无靴端夯扩灌注桩工法.doc

无靴端夯扩灌注桩工法 编制单位中国建筑第三工程局 批准部门中国建筑工程总公司 工法编号GF／20301394 主要执笔人周良栋、周勤标 1特点2 2成桩原理2 3适用范围2 4施工流程2 5工艺参数3 6机械设备4 7劳动组织5 8质量控制5 9安全措施5 10工程实例与效益分析6 无靴端夯扩灌注桩（简称夯扩桩）是一种采用锤击方式将桩端现浇混凝土夯扩成大头形的灌注桩，由浙江省机械施工公司与杭州市城建设计院等单位于1979年共同研试成功，它与国外已获专利的“法兰克桩”和“阿尔法桩”同属桩端夯扩型灌注桩。该类桩除具有技术可靠、工艺科学、施工周期短、无泥浆和工程造价低等优点外，对同直径的灌注桩而言，单桩承载力有较大幅度提高。 1特点 1.l由于桩端通过夯扩形成大头，且可根据不同设计要求进行多次夯扩或多节夯扩，增大了桩端或桩身局部截面积，提高了单桩垂直承载力（RK）。 1.2采用同桩身同标号的干混凝土作土塞，成功地解决了施工中孔底止淤的关键质量问题，减少了桩的沉降，同时拨管成桩时，桩身混凝土是利用柴油锤和内夯管的自重压密成形，保证了桩身质量。 1.3由于夯扩桩是采用打入并夯扩成桩，故对桩周及桩端地基土有明显挤密作用，从而提高了地基土强度，对地基处理有一定复合作用，同时对防止砂土地震液化有一定效果。 1.4对设计要求的适应性强，可根据地基土的分布条件与性质来选择桩长和调整夯扩参数，以满足设计所需的承载力。 1.5夯扩桩施工简便，周期短，施工中不存在泥浆处理等问题，降低工程造价，具有明显的经济效益。 2成桩原理 通过内夯管将柴油打桩锤的锤击力直接传给桩端的现浇混凝土并在地基土中经夯扩挤密成扩大头，既增加了桩端截面积，又改善了地基土密度，从而使桩的承载力有较大的提高，同时桩身混凝土借助于柴油打桩锤和内夯管的自重作用压密成型，保证了桩身质量，避免产生桩身缩颈和断桩等弊端。 3适用范围 3.l夯扩桩是一种以桩端扩大头支承力为主，桩身侧摩阻力为辅的灌注桩，故夯扩桩对地基要求首先是在一定深度范围内存在一定厚度且相对较好的持力层。 3.2本工法适用于稍密一密实状态的砂土与粉土、可塑一硬塑粘性土、砂土与粘性土交至层等。 4施工流程 4.1说明 （1）在桩位处按要求放置干混凝土； （2）将内外管套叠对准桩位； （3）通过柴油锤将双管打入地基土中至设计深度； （4）拔出内夯管吊锤检查孔底封水和止淤情况，并采取适当技术措施； （5）向外管内灌入高度为H的混凝土； （6）内管放入外管内压在混凝土面上，并将外管拔起一定高度h； （7）通过柴油锤与内夯管夯打外管内混凝土； （8）继续夯打管下混凝土直至外管底端深度略小于桩底设计深度处（其差值为C），此过程为一次夯扩，如需第二次夯扩，则重复（4）～（8）步骤； （9）拔出内夯管； （10）在外管内灌入桩身所需的混凝土，并在上部放入钢筋笼； （11）将内管压在外管内混凝土面上，边压边缓缓拔起外管； （12）将双管同步拔出地表，则成桩过程完毕。 5工艺参数 夯扩桩的工艺参数有桩长、桩径、桩的长径比、扩大头、桩底标高差、混凝土强度等级、钢筋笼长度、桩的中心距、桩端持力层要求。 5.1桩长可根据不同地质资料和上部荷载要求的单桩承载力来确定，常见的桩长一般为8～20m。 5.2桩径目前一般使用的有325mm、377mm、426mm，其中以377mm、426mm使用较多，必要时也可使用大于426mm的桩径。 5.3桩的长径比按灌注桩规程（JGJ4一80）规定，灌注桩长径比L／d为穿越一般粘土、砂土时L／d＜60，穿越淤泥时L／d≤40。 5.4桩的中心距一般不小于桩身设计直径（d）3.5倍，当穿越饱和软土时不小于4d。 5.5同一基础相邻桩的桩底标高差，不宜超过桩的中心距。 5.6对夯扩桩端持力层的要求埋深不大于20m的稍密一密实砂土与粉土，可塑一硬塑粘性土及砂士与粘土交互层均可做夯扩桩的桩端持力层。其深度应根据桩端持力层土的性质与厚度，沉管和夯扩的可能性等因素确定，一般为桩径的1～3倍。 5.7桩身混凝土强度等级不得低于C20，如果用预制桩靴时，桩靴混凝土强度等级不得低于C30。 5.8钢筋笼长度一般不小于桩长的1／3（即3.5m），在特殊情况下可根据需要采用通长配筋。 5.9夯扩桩的桩端扩大头计算直径按下列公式估算 一次夯扩 二次夯扩 式中； D1.D2 一次、二次夯扩大头计算直径cm； a一扩大头直径计算修正系数； d0一外管内径cm； H1、H2一次、二次夯扩时外管中混凝土灌注高度m； h1、h2一次、二次夯扩时外管上拨高度m； C1、C2一次、二次夯扩时外管下沉底端至设计桩底标高之间的距离，一般取C1、C20.2m。 6机械设备 表1 序号 设备名称 型号 数量 1 桩机 W1001或W1001－A 1台 2 辅机 W100－1或QL－3轮胎吊 1台 3 桩管 按桩长、桩径选择 1付 4 桩锤 D18或D25 5 经纬仪 DJ6－1 1台 6 水平仪 DS3－D 1台 7 搅拌机 JG250 1台 8 机动翻斗车 JS－5 1台 7劳动组织 表2 序号 工种 人数 序号 工种 人数 1 技术员 1 6 打桩工 4 2 测量工 2 7 钢筋工 2 3 桩机司机 2 8 机操工 2 4 电工 1 9 普工 4 5 电焊工 2 8质量控制 8.1本工法执行地基与基础工程施工及验收规范（GBJ20283）和武汉市夯扩桩设计施工技术规定（WBJ1093）。 8.2为保证混凝土质量，对使用的主要原材料钢筋、水泥、砂石应作材质检验，各项指标必须符合规定要求。其中钢筋应具有材质证明和复检试验报告，水泥应有出厂合格证和安定性复查报告。 8.3钢筋笼的制作与埋设应符合设计要求。 8.4严格按照试验确定的混凝土配合比下料，混凝土试块强度应符合混凝土强度检验评定标准（GBJ10787）的规定。 8.5现场施工过程中必须随时检查施工记录，并对照预定的施工工艺进行质量评定。 8.6由于夯扩桩属挤密灌注桩，故应合理布置打桩顺序，群桩布置时，应遵循先中间，后两边，先深后浅的原则。 8.7严格控制拔管速度，对一般土层的拔管速度可控制在2～3m／min，淤泥或淤泥质土层中应适当减慢，拔管时管内应有2～3m的混凝土余量，内夯管始终压于外管内的混凝土表面，以避免桩身产生缩颈和断桩。 8.8扩大头和桩身混凝土应分别搅拌，混凝土坍落度扩大头部分应控制在6～8之间，桩身部分控制在8～10之间。 8.9根据不同地基土和桩端持力层确定不同的桩管入土贯入度，对以桩端承载力为主的灌注桩以贯入度控制为主，标高为辅，对于以桩侧摩阻力为主的灌注桩以标高控制为主，贯入度为辅。 9安全措施 除执行国家颁发的建筑机械使用安全技术规程JGJ3386以及本公司颁发的安全生产实施细则外，还应有下列安全措施 （l）施工现场设专职或兼职安全员一名，负责现场施工安全； （2）实行安全技术交底制度，坚持班前对所有机具设备进行检查，并作好记录； （3）桩机行走道路应坚实可靠，必要时应铺垫钢板或路基箱； （4）现场用电应架空设置，配电箱（盒）应有专人负责。 10工程实例与效益分析 武汉市船厂船体加工间夯扩桩工程，设计桩身直径为φ377mm，一次夯扩桩大头直径700mm，桩长12.5～14.00mm，共219根，合同工期45d，工程造价22.5万元，其中试桩费用5.5万元，单位面积打桩工程造价49.3元／m2，施工工期只用30d。以往施工预制桩单位面积打桩工程造价60～70元／m2，而无靴端夯扩桩不用混凝土预制桩尖，每根桩尖费用28元，大大降低了工程成本，同普通沉管灌注桩相比，施工单位经济效益每根桩多收益150元左右，夯扩桩施工不会产生较大的噪声和振动，对环境污染较少，与其它类型同桩径的灌注桩相比，桩端截面积增加100～250％，其单桩承载力比同桩径沉管灌注提高了60～100％，且有效地避免了缩颈、断桩、吊脚等灌注桩通病，工程竣工后动测检验一次合格率为100％。 6