夯扩桩施工质量控制措施 (1)

夯扩桩施工质量控制措施

摘 要：针对软弱地基、杂填土层、卵石夹渣层及湿陷性黄土分布区的工程地基处理，夯扩桩的使用解决了成孔难、成桩难的难题，避免了大开挖和整体地基换填的不便。相对而言，夯扩桩具有经济、可靠、施工进度快的施工特点。夯扩桩具有经济、可靠、施工速度快的施工特点。

关键词：夯扩桩 质量控制

1.前言

目前西安地区的高层建筑工程普遍采用桩基础，技术可靠、工艺科学、施工相对简单的夯扩桩也得到了较为广泛的应用。湿陷性黄土层和瓦砾杂填土层的分布给工程桩的施工带来不便（湿陷性黄土层深度起伏较大、埋置较深。遇水前后地基承载力差异较大，工程隐患较多）。本文主要结合公安局三爻民警住宅小区13#住宅楼夯扩桩的施工过程，及笔者在对夯扩桩的检测与施工经验，就如何在夯扩桩施工中各个施工环节中充分重视、精心施工、加强质量管理、质量控制措施等问题进行分析探讨，给今后的类似工程提供参考。

2.工程概况

西安市公安局三爻民警住宅小区13#住宅楼为地上6层的砌体结构，建筑物高度18.75m，钢筋砼夯扩桩基础，上部承台梁宽600mm，高500 mm。根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025—2004）划分，拟建建筑物属丙类建筑。根据《建筑地基基础设计规范》（GB5007—2002）划分，拟建建筑物设计等级属丙级。

2.1.场地工程地质条件

根据该楼岩土工程勘察报告，拟建场地属非自重湿陷性黄土场地，地基湿陷等级为Ⅱ级；勘察期间在勘探深度25.00 m范围内未见地下水。影响夯扩桩的地层主要为：

①杂填土（Qm14）：褐黄色~黄褐色，主要由粘性土构成，含较多砖瓦碎块，土质结构松散杂乱，该层局部夹有素填土，12.2m~18.2m。

⑤古土壤（Qe12）：褐红色，土质较均匀，针状空隙较发育，含较多钙质粉末及较多钙质结核。坚硬~软塑状态，中等偏低压缩性土。本层未穿透，最大揭露厚度为3.2m。

⑥黄土（Qeo12）：褐黄色，土质均匀，针状空隙发育，含较多钙质粉末及钙质结核。可塑状态。本层未穿透，最大揭露厚度为3.2m。

各层土的物理、力学性质指标平均值

土层编号②③④-1④-2⑤

岩土名称黄土 古土 壤黄土 黄土 古土壤

成因符号指标名称Q2eo13 Q1e13 Qeo12 Qeo12 Qe12

天然含水量W（%）25.7 20.1 21.3 22.9 22.0

重 度γ（KN/m3）16.0 17.8 16.1 17.0 17.7

干重度γd（KN/m3）12.7 14.6 13.3 13.9 14.5

天然孔隙比eo 1.094 0.829 1.010 0.919 0.843

液 限WL（%）32.6 32.5 31.8 32.1 31.9

塑 限Wp（%）19.6 19.5 19.2 19.3 19.3

液性指数IL0.47 0.06 0.17 0.27 0.22

压缩系数a1-2（MPa）0.25 0.17 0.16 0.14 0.12

压缩模量Es1-2（MPa）8.37 11.56 14.54 14.73 16.33

地基承载力特征值150170160150180

2.2.试桩与锚桩的施工

基础设计为夯扩桩，桩径500mm，桩长13.60m，设计桩顶标高-1.80m，桩身混凝土强度等级为C25，设计要求单桩竖向极限承载力≥600KN，总桩数248根。

为了确定桩的实际承载能力，按照设计要求，工程桩施工前对3根试桩进行了单桩静载荷试验，在终止荷载600KN压力作用下对应沉降量分别为3.369mm、4.665mm、5.025mm。静载试验报告表明，在桩周土为天然状态下单桩竖向极限承载力不小于600KN，工程桩桩长由原设计的15.60m变更为13.60m。

本工程的施工机械采用“JKL5A”型夯实机，夯扩桩外管选用φ480mm。在基坑边布置2台J350型搅拌机，搭设砼流槽，传输砼置翻斗车，翻斗车在基坑专门运输砼。由西安某施工单位施工，根据施工记录，在施工过程中未出现任何异常现象，施工正常。现场制备的混凝土试块，试验结果满足设计要求。

2.3.试桩的试验结果

静载荷试验结果

荷载分级荷载（KN）13—1#沉降量（mm）13—2#沉降量（mm）13—3#沉降量（mm）

1120 0.523 0.523 0.914 0.914 0.463 0.463

2180 0.475 0.998 0.376 1.290 0.383 0.846

3240 0.646 1.644 0.261 1.551 0.252 1.098

4300 0.261 1.905 0.214 1.765 0.438 1.536

5360 0.156 2.061 0.619 2.384 0.295 1.831

6420 0.217 2.278 0.814 3.198 0.270 2.101

7480 0.229 2.507 0.238 3.436 0.275 2.376

8540 0.222 2.729 0.128 3.564 0.272 2.648

9600 0.207 2.936 0.290 3.854 0.496 3.144

3根检测桩的终止荷载均为600KN，在终止荷载下各试验桩最终沉降量分别为2.936mm、3.854mm和3.144mm。3根试验桩的Q~s曲线均为缓变型，没有明显的陡降段，s~lgt曲线尾部没有明显向下弯曲。根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106—2003）第4.4.2和4.4.4规定，3根试验桩的极限承载力均为600KN，故取单桩极限承载力QU=600KN。

3.工程桩施工质量控制

3.1.现场施工

桩机设备就位后，必须保持平正、支设稳固，避免发生偏移、倾斜。

3.2.填料夯扩击实

将击实锤提至护筒填料口以上，由填料人员从填料口填入一定数量，每次添入量根据地质、锤击出多少而定，一般每次添砖量为10~20块，干性混凝土为3~8掀，然后击锤落实。夯填时，应提高击实锤使其干性混凝土击出护筒至下5~10cm，每击标贯值控制在12 cm内方为合格。测定桩身浮标值，判定桩长是否符合设计长度，如桩长不够时，可多击几次，使其保证桩长。桩长测定后符合设计桩长后，应提起击实锤至调料口上端，以便灌注混凝土。

本工程桩扩大头部分为碎砖夯填，桩身部分为混凝土，坍落度以100--140mm为宜。拔管速度要均匀。

3.3.混凝土试块成型与养护

混凝土试块是检验材料质量、判断桩身混凝土强度、校核混凝土配合比，控制施工食粮的重要依据。因此必须确保每一组混凝土试块的质量。在浇灌过程中每3根桩制作一组试块（三块），且每一台班不少于一组。脱模后送实验室标准养护，到期及时试验，并将结果及时通知施工现场。

4.一点体会

总的说来，夯扩桩具有以下几点突出的优势：

1）承载力高。陆续的填料、不断的夯实，使夯扩头部形成了从内到外由夯实干硬性混凝土、夯实填充料、挤密土体和影响土体构成的复合载体，桩端下被加固土层中一定范围的土体得到了极大的密实，上部荷载通过桩身传到复合载体进行了充分的应力扩散，传递到下部较好的土层中。而下部的土层处于三向受压状态，纵向的实际承载力比较高，也有利于减小沉降。

2）节省投资。夯扩桩的桩长比较短，因为桩底处在中等强度的土层即可，通过不断的夯扩挤密土层，可以达到其他需要较长桩身桩型的同等承载，而夯扩桩的造价却很低。同时桩身的长度准确，不会出现多于一米的接桩或砍桩现象。

3）环境污染少。噪音小、震动小，可以在城市中心地带施工，同时可以就地消耗建

筑硬垃圾，减少外运，保护环境。

4）地质适应面广。除了岩石面距离地面很浅或上部淤泥、松土层总厚度达到15米以上地区，其他地质情况均可采用。

5）场地不用清障。在混有建筑硬垃圾的填土区、旧城的地基、硬地面等地区，采用夯扩桩不用清除地下的障碍，可以直接施工。经过物理计算，内夯锤从10米高处下落，孔底部的等效静压强为500吨/m2 以上，强大的夯击能量足以击碎大块的混凝土。

6）成桩率高。不会有失效的桩，在成桩之前先下管，再施工，满足三击贯入度后，再施工桩身。承载力有保障。

7）施工工艺简单，施工质量容易控制，施工速度快，安全文明

8）布桩灵活。即使是同样的持力层，仅控制最后三击贯入度也可得到不同的承载力（当然桩身要有相应的承载能力），给基础设计带来合理性和灵活性，也避免了桩承载力的浪费。

9）抗拔性能好。夯扩桩与仅依靠桩身摩擦力作为抗拔力的等截面桩型相比，抗拔力可以成倍的提高。可以广泛应用于独立的地下室结构。

参考资料：

《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025—2004）

《建筑地基基础设计规范》（GB5007—2002）

《建筑桩基技术规范》

作者：不详