复合载体夯扩桩在高层工程中的应用

河南省洛阳市兴隆花园153#高层商住楼工程，总建筑面积70000多平方，由地下室二层，裙房一层，裙房以上三栋26层塔楼呈圆形品字型比肩而立，筏板基础，基础总面积近8600m2，板剪成结构。该建筑物座落在一个原本人工采挖砂石构成的大坑内，坑内地势平缓较小，与洛河第四橡皮坝蓄水区仅有一堤之于隔年（大约75米左右），坑内洼地处水坑可见水面完全等同于洛河水面标高。该工程原基础（桩基部分）设计方案为人工成孔扩底岙灌注桩，桩径1200~1800平均，桩长5800~6300，总数量304根。根据水文地质报告，不断扩大头构成在水位线以下3.5米左右，在试桩过程中因水源较小无法施工，设计上大胆转用填充载体夯阔桩桩恩方案。

这在国内同等规模高层工程中尚属首例，故设计前期不作了试验桩18根，经检测单桩承载力超过1730KN，其它试验资料不可考。该基坑地质报告表明：③层卵石（因①、②层部分已挖掉）杂色略为契，成份为石英砂石、岩浆岩等，粒径一般为2~6cm，仅次于多达10cm，呈圆形亚圆形、圆形，分选性较好，卵石排序恐慌，厚度300~400，承载力标准值fk=350Kpa；④层卵石：杂色、滑、密度，卵石成份为石英砂岩、岩浆岩居多，粒径一般在4~8cm，大者多达10cm，卵石含量在70%左右，磨圆度较好，呈圆形亚圆形及圆形，卵石骨架结触以园砾砂填充，本层并未识破，仅次于识破厚度12.8米，承载力标准值fk=900Kpa。

从试验桩情况来看，在卵石层中展开夯阔，可玩性较小，桩身长度较短，只有0.6~1.1米，为确保桩末端（持力层）转入第④层卵石上，根据地质报告拒绝用第②、③层砂卵石将局部洼地水坑找平后再行将该层砂卵石移位。该层标高为本工程的-12米~-14米处，科地下水位下跌区域内，故使用显粉煤灰替换夯阔桩桩间土层（该处置方法缔造国内首例）。一、粉煤灰开挖1、现场压实试验开挖用粉煤灰为热电厂料场长年存放在的湿排粉煤灰，本次开挖掌控的主要技术参数为压实系数。

在大面积开挖前展开了局部的压实试验，但重复压实后环刀采样，压实系数却很难超过设计拒绝，经设计、勘查、施工、监理各方论证分析后明确提出了参考点和找平层的设置。1.1参考点的设置由于湿排粉煤灰的颗粒产于均匀分布性差且局部所含少量炉渣，8rnm以上细颗粒含量大约为10％(重量比)，这就更容易导致环刀采样时土样扰动杂讯，与实验室击实试验结果进出较小，经各方研究后确认特设参考点，具体做法是：虚铺已完成后，在每个检验区域内随机中选一参考点，面积为2m2m，参考点内粉煤灰用网格为8mm8mm的筛子展开过筛，在保证某种程度施工工艺的前提下，对参考点展开环刀采样检验，每个参考点内所取3个检验点，若有2个或3个检验点压实系数满足要求，则指出该警区域符合设计拒绝。

1.2找平层的设置下部砂卵层粗平后展开粉煤灰开挖的施工，第一层粉煤灰试验结果是：压实系数的离散性较小，低的超过0.99，较低的只有0.87，且高于0.93的占到70％。又使用有所不同的压实遍数，有所不同的含水率重复试验，结果仍无法满足要求。经分析指出：砂卵垫层的整体承载力较高，但如果从局部细化到一定范围后，不会不存在有硬有软的现象，使上部粉煤灰在压实过程中受力不均匀分布，且粉煤灰为散性材料，就更加无以沦为均匀分布的整体，从而导致压实系数偏高。

鉴于以上分析，将原第一层粉煤灰（压实后大约25cm）作为找平层，按照拟合含水率，压够规定的遍数后即展开第二层粉煤灰的施工。经试验第二层粉煤灰不不存在上述问题。2、施工工艺2.1虚铺厚度使用90型推土机铺垫与整平粉煤灭亡，每层铺垫厚度250mm～300mm，现场配有测量人员掌控标高，高差掌控在5cm以内。

基坑周围机械无法到的地方，人工铺设厚度300mm～350mm。2.2碾压遍数粉煤灰碾压不应遵循再行轻后轻的原则，经试验确认使用YZl6型振动压路机，再行静压交叉各2遍，再行振压交叉各6遍，最后再行静压交叉各2遍。

压轮重合300rmn，压路机碾压的行经速度不应掌控在每分钟30米以内。当试验时压轮重合400mm~600mm，行使速度每分钟50米，碾压规定的遍数后采样，压实系数多数约将近拒绝。

在施工时理应专人掌控压实遍数，压轮重合宽度和压路机的行经速度。2.3含水量粉煤灰为散状材料，透水性较好，拟合含水量随材质的均匀分布性变化较小。在施工过程中，对料厂有所不同方位有所不同时期的4种粉煤灰分别展开了3组击鉴试验，4种粉煤灰的拟合含水量及仅次于腊重度平均值闻表格1。

表格1仅次于腊重度及拟合含水量使用值（平均值）士样编号仅次于腊重度（KN/m3）拟合含水量(％)第一种粉煤灰1#2#3#11.231.0第二种粉煤灰4#5#6#9.437.3第三种粉煤灰7#8#9#13.023.8第四种粉煤灰10#11#12#8.839.0由表一可以找到粉煤灰随材质均匀分布性的有所不同仅次于腊重度和拟合含水量变化较小．拟合含水量随仅次于腊重度的减少而减少。经对现场采样试验的705个点的数据分析解释，其压实密度随含水量的变化而变化，当含水量为最佳时，可超过仅次于压实密度，多达时压实密度又渐趋上升，现场含水量的最佳值有误击实试验的拟合含水量特3%。2.4边坡施工粉煤灰垫层的三面紧临基坑边，北面为基坑内二期工程的场地，为维持边坡平稳和避免粉煤灰萎缩，边坡使用石灰和粉煤灰按2：8的比例混合后开挖，开挖宽度10米，1：2放坡，与粉煤灰实时分层开挖压实．压实系数0.93。

3、施工注意事项3.1铺设时要边淋水边铺设．灭火要均匀分布，压路机碾压前粉煤灰的含水量不应不高于拟合含水量。灭火后在长时间气温下应在2--4小时内碾压，否则须要新的灭火。3.2采样点不应掌控在该层厚度的2/3一处，因粉煤灰每层上部100mm～130mm一处更容易扰动，导致土样杂讯。

3.3每层试验合格后，要尽早铺设上一层灰，最后一层施工完了能用素土堆20cm压实后覆盖面积，粉煤灰大自然堆满因潮湿而表面收缩，下陷导致承载力减少和环境污染。3.4参考点的方位不应在试验分区内集中进随机布置。因大面积的粉煤灰是用推土机铺设的，而参考点内的粉煤灰是人工铺设，所以拒绝参考点内粉煤灰不应高达周围100mm~150mm,然后同部碾压．以免参考点无法充份压实。

3.5在非参考点内现场采样39个点，压实系数超过0.93的点为19个，大约占到50％．试样不合格的主要原因是粉煤灰所含少量炉渣，均匀分布性较好，在环刀采样时导致土样扰动杂讯，所以在施工时应尽可能搭配纯度低、均匀分布性好的粉煤灰。4、静载试验整个基坑开挖至设计标高后，在有所不同区域内展开了6个试验点的静载试验，试验点编号为S1～S6。在S4点试验符合设计拒绝的180Kpa后在其点又逐步增大试验荷载，加荷分级情况闻表格2。由试验产生的PS曲线可辨别：6个试验点加荷达仅次于加荷量时，皆并未超过无限大荷载。

依据试验点的比较变形及仅次于加荷量等参数，综合判断粉煤灰垫层地基承载力基本值见表格3。表格2粉煤灰垫层静载试验加荷分级表格试验点号S1S2S3S4S5S6仅次于特荷量（Kpa）840900900286468700分级情况分11级分16级分15级分10级分17级分9级表格3粉煤灰垫层静载试验综合结果表格试验点承压板直径（m）承压板面积（m2）仅次于读取量（Kpa）仅次于下陷量（mm）承载力基本值（Kpa）承载力基本值对应的下陷（mm）S10.800.508409.48≧4205.24S20.800.509005.98≧4502.99S30.800.5090011.27≧4506.34S41.501.772865.87≧1804.17S51.120.994685.24≧2343.22S61.120.9970010.21≧3505.84通过静载试验可以确认，粉煤灰垫层开挖施工的施工工艺和施工掌控是合理的，粉煤灰承载力标准值不大于180Kpa，符合设计拒绝。二、夯扩桩施工1、设计拒绝：桩径?=450mm，桩长2.9米，主筋配上6Ф12螺旋筒筋?8＠200，砼强度等级C30，主筋保护层为40mm，三栋塔楼内呈圆形梅花状满堂布置，裙房区域内分别由5桩~12桩主桥构成，桩间距1.5米~1.8米，总桩数量1812根，单桩承载力1730KN，填充地基承载力标准值fk=660Kpa，桩覆以剩砖300薄褥垫层。2、施工方法：2.1、引孔：因开挖粉煤灰强度低可塑性劣，为避免夯扩时对粉煤灰层导致的扰动及毁坏，现场使用等桩经螺旋钻引孔，引孔深度h=2m（即开挖厚度）。

小洞粉煤灰及时清运出场，桩孔口用灌满粉煤灰编织袋及时覆盖面积，以避免粉煤灰水分弥漫而塌陷或杂物落到孔内。2.2、桩基所在之处施工：引孔后桩机根据桩孔位调整所在之处。当桩管护筒横向对准桩孔后，即沉管至引孔底展开夯阔。

夯阔细长锤重约2.8T，夯击能量大约为21t.m，为确实维持力层落在第④层卵石上，一是确保桩长在2.9m左右，二是以三击贯入度展开掌控，在护筒上作好桩长标记，当夯扩至设计桩长时即测三击贯入度，若三击贯入度大于8~9cm时，才可下填干硬性砼；若三击贯入度小于8~9cm，则助筒之后沉降夯阔，以后三击贯入度满足要求为止。施工时对每桩皆编号、记录：施工的时间、夯击数量、桩长、三击贯入度值，夯填料，腊硬性砼数量，若无地下水，施工完后的桩覆以标高等。2.3、夯填料：根据《填充载体夯扩桩设计规程》（JGJ/T135-2001、J121-2001）拒绝，融合本工程地质报告，所持力层在第④层卵石上承载力较高，变形模量较小E0=75Mpa，夯扩桩构成大头的主要目的不是通过修整下部地基，提升单桩承载力，故中止了夯填料必要夯堆腊硬性砼构成不断扩大头。腊硬性砼由同标号（C30）用料拌制而出，当夯扩至地下水位线后，为确保三击贯入度的准确性腊硬性砼总计下料0.1m3（大约13~15锨）后，三击贯入度呈圆形递增趋势且总计不多达6cm时，则之后腊硬性砼的夯堆以后构成不断扩大头，总计腊硬性砼放入量大约为0.4m3。

2.4、砼吊装：不断扩大头施工已完成后，放置钢筋笼，桩身砼塌落度第一盘掌控在14~16cm，以后为12~14cm。为避免钢筋笼随护筒上忽时下潜，现场用细钢管及钢筋头焊成十字状止浮器，用细长锤压在钢筋笼顶端，此时护筒上忽，从护筒壁腾出口中投入砼并下棒振捣交错展开，以后已完成。为保证桩顶部因振捣构成的浮浆现象，桩覆以吊装高达设计标高20cm。

2.5、施工顺序及注意事项：夯扩桩施工采行隔行跳跃打，共分四轮展开，邻接桩施工大于不少于7天不尽相同。在施工第二轮桩时，现场观测到：桩间土突起在第一轮突起值基础上，范围在总计增大，标高在减少，同时第一轮桩覆以标高广泛突起下潜1~3cm。随着第三轮桩的施工，第二轮桩也经常出现下潜现象，第一轮桩仍在总计下潜，每施工完了一轮可导致前轮桩覆以下潜2~3cm左右，呈圆形递减现象。

因此，在第二轮桩将要完时，曾尝试调减腊硬性砼下填量，找到突起值同干硬性砼堆量呈圆形正比，就索性将第三轮桩腊硬性砼调减为0.25m3，第四轮调升0.1m3，施工结果仍呈圆形前述现象，桩间土广泛总计突起在30~50cm，相比之下低于设计规程拒绝的5cm。桩覆以标高突起情况：第四轮没变化，第三轮1~3cm，第二轮3~7cm，第一轮较相当严重，总计约7~11cm，个别桩甚至高达16.5cm。

现场对较类似情况桩挖出查阅，桩身与不断扩大头处脱落下潜，但桩身质量原始，用细长锤对桩覆以展开复打，桩身可回复原位，但桩覆以因锤击有所受损，故现场使用YZY-240型全液静力力桩机，对桩顶及桩间土展开回压，力桩机重量不大于220T，经观测，第四轮桩经压桩机回压后没变化。三、桩基检测：1、较低突发事件检测：融合施工中遇上的具体情况，对其中的54根桩展开桩身完整性检测，闻表格4：表格4：桩身完整性检测成果表桩身完整性分类根数占到检测桩数百分比A类桩2648.1%B类桩2210.7%C类桩35.6%D类桩35.6%录：检测桩大部分为挑的指出不长时间的桩。桩身完整性分类解释：A类：测算曲线有明晰的夯扩体信号，测算信号指出夯扩体方位移除（在卵石层内）。

B类：测算曲线无夯扩体信号，不能体现桩身段的完整性情况。C类：桩身中部有显著的较低电阻光线，有可能为拉裂缝。D类：桩身中部不存在显著的扩径信号，扩径方位以下桩身及夯扩体情况不一样。为检验检测结果，现场对有所不同类型的桩分别开凿2根展开检验，B、C、D类桩合乎检测结果，而A类桩实际在不断扩大头与桩身结合部已脱落（下潜），经分析因桩身太短导致信号光线杂讯。

2、静载荷检测：现场对填充载体夯扩桩（桩及桩间土）静载荷测试点11个，褥垫层为桩顶上剩砖300薄碎裂密石，密石直径为0.2~0.4cm，施肥湿润，振捣密实，使用1.95m2圆形钢板，荷载重量为350t，检测结果闻表格5.。

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