船，还与振动应干变史有关。在型一定的应力循季环次数下，当杆两试样的相对物密度相同时，潜要造成经过预训震的试样产生在液化所需施加洋的应力要比未杏经预震的试样须引起液化所需钩的应力值提高学46%押。夯扩桩成桩殿时使地基土产碗生多次瞬间夯润击振动，对可像液化土层产生抗预震作用，从征而降低甚至消搬除地基土液化膨的可能性。仪随压⑹邀骄应力扩散作用坚：形成扩大头发的建筑垃圾属河散体材料，其刑强度虽然不及改凝固后的干硬衫砼和桩身砼，蛙但比下伏地基泰土层的承载力旧要高得多，荷另载传递到桩端织后，可通过垃址圾填料的应力尾扩散作用传递耻给其下卧土层偷，从而减小下将卧层的沉降。赏综上所述，夯狠扩桩不但能起塌到一般刚性桩朵支承上部荷载看的作用，而且姓具有比同等条紧件下的刚性桩料高得多的单桩木承载力。同时作，夯扩桩还兼哥有加固桩间土毫和桩端持力层讲的双重作用，叨桩与桩间土形呢成良好的复合学地基。宋1.2硬夯扩桩的适列用范围抗根据目前已使遍用的夯扩桩工守程实践经验届［某1唤］［姥4增］筐，该桩型对地臂基条件有较大戏的适应能力。酸当地基上部为文软弱土层，基装底以下强4响～永10m适左右有一层性典质较好的桩端饥持力层，如砂眼土、卵砾石、楚粉土或可塑～捐硬塑的粘性土僵等，且桩端持不力层厚度不小还于召4m录时效果最佳。战对持力层承载怕力较低的粉土帜、粉质粘土等竿，亦可通过夯碧扩挤密及排水凤固结作用，提洲高其承载力。碎2逃夯扩桩的设计长计算太夯扩桩桩基设迟计与一般灌注先桩的主要区别宿在于单桩承载皆力特征值的确脆定。单桩承载搞力大小除由试准桩确定外，初倡步设计时，单厦桩竖向承载力同可按下式估算后［皂5葛］盒：扒式中什：话R歼a象—萄—廊单桩竖向承载屯力特征值趁；四u梅p测—窄—休桩身断面周长赔（繁m圾）榆；弓q躁sia座—词—渠桩侧争第叔i捆层土的侧阻力奖特征值片；独l庙i愁—庙—吃桩身穿越荐第喉i品层土的厚度羊（页m蚕）层；役q理pa捧—抢—直夯扩体持力层堤土经深度修正香后的承载力特较征值扇；站A减e搅—罢—辈等效桩端计算独面积雾（亲m哭2侄），可根据被良加固土层性质骤和三击贯入度蠢按文献崭［挤5妙］选用。晨桩的间距应根判据加固层土的邻挤密与排水性币能确定，一般爸不宜小星于休1.6~2.视0弊m且。桩数、桩身舰配筋和承台的再设计计算以及板桩基沉降计算腰均按规范戒［旁3允］进行。3工程实例绣3.异1凡工程概况伙xx皇市某图书馆分，珠4促层，框架结构或，独立基础，志基础埋深猛2.虹2模m皆，二级建筑。则地基方案最初裁选为粉喷桩或券CFG忍桩复合地基，平但都因处理后告承载力低，致抹使基础面积过涉大，而且桩数跃很多，予以放他弃。后来考虑胞钻孔灌注桩方太案，但浅部又角没有很硬的桩屈端持力层。最岭后选用垃圾夯壳扩桩处理方案苍，采用群桩承云台基础，设计油单桩极限承载耐力糠≥贫1200积KN津，桩边长清8且.齐5蒜m确，桩蹄径锈0具.换4苏m晨，总桩弹数出89粥5猴根。桩端夯扩劲体夯填碎砖块蚂，桩身灌注胸C景2辆0笑砼殖畜。矩3.园2米工程地质条件即场地地层结构坡及各土层物理陆力学性质指标锋分别见画表派1愁和舒表衬2谢。厘静奇前劫表蓬1碍稠场丈启地疑屋地施杏层窗灰结短课构及承载猴力槐纪叶锤免地粮层辉啦耕编次微那号芳沉束成因时代蓝岩枝轰土先名沙阁称巧层智眼厚蛇蜻(屑m)坟遣抬装岩债养性可有描厚暗粱述绩扰承载念力稀f滚K舌酬(责kP冤a)转1耍拉Q嘴4份2胸(颤al+pl)斥绞粉夺外土产1删.勤9腔灰褐色，湿，害稍吴密勒~床中密。渗90候2厚粉质粘土发2竖.溪6迈黄褐色，饱和撒，嫩可滩~铲软塑，局部夹蝶薄层粉土。锐惯100超3罩粉毯鸣土外2薄.湾2脆灰黑色，很湿帜，青稍讽~象中密，局部夹岂薄层粉质粘土奸。脑95讨4个粉质粘亮差土济矛3.适8约灰黑色，饱和饺，软塑，局部叛夹粉土薄层，设含青砖瓦碎块简。届佣100养5税粉壤朱土循2剑.欠1领灰黑色，很湿职，中密，含小泡姜石，局部夹稍粉质粘土薄层览。点退110盗6电其Q寇4迁1(al+p跃l)姐粘视喇土畏村＞菜3但.再6债未揭穿哲深颂灰惹~惰灰绿色，饱和越，硬塑状态，拐含少量钙质结果核。待阳160所粒注座：而1劣．桩端加固层骗为齐第栗5自层粉土奋；织2碌．地下水位埋刷深钉4.1~10慌.5冒m价。厕3.3太施工工艺及检营测结果证3.3.额1丸施工工艺声雁四夯扩桩是由建剂筑垃圾和干硬蝴混凝土形成扩折大端，钢筋混语凝土灌注桩身脱的复合材料桩软。夯扩桩制桩产机主要由柱状设夯锤、护筒、草导向架、卷扬泰机等部分组成抹。其施工工艺滑流程为：隔桩位放式线芦—悼桩机就想位垫—惯沉护箭筒易—微填料夯注实邻—肤测量贯入怕度赢—服填干硬砼并夯斤实倾—餐安放钢筋瞎笼喝—业灌注砼并捣聪实星—浙提出护罪筒前—钥成桩。域饶桩底扩大头采抚用建筑垃圾，优主要成分为碎事砖，含少量水留泥及砼碎块，咳有机质不超啄过皆5序%召，自然级配，仁必要时稍加粉步碎，控制最大典粒径＜战20cm索，收锤贯入度番＜塘10cm捞，且夯锤有回圈弹现象。干硬现混凝土要达逆到粉“积手握成团，一缎捏即框碎披”脏，夯填量不小绒于类0.3m罩3知，并保证锤出激护悦筒松5c捕m前以内。钢筋笼负按标高居中放肠置，主筋保护选层茶50mm勾。桩身灌注窗C20控砼，坍落度控效制进在肆14~16c全m沿，保证充盈系病数糊在杜1.粪0呀以上。提出护滨筒时卫按电1~1.2m族/mi范n敌控制。振捣要圾快插慢拔，一精棒到底。夯锤婚重驱3.糊0宿吨，提落高困度们5送m跟。断商玩片厅呼表岔2窜葱各土层物理力且学性质指政标肾厘近助玩层梨脊程老号丘土枯层摆奋条固险碑领它颂名次路绸称和骨帆正捕趁顶议搁微含蜡伤裕水消狮量免天弄封然押重悬伐度执种毯孔臣幸后隙腹柔霞比屿悄饱编帝和醋英度残骗影液马估棵限遇嗓闸塑篮糟报限谈塑垃袋性郑指背静数两液孔认性河鸽指刃礼数比压洒省缩拐系息杆数辆压刘驴缩锁模昂咳量依W挖γ尿e注Sr招W笔L杰W谱P妥I丢P坑I杏L惧a排Es寺%饭g/cm挺3酱%偷%清%孔MPa按-1确MPa缸1殿粉负烘物土预26.1践1.94子0.765遍92.3纹30.4半21.8白8.6瞎0.5写0.3烦7.5挑2撇粉质粘土行29.4掩1.92赶0.810观94.6君35.0税21.4哗13.6嫩0.56妇0.3龄6.5塞3固粉债款毯土抹29.1宽1.94稀0.809片96.9遵32.2年22.6水9.6容0.68畅0.3吼8.4备4墙粉质粘土兼34.3唇1.91行0.938析98.7颂40.4挪22.8剩13.6换0.64趁0.4看6.0核5村粉行怠讲土悬27.6锄1.98意0.746进98.9占29.7梳22.5混7.2期0.72补0.2识10.1钻6习粘臣随界土找25.0飘1.99嫁0.723粱95.0渡39.1虎19.6止19.5洽0.28言0.3咏5.8赛3.3.2虏学桩基检测结果锻与分析吓该工程共设计皱基花桩采89谎5违根，桩基施工拘结猾束堂2性8肠天后，按照规锈范管[3累]淹要求，任燕选先9步根桩进行了单叹桩静载荷试验描，按最终加载薪量疮的萌1/1胞0舍分待9宁级施加，第一挖级右按嫂2在倍分级荷载加卷荷，最大加黄荷旱1200K检N团；卸载分级为填加载分级巴的晒2针倍。单桩静载嫩荷试验曲线见话图凝2包。固舟佣挪树沸织融Q(KN)誓街证诸轻静航lgt恳(min)区360KN360KN600KN480KN600KN480KN840KN720KN图840KN720KN960KN960KN1080KN1080KNS(mm)1200KNS(mm)S(mm)1200KNS(mm)74#74#桩S~lgt曲线青图螺2炕锯单桩静载荷试殿验曲线巩串吓售协矮介从满图爷2软可见，根据桩增基极限承载力屑的判断方法，越检测哈的牌9先根单桩在最大娃竖向荷杀载伯1200k瞧N亭的作用下，均呜未出现承载力干极限状态，各梁级荷载下的沉扔降稳定时间较圆短，各级荷载江作用下的沉降挥量及累计沉降臣量相对较小。能因此掏，摄9愁根桩竖向极限望承载力均不低友于言1200k睡N叛，满足设计要走求。但存在一荣定的沉降差异短，其世中记640窃#话、是434戏#粒、怕853劝#饮、揭139伯#乖和枪819稀#睡伟桩总沉降变化烟在职3.19~4楚.89m塌m遵之间，卸载后疗总回弹量触为钓2.8~3.劣91m潮m护之间，回弹率芦为抄67.84~善89.66漆%亲，沉降值较小具，回弹率较高摆；予而愚74誉#袋、穷785公#尾、匆439暴#挽及抓260不#野桩总沉降吼在叙6.93~8叨.29m尚m刚，总回弹量器为华3.48~5蜘.12m伞m宝，回弹者率宇48.95~重70.85确%梨，沉降量相对伏较大，回弹率芦较低。分析认奇为，产生上述虹沉降及回弹差庙异主要因为场币地东半部原为双养鱼塘，深度的达时4工m割左右，回填后游使桩周存在一尸定厚度的回填腥土，影响桩的荐侧摩阻力。再努者该部位地下掘水埋深浅（小英于研5勺m凳），土层含水侦量较大，这也尺会使桩的侧阻辛力和端阻力有魔所降低，相同惧荷载下的沉降塑量增大。悠经估算，工程醒造价比分CFG设桩节省约禽2娃1幕%宪。因单桩承载弱力高，设计桩炎数减少一半以虑上，比相同桩姥径而持力层为毅第膏⑥晌层的普通灌注央桩造价节约注近罚50鸭%植，可见经济效毙益显著。已建灿成使用，效果扫良好显。沿4结论泉歌览〔河1砖〕垃圾夯扩灌慧注桩，是处理压多层甚至高层敬建筑软土地基炒的有效方法，杏它具有单桩承剑载力高、沉降析量小，节省桩福材、施工快、扰造价