摘要：復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁是種新型的載體樁。它采用PHC預(yù)應(yīng)力管樁作為樁身，既可提高樁身的承載力，又易于保證樁身質(zhì)量。目前，此類樁型在工程中應(yīng)用得還比較少，缺乏相關(guān)的技術(shù)和經(jīng)驗，結(jié)合某實際工程，對其在施工中的一些問題進行了研究與探討，并提出了一些工程中可能出現(xiàn)的問題的見解。
引言
1998年，北京波森特巖土公司結(jié)合沉管擴底灌注樁和夯擴樁的優(yōu)點，推出了“夯實擴底混凝土樁”，即載體樁的前身。并于2001年8月7日主編了《復(fù)合載體夯擴樁設(shè)計規(guī)程》，經(jīng)審查被中華人民共和國建設(shè)部批準(zhǔn)為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；2007年6月又對該標(biāo)準(zhǔn)進行了修正，更名為《載體樁設(shè)計規(guī)程》。
隨著載體樁理論技術(shù)的日趨成熟及在許多工程中的實踐應(yīng)用，其形式也越來越多樣化。復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁作為一種新發(fā)展起來的樁型，將復(fù)合載體夯擴樁技術(shù)中的復(fù)合載體、PHC管樁和樁端壓力注漿技術(shù)有機地結(jié)合起來，充分繼承了復(fù)合載體夯擴樁和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的優(yōu)點。
1復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁的作用原理
復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁中的復(fù)合載體由四部分組成：干硬性混凝土、填充料、擠密土體和影響土體。
載體樁的荷載傳遞機理：載體樁的承載力主要來自于載體，與載體的等效計算面積及樁端土體的性質(zhì)密切相關(guān)。上部荷載通過承臺或承臺梁施加給樁身，除了一部分荷載由樁側(cè)摩阻力承擔(dān)外，大部分通過樁身傳遞到載體，再由載體把荷載傳遞到下面的土層上。載體自干硬性混凝土、填充料、擠密土體和影響土體起，它們的彈性模量逐漸降低，剛度逐漸減小。所以，荷載從載體傳到地基土層的過程是一個應(yīng)力擴散的過程，其中復(fù)合載體起到了應(yīng)力緩沖作用和擴大持力土層有效承載面積的作用。這樣，被加固的土層與其下的持力層形成了雙層地基，構(gòu)成了載體樁承載力的主體。
從荷載傳遞方式看，載體部分更類似于一個多級的擴展基礎(chǔ)。
為了充分利用樁間土，當(dāng)基礎(chǔ)底面標(biāo)高處地基土承載力較高時，載體樁還可以用于地基處理，作為復(fù)合地基中的增強體。這樣，即利用了復(fù)合載體樁的高承載力，又充分利用了樁間土的承載力，在很大程度上提高了復(fù)合地基的承載力。
2復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁的施工工藝
復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁除樁身部分外的施工工藝與普通載體樁相同，其好壞直接影響到工程的應(yīng)用，施工過程主要包括載體的施工和樁身的施工兩個方面，以下具體從工序和質(zhì)量控制兩方面加以介紹。
2.1施工工藝流程
2.2質(zhì)量控制措施
為保證施工質(zhì)量，在施工中嚴格按有關(guān)施工規(guī)范、規(guī)程和設(shè)計要求進行。從原材料進場開始至載體樁施工結(jié)束的每一道工序都嚴把質(zhì)量關(guān)。
(1)復(fù)測樁位線
平整場地，根據(jù)樁基設(shè)計圖紙進行建筑定位和樁位測放，并對測量基線、水準(zhǔn)基點及樁位進行復(fù)核，合格后方可施工。施工時，樁機后還應(yīng)再次進行樁位復(fù)測。
(2)樁基就位
檢查樁基工作狀況，調(diào)整護筒，移動樁基至待施打樁位處，檢測并調(diào)整樁基垂直度，使護筒中心與樁位中心對齊，然后將護筒降至地表并調(diào)直。施工時，應(yīng)確保樁機平穩(wěn)，不發(fā)生傾斜和位移，為方便準(zhǔn)確控制成孔深度，應(yīng)在樁架上標(biāo)明控制標(biāo)高，以便施工中進行觀察和記錄。
(3)錘擊成孔
先用細長錘低落距輕夯地面，使護筒準(zhǔn)確定位于樁位，用水平尺校正護筒垂直度，然后再提高重錘夯擊成孔。施工時應(yīng)注意：錘重和落距應(yīng)符合設(shè)計要求；護筒沉至樁底后，應(yīng)測量孔底標(biāo)高和孔深。
(4)護筒沉至設(shè)計標(biāo)高
采用柱錘夯擊，護筒跟進成孔的方法，當(dāng)護筒接近樁底標(biāo)高時，嚴格控制重錘落距，使護筒準(zhǔn)確沉至設(shè)計標(biāo)高。
?。?)夯擊填料
當(dāng)護筒沉至設(shè)計標(biāo)高后，提升重錘，從填料口進行填料（以錘底出護筒底40-60cm為宜），重錘做自由落體夯擊填充料。填料過程大致可分為填料下降、持平、上升三個階段，應(yīng)控制每次填料量（以每10cm深度加0.01m3填料為宜)和累計填料量。
(6)測三擊貫入度
當(dāng)承載體達到密實狀態(tài)后，重錘以6m落距做自由落體運動夯擊填料。三擊貫入度之和不大于15cm，目每擊貫入度應(yīng)小于或等于前擊貫入度，若三擊貫入度超過15cm，則應(yīng)向護筒內(nèi)繼續(xù)填料并夯實，直至滿足要求。
(7)夯填干硬性混凝土
當(dāng)三擊貫入度滿足設(shè)計要求后，填充0.3-0.5m3的干硬性混凝土，并繼續(xù)夯擊至錘底出護筒1-2cm，以纜繩上標(biāo)記為準(zhǔn)控制設(shè)計標(biāo)高。
(8)放置預(yù)應(yīng)力混凝土管樁樁身
根據(jù)樁身長度選擇預(yù)應(yīng)力管樁，當(dāng)需要接樁時，宜采取地面接樁，然后將樁身放置設(shè)計標(biāo)高，然后在管樁內(nèi)澆筑高約500mm的自密實混凝土，使預(yù)應(yīng)力管樁和載體更好地結(jié)合在一起。
(9)拔護筒并注漿成樁
采用高壓注漿法在護筒與樁身間及樁端灌注水泥漿，慢拔護筒，速度要均勻。在軟弱土層、軟弱土層交接處、樁擴大頭及上部樁身連接處，宜適當(dāng)放慢拔管速度。
3復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁的施工問題研究
（1）樁身的質(zhì)量
與灌注樁樁身相比，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的質(zhì)量容易得到保證，避免了施工過程中出現(xiàn)加泥、縮頸、斷樁等情況。
采取焊接方法接樁，首先盡量選擇相同樁長的管樁，宜在地面上進行。為方便樁身就位，宜在下節(jié)樁的樁頭設(shè)置導(dǎo)向箍，上下應(yīng)保持順直，中心線偏差不應(yīng)大于2mm。對接前，端板表面必須保持清潔，以坡口處露出金屬光澤為宜。可采用手工焊接或二氧化碳保護焊，焊接時宜對稱進行，焊縫應(yīng)飽滿、連續(xù)。
對管樁不宜采取截樁，因此要嚴格控制樁頂標(biāo)高；當(dāng)截樁時，應(yīng)采取有效的措施確保截樁后樁身的質(zhì)量。
另外，樁頂與承臺的連接部位屬于薄弱點，其在水平荷載作用下要承受較大的剪力和彎矩，因此應(yīng)對其采取加固措施。
（2）樁身與載體的連接
對于復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁而言，其PHC管樁樁身和載體屬于剛度不同的兩類材料體，要想使兩者更好的連接需要一定的難度，必須采取有效的措施，否則會直接影響到樁基的承載力，使得荷載傳遞不能夠充分。
施工時，首先要嚴格控制三擊貫入度以保證載體的施工質(zhì)量，然后控制干硬性混凝土的每擊貫入度，一般在2~4cm，如果貫入度太大，則干硬性混凝土與護筒間將存在孔隙，地下水有可能進入護筒而影響載體的質(zhì)量。另外，要準(zhǔn)確控制干硬性混凝土的頂標(biāo)高，否則將直接導(dǎo)致復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁的樁頂標(biāo)高達不到設(shè)計要求，給后續(xù)施工造成困難。以上工序滿足設(shè)計要求后，將管樁放入護筒內(nèi)達到設(shè)計標(biāo)高，然后澆筑500mm的自密實混凝土，使管樁和載體能夠更好地連接在一起，形成整體。
?。?）減振、隔振
在復(fù)合載體夯擴樁施工中，為消除或減弱夯擴載體時產(chǎn)生的振動對周圍土體和建（構(gòu)）筑物的影響，在施工場地周圍，尤其是建筑物附近，采用導(dǎo)管帶吊錘的成孔裝置，打一排孔深超過被加固土層的小孔，將連續(xù)的地基土體間斷隔離而形成環(huán)狀隔離帶。
在每個孔內(nèi)并排放入兩根塑料軟管并使之相連，再連接到調(diào)壓水槽構(gòu)成連通器，充滿水后，當(dāng)振動波通過土體傳到軟管時，管內(nèi)增加的水壓力會由連接管傳到調(diào)壓水槽中并得到消散。
（4）擠土效應(yīng)
復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁在施工過程中，重錘對土體和填充料的夯擊必然會產(chǎn)生一定程度上的擠土效應(yīng)。尤其是樁端及夯擴體一定范圍內(nèi)的土體，在夯擊能的作用下受到不排水剪切及擠壓，部分土體由于超孔隙水壓力升高而造成破壞。未破壞的部分土體也會由于超孔隙水壓力的不斷傳播和消散，產(chǎn)生較大的剪切變形，形成具有高孔隙水壓力的擾動重塑區(qū)，使得土體的不排水抗剪強度降低，從而使得附近土體因不排水剪切而破壞。這樣，等量體積的土體會產(chǎn)生較大的側(cè)向位移和隆起，對周圍土體和樁體產(chǎn)生影響。
針對產(chǎn)生的擠土效應(yīng)，可采取的有效措施有：
①確定合理的樁間距和打樁順序。
?、谑┕r必須根據(jù)建筑物所處的地質(zhì)條件和周圍的環(huán)境條件，綜合考慮施工方法。
?、蹫闇p小樁身施工時的擠土效應(yīng)，可采用螺旋鉆成孔。
?、芸刂拼驑端俣燃懊刻斓拇驑稊?shù)量，以減少孔隙水壓力的疊加。
⑤設(shè)置泄壓槽或泄壓孔，讓土層壓力自然釋放，減弱擠土效應(yīng)的影響。
4結(jié)語
（1）復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁是種新型的載體樁，有效地結(jié)合了載體樁和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁兩種樁型的優(yōu)點，提高了施工效率，保證了施工質(zhì)量。
?。?）復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁可應(yīng)用于深厚軟土地區(qū)，較好地處理了灌注樁作樁身的載體樁在施工中產(chǎn)生的縮頸、斷樁、夾泥等工程問題，使施工難度獲得降低。
?。?）在載體樁施工中會不可避免地遇到不同程度的擠土作用，應(yīng)從設(shè)計和施工角度綜介考慮，采取有效、合理、經(jīng)濟、可行的措施。
?。?）復(fù)合載體夯擴預(yù)應(yīng)力管樁在目前的工程中應(yīng)用得還比較少，缺乏相關(guān)的資料和技術(shù)經(jīng)驗，設(shè)計和施工應(yīng)根據(jù)工程的具體情況而定。
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