夯擴樁在某教學樓地基中的應用-建筑論文發(fā)表

摘要：復合載體夯擴樁廣泛應用于工程中，由于其在經(jīng)濟性、環(huán)境效益方面的優(yōu)勢，使得夯擴樁技術迅速推廣。本文通過工程實例，介紹夯擴樁方案選擇、復合載體夯擴樁的作用機理、基樁檢測，并進行效益分析。

關鍵詞：夯擴樁，復合載體，地基

1.工程概況
洛陽某學校教學樓，總建筑面積24362 m2，是由A、B、C、D四座樓環(huán)繞而成的庭院式建筑群。
A樓為主樓，內(nèi)設教室、辦公等。地上14層，地下一層，建筑面積12832 m2，框架剪力墻結構。
B樓建筑面積7258 m2，為六層框架結構。
C樓三層，建筑面積3447 m2，框架結構。設有大階梯教室及多功能廳，因為使用上的要求而具有大跨度大空間的特點。
D樓是連接A樓與C樓的連廊，同時也是整座建筑物的入口，建筑面積556 m2，五層框架結構。
相鄰樓之間用抗震縫脫開。

2.地質條件及基礎選型
該建設場地地質條件復雜，地貌單元屬于洛河Ⅰ級階地，地層以沖、洪積作用形成，分布規(guī)律差，厚度變化也大，同一層土層面坡度大者超過10%。場地地基土不均勻，屬于不均勻地基。場地自上而下共分以下幾層：
（1）填土：主要由粉質粘土及粉土組成。層厚0.40～1.30m；
（2）黃土狀粉質粘土及粉土：屬中等壓縮性土層，具濕陷性，為新近堆積黃土，層厚3.10～4.30m；fk=120KPa；
（2-1）黃土狀粉土：屬中等壓縮性土，為新近堆積黃土層，分布于（2）黃土狀粉質粘土及粉土下部，層厚0.30～3.70m；fk=100KPa；
（3-1）中砂：層厚0.30～2.70m；fk=180KPa；
（3-2）卵石：層厚0.40～3.90m；fk=350KPa；
（3-3）圓礫：層厚0.50～3.60m；fk=250KPa；
（4）卵石：層厚2.80～6.80m；fk=800KPa；
（5）卵石：最大層厚8.70m；fk=1000KPa；
（5-1）粉質粘土：屬中低壓縮性土，在7#孔揭露厚度為1.60m；fk=210KPa；
地下水靜水位在5.90～6.21m之間。地下水屬潛水類型，補給來源為洛河水。

由于基底內(nèi)力較大，天然地基不能滿足承載力要求，需對地基進行處理或采用其它基礎形式。設計過程中曾提出強夯的地基處理方案及鉆孔灌注樁的基礎形式。由于建設場地周邊緊鄰教學樓，強夯因其震動大、噪音大的缺點而無法在本工程中實施。鉆孔灌注樁的基礎持力層（4）卵石和（5）卵石均在地下水位以下，施工過程不易保證樁端質量及樁承載力，且具有噪音大、泥漿護壁污染環(huán)境的缺點，在方案討論中也被否定。根據(jù)實際地質情況，結合上部結構特點及基礎埋深， A樓有地下室、基礎埋置較深接近持力層中砂及卵石層，采用砂卵石墊層處理地基筏板基礎，對持力層中局部軟弱土層采用高壓注漿進行處理，以提高其承載力和壓縮模量，后經(jīng)檢測達到設計要求。B、C、D樓埋深較淺、單柱荷載較大，采用以（3-2）卵石為持力層的復合載體夯擴樁基礎。3. 復合載體夯擴樁作用機理
復合載體夯擴樁是由上部樁身和下部復合載體組成。它具有擠密地基及擴大樁端面積的雙重作用。樁身為鋼筋混凝土結構，復合載體是以碎磚、碎石、碎混凝土塊等為填充料，將干硬性混凝土及填充料等經(jīng)細長錘夯擴加固擠密形成的擠密實體。復合載體由干硬性混凝土、填充料、擠密土體、影響土體四部分組成。
該樁與其它樁型的最大區(qū)別在于它不是通過樁身形狀、樁徑、樁端面積的改變來提高承載能力，而是利用重錘對填充料進行夯實擠密，擠密區(qū)土體受到很大夯擊能量后緩慢釋放，對側向周圍影響土體施加側向擠壓力進行有效加固擠密，土體得到密實，變形模量提高很大，所以較大幅度地提高地基承載力。

復合載體夯擴樁關鍵之處主要有三點：
一是擴大了樁端的承載面積；
二是樁身承受的集中荷載能通過“復合載體”的分層擴散作用，消除了樁端的應力集中現(xiàn)象，將樁端的應力水平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)，提高了樁的承載能力。
　　三是在夯擴“復合載體”的過程中，對其所在的土層進行了有效的加固擠密，顯著地改善了原狀土層的土性。呈層狀分布的、由不同材料組成的“復合載體”連同其周圍被擠密的土體，形成了深層復合地基，其承載能力較原狀土體的承載能力有較大幅度的提高。

4. 樁基檢測
由于復合載體夯擴樁是一種新技術，在設計階段還未發(fā)布國家正式規(guī)范規(guī)程，設計時對樁基的試驗、檢測提出了嚴格要求。要求施工方應在樁基施工前進行成樁試驗，確定施工參數(shù)、取得經(jīng)驗；并通過靜載荷試驗確定單樁豎向承載力。工程樁嚴格按樁基規(guī)范要求進行靜載及小應變試驗及檢測，在兩倍單樁最大承載力設計值的荷載下其最大變形不得超過8mm。

根據(jù)《樁基檢測成果報告》，試驗結果如下：
1)單樁豎向抗壓靜載荷試驗7根，其中試樁3根，樁號分別為S1、S3、S4；工程樁4根，樁號分別為2#、86#、264#、365#。
2)樁身完整性檢測80根，均為合格樁。其中Ⅰ類樁（樁體完整、混凝土密實均勻，無缺陷）77根，占所檢測樁數(shù)的96.3%；Ⅱ類樁（樁體基本完整，局部存在缺陷但程度較輕，可作合格樁使用）3根，占所檢測樁數(shù)的3.7%；無Ⅲ類樁（樁體存在嚴重缺陷）。

5. 效益分析
1)經(jīng)濟效益
復合載體夯擴樁之所以在幾年時間內(nèi)得以推廣，是因其安全可靠的質量和經(jīng)濟合理的造價。由于該技術本身所具備的合理性和先進性，故相對于一般的地基處理方法，在提供相同承載力的情況下，采用該技術可為建設單位節(jié)約10－20％的基礎投資。
2)社會效益
復合載體夯擴樁施工工藝簡單，施工質量易控制。施工中，無需場地降水、基坑開挖等工序，減少了工程量，縮短了工期。施工速度快，安全文明。處理一棟5000m²的樓房地基，僅需要10－15天。經(jīng)有關檢測部門按國家規(guī)范對試驗樁和工程樁進行的檢測，均達到設計的要求。從建成使用的情況看，使用正常，建筑物整體沉降量很小且均勻。
3)環(huán)境效益
復合載體夯擴樁的施工技術可消納大量的建筑碎磚、混凝土塊等，變廢為寶，保護環(huán)境，利國利民。施工過程中，無污染、低噪聲。