摘要：復合載體夯擴樁是一種新型的樁基技術(shù)。文章簡要介紹了復合載體夯擴樁的概況和技術(shù)特點，并通過濕陷性黃土地區(qū)的應用說明了采用復合載體夯擴樁比采用人工干作業(yè)大直徑灌注樁的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：復合載體夯擴樁，濕陷性黃土，單樁承載力

1前言

復合載體夯擴樁是由北京波森特巖土工程有限公司研制試驗成功的一種新型的樁基技術(shù)。不僅在理論上可靠， 而且在國內(nèi)得到廣泛的應用，收到了良好的效果。充分顯示出較其它樁基礎的特點和優(yōu)勢。特別是 2 0 0 1 年國家建設部頒布了《 復合載體夯擴樁設計規(guī)程》。標志著復合載體夯擴樁技術(shù)已經(jīng)成熟。

2 復合載體夯擴樁的特點

2.1 復合載體夯擴樁構(gòu)造特征

“復合載體夯擴樁”不同于普通意義上的樁，它是由上部樁身和下部“復合載體”兩部分組成。樁身一般為現(xiàn)澆(鋼筋)混凝土結(jié)構(gòu)或高強預應力混凝土管;“復合載體”是位于樁端底部、經(jīng)深層填料夯實的復合體。“復合載體”的這種特殊的構(gòu)造可以使樁端的應力水平逐層地進行擴散和降低，直至降低到與“復合載體”以外的原狀土體

承載力相同的程度。這樣，改變了傳統(tǒng)的樁端與地基土體之間的作用關(guān)系，充分地調(diào)動了樁端地基土體的承載力，從而使樁的承載能力大大提高。

2.2 復合載體夯擴樁技術(shù)特點

2.2.1 力改傳統(tǒng)的地基處理觀念，避軟就硬，因地制宜，充分地將建筑物的結(jié)構(gòu)形式與場地的工程地質(zhì)條件有機地結(jié)合起來，使地基處理獲得最優(yōu)的效果 。

2.2.2 將地基處理與基礎施工合二為一，既降低地基處理費用， 又節(jié)約基礎投資，使得施工方有利可得。與此同時又可使建設方最大限度地節(jié)約資金，可謂一箭雙雕。

2.2.3 極大地改善了樁的承載性狀，使得單樁承載力出乎尋常的高，一般是普通樁的3～8倍。

2.2.4 可以通過調(diào)整“復合載體夯擴樁”的施工控制參數(shù)，任意改變其單樁豎向承載力極限特征值，使之最優(yōu)化地滿足工程之需要。

2.2.5 施工中能就地取材，充分地利用固體廢棄物或廉價的建筑材料作為填充料，變廢為寶，利國利民，保護環(huán)境，降低了樁基礎的成本等等。

該技術(shù)利用重錘對填料反復進行填充和夯實操作，使樁端下縱向3~5 m、橫向2～3 m、體積約10 m的土體得到加固擠密，在不影響相鄰樁已完成的擠密土體的破壞和松動的情況下，使填料底端形成最大最優(yōu)的密實體和影響土體，樁身承受的集中荷載通過復合載體的分層擴散作用，消除樁端的應力集中，并逐層降低至天然土體能夠承受的程度，從而改善了土體的受力狀態(tài)。

2.3 單樁豎向承載力確定

《復合載體夯擴樁設計規(guī)程》規(guī)定單樁豎向承載力特征值通過豎 向靜荷載試驗確定，但是初步設計時可按下式估算： 式中：

—單樁豎向承載力特征值;

—樁身斷面周長( m);

—樁側(cè)第i層土的側(cè)阻力特征值;

—樁身穿越第 i 層土的厚度( m);

—復合載體下地基土深度修正后的地基持力層承載力特征值;

—等效樁端計算面積(㎡)其值可按表選用。

3 復合載體夯擴樁的適用條件

任何一項新的技術(shù)都有它的特點和適用條件，復合載體夯擴樁的應用主要取決三個條件，即工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和環(huán)境條件。

( 1 ) 工程地質(zhì)條件

主要是指要有一個相對硬層作為持力層;被加固土層應具有良好 的擠密性和足夠的厚度、穩(wěn)定的層面和適宜的埋深。

( 2 ) 水文地質(zhì)條件

應避開承壓含水層，實踐證明，在含水層以上一定距離(0.3~ 0.5m) 的不透水層內(nèi)進行夯擴可有效地防止?jié)B透破壞，并不影響單樁承載力，否則，一旦封堵失效會造成滲透破壞，難以補救。

( 3 ) 環(huán)境條件

由于復合載體夯擴樁的施工是靠沖擊成孔和沖擊夯擴，對周圍環(huán)境有一定的振動影響，因此，當該工法無有效隔振措施時不宜在居民區(qū)域?qū)φ駝用舾械慕ㄖ�物附近施工�?/p>

4 工程實例分析

4.1 工程概況

洛陽某軍工廠位于洛陽市中心地帶。擬建的廠房4層，框架結(jié)構(gòu)， 局部一層地下室，長79.2米，寬36.5米，柱網(wǎng)間距8米，單柱最大荷載4000kN。

4.2 場地巖土工程條件

4.2.1 地形地貌及土層分布

該工程位于洛河Ⅱ級階地。場地內(nèi)原有建筑物均已拆除，地形平坦。場地內(nèi)的土層以粉土、粉質(zhì)粘土為主，鉆孔最大揭示深度2 1米， 可分為人工堆積層、新近沉積黃土層和黃土狀沉積層。地層巖性穩(wěn)定，

自上而下可分為9個地質(zhì)層，勘察期間未見地下水。

4.2.2 場地地震條件

場地抗震設防烈度為7度，基本地震加速度值為0.1g。地下水埋深大于21m，可不考慮地基土液化問題。本工程場地土為中硬土類型，建筑場地類別為I I類。

4.2.3 地基土的濕陷性

依據(jù)場地《巖土工程勘察報告》揭示，第⑧層粉土具有輕微濕陷性，最大濕陷性系數(shù)0.032，平均濕陷性系數(shù)0.015。場地為I 級非自重濕陷性場地，其下部土層均無濕陷性。

4.2.4地基方案的選擇

⑥層以上黃土，其結(jié)構(gòu)性差，大孔隙，低承載力，高壓縮性，且⑧層具有濕陷性。這種土層對于重要的和大型的構(gòu)筑物，天然地基不能滿足設計要求。據(jù)了解，洛陽地區(qū)大多采用強夯、換土墊層的方法處理地基。當條件受限時又采用人工干作業(yè)大直徑灌注樁等基礎， 雖然解決了工程問題，效果尚好，但基礎造價昂貴，造成很大浪費。根據(jù)場地的巖土工程條件，顯然天然地基不能滿足設計要求，采用樁基比較適宜，但是采用什么樣的樁基礎?我們作了如下分析比較 ：

( 1 )復合載體夯擴樁基礎

根據(jù)勘察報告，⑥層粉質(zhì)粘土，土層均勻穩(wěn)定，強度高，厚度大， 可作為復合載體夯擴樁基礎的持力層，在第⑤層粉質(zhì)粘土中形成復合載體(加固土層)，該層的力學指標為f =170kpa，壓縮模量E =9MPa。

a.參數(shù)確定

有效樁長L = 6 .5 m (設計樁頂標高至復合載體頂標高之間的距離約6.5 m)。

計算深度 D = 8 + 1.70 ( 承載體高度) = 9.7 m。

樁徑 d =410mm，C 25砼。

土的加權(quán)平均重度： = 17.4k N/m³。

根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》， =1.6。

b.單樁承載力計算

根據(jù)《復合載體夯擴樁設計規(guī)程》.

由公式

不考慮樁周摩阻力，則取

取三擊貫入度12cm，查表， 則 =0+466.13×2.3=1072.1kN

( 2 )人工干作業(yè)成孔大直徑灌注樁基礎

a.參數(shù)確定

地質(zhì)條件同上。

取樁長= 10米;

樁徑=1.0米;

。

b.單樁承載力計算

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》的公式：

計算單樁極限承載力標準值 ，安全系數(shù)取 2 ，則單樁豎向承載力標準值= 1026kN(計算從略)。

( 3 ) 樁基方案比較

顯然，在同樣的條件下，樁長相近，復合載體夯擴樁單樁豎向承載力特征值Ra=1072kN。而人工干作業(yè)成孔大直徑灌注樁的單樁豎向承載力標準值= 1026kN，二者相當。但復合載體夯擴樁的截面積 (0.125㎡)僅為干作業(yè)成孔大直徑灌注樁( 0 .785㎡) 的 1/6，且樁長前者短于后者，顯然復合載體夯擴樁基礎要比干作業(yè)成孔大直徑灌注樁基礎經(jīng)濟得多。

據(jù)調(diào)查可節(jié)約基礎投資約40%以上。因此決定采用復合載體夯擴樁基礎。

( 4 ) 效果檢驗

為了檢驗“ 復合載體夯擴樁”的質(zhì)量，在地質(zhì)條件較差的地段選擇3根樁作了靜荷載壓樁試驗，壓樁試驗結(jié)論為 ：

1號試驗樁的單樁豎向抗壓承載力實測值： ≥2000kN;

2號試驗樁的單樁豎向抗壓承載力實測值： ≥2500kN;

3號試驗樁的單樁豎向抗壓承載力實測值： ≥3000kN;

由該3根試驗樁的試驗結(jié)果計算分析得知，所測3根試驗樁的單樁豎向承載力均可滿足設計要求，其效果令人滿意。

4 結(jié)語

通過本次工程的實踐，使我們清楚的看到，“復合載體夯擴樁”不論在理論上還是在實踐上都是比較成熟的，只要地質(zhì)條件、環(huán)境條件、建筑結(jié)構(gòu)類型、荷載特征適合“復合載體夯擴樁”基礎，必然顯示出其技術(shù)先進、施工方便、經(jīng)濟合理的優(yōu)勢。可以相信，隨著國家建設的迅猛發(fā)展，“復合載體夯擴樁”技術(shù)將會有更加廣闊的應用和發(fā)展空間。

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