工程概況

DK215+560～DK216+015段為丘陵區灌木叢，長滿雜草和小灌木，自然坡度10～20°，丘坡表層3～7m為坡殘積粉質黏土，下為砂巖夾頁巖，厚2.8～7.8m，強風化。該段地下水豐富。DK215+710～+910.25右側設樁板墻，樁間距6m，樁長11m，共32根，樁身為C20鋼筋砼現澆，板采用C20鋼筋砼預制槽。DK215+590～DK215+710，DK215+904～+930右側設M7.5漿片擋墻，墻高3～6m。該段緊鄰既有線與既有線間距最小為4m，工程施工受行車影響大。

施工機具

第1章????????? 夯擴樁應用實例

工程概述

工程所位于的杭州市江干區,屬于錢塘江沖積平原，地層分布較均勻。地基土上部主要由粉土組成，平均深10m處就有力學性質較好的2d砂質粉土夾粉砂土層，分布廣廣泛且有一定的厚度,是較理想的樁端持力層.其下邊是有一定厚度的軟弱土層,至深度30M左右,是力學性能較好的砂礫層,也是較穩定的持力層。該工程是多層農居公寓工程,為六層框架結構,總面積12萬m2，鉆探資料顯示,其地質情況在所在區域具有典型的代表性(見表1) 。根據地質報告，場地地下水主要賦存于上部粉土、粉砂層中的潛水，水位較高，并受大氣 降水影響，動態變化較大。地下水能引起粉土膨脹，淺基礎不易控制建筑物的不均勻沉降。另外，2c土層為液化土層，也應避免用該土層作為持力層。因此在結構方案階段就否定了淺基礎方案。預制樁基固然可行，但在目前它的價格較高。此外，從地基承載力和造價上分析，灌注樁基礎應該是比較理想的，但據調查因成樁難，在該地區很少應用。而將普通沉管灌注樁方法與樁端擴底技術相結合的夯擴樁，可充分發揮端承效果，而且造價相對較低，通過在相鄰工程的成功應用，積累了一定的設計和施工經驗,技術上較為成熟。經過分析比較，我們選用了夯擴樁基礎。

表1? 該工程的綜合地質資料

夯擴樁樁基設計

理論依據

樁的極限承載力(抗壓)不能簡單地理解為極限側阻力加上極限端阻力。樁土之間出現不大的相對滑動時就出現極限側阻力，當上部滑動量大的范圍內土體發揮了極限剪切強度以后，部分荷載又傳回給樁身，依次產生更大的相對滑動并逐漸發展到更大的深度。只有當整個樁身側阻力達到極限值的瞬間，樁底下面的土體中形成了一種極限強度狀態，好像樁尖在排開土 體，力圖擠進土層。此時，承載力是極限側阻力和樁底承載力的組合。極限側阻力的發揮主要取決于樁土相對位移，稱為極限位移。只有當樁底位移Δs足夠大時，樁端的極限強度就全部發揮出來，樁的極限承載力(抗壓)(在該荷載下的下沉或下沉速率劇烈增大)可由下式確定：Pu=Ppu+ΣPsi(式中Ppu極限樁端承載力；ΣPsi樁端以上土層極限側阻力的總和)。

該工程地質特點是持力層埋深淺，而上部土層為軟弱土層，在不大的荷載下，就能達到整個樁身極限側阻力。夯擴樁擴大了的樁頭，降低了樁端應力水平，阻止了樁尖的刺入破壞。省標準《建筑軟弱地基基礎設計規范(DBJ 10-1-90)條文說明》中指出，夯擴樁是以端承為主，側阻力為輔的樁型，適用于上部為軟弱土層，在距地表4～14m處有一層性質較好的樁端持力層。這表明在該工程采用夯擴樁是符合設計規范要求,能達到經濟、實用、技術合理的目的，是較為可行的設計方案。

設計參數和承載力的確定

3a土層是一個較理想的持力層，該土層分布廣泛，厚度也較均勻(表1)。根據地質報告提供的參數和省標準《建筑軟弱地基礎設計規范(DBJ 10-1-90)》，初步確定夯擴設計參數為第一次在外管內灌注的混凝土高度H=1900mm；外管上拔高度h=800mm ；混凝土全部夯出外管后外管和內夯管同步下沉深度h-c=600mm。代入各參數后可取D=600mm。 根據《DBJ 10-1-90》規范的公式；可算得單樁豎向承載力標準值Rk=565kN，設計時取作550kN。由此可見樁端土承載力約占總承載力標準值的75%以上。

樁端進入持力層深度

樁的承載力，主要是樁端承載力，隨著進入持力層的深度(特別是進入砂質粉土類粉砂層的深度)不同而具有不同的變化規律，稱之為深度效應。深度效應的主要規律之一是存在著一個臨界深度hc。當樁進入持力層的深度h<hc時，樁端極限承載力qpu基本上隨深度而線性增大，當h≥hc時，qpu則保持不變，稱之為端阻力穩定值，規范中推薦的進入持力層深度為1.50～2.00m。根據本工程地質的實際情況，選擇進入持力層深度為1.5m，有效樁長7.5m。

樁基施工

在江干區打沉管灌注樁常出現這樣的現象：一種是施工時無法將混凝土灌到設計標高，另一種是開挖后，發現近地表的上段樁雖在，而下段樁身混凝土已流失或僅存部分骨料石子。出現這種現象的主要原因是該地區地基土易液化，打樁時措施不當。 以該工程地基土為例，持力層3a以上土層主要為砂質粉土，松散，孔隙比大，土層粒徑在0.01～0.074mm之間的顆粒占86%以上。有關資料表明，平均粒徑為0.05～0.1mm的粉砂土的抗液化能力最低。在沉管過程中，一方面由于土體受到震動，使得孔隙中的水產生超靜水壓力，另一方面在成孔過程中，樁管周圍一定范圍內的土體受到擠壓，使得土的孔隙減小，而孔隙中的水還來不及排出，也產生了超靜水壓力μ。水在水力梯度(i)下從高能量級向低能量級處流動，此時土中總應力為：σ=σ′+（μ+Δμ）或σ′=σ-（μ+Δμ），式中σ′有效應力；Δμ孔隙水壓力增量。可見當Δμ不斷增大，直到有效應力σ′減小到零，有效應力使粉砂土產生全部抗剪強度。當σ′=0時土體抗剪強度等于零，便出現了流砂現象，土粒之間壓力消失，土粒處于懸浮狀態，土體隨水流動。地下水的滲流對土單位體積產生的壓力GD稱為動水壓力。在樁外管拔出過程中，樁管中的混凝土也受到GD的作用。當GD較大且樁管中混凝土因自重引起的材料間的摩擦力不足以抵抗GD時，混凝土中的水泥砂就被流砂帶走，甚至還會將骨料沖走，導致上述的工程質量問題。隨著時間的推移，孔隙水壓力逐漸消散。 針對該工程存在液化土層的不利情況，為了成功完成灌注樁的施工，采取適當的防范措施以消除流砂的不利影響是非常必要的。為此在該住宅工程中，主要采取了以下措施：①控制打樁的施工進度；②嚴格控制拔管速度；③采用有預制樁尖的夯擴樁。并在樁尖頸部設置草繩； ④第一次加灌混凝土后，先進行適當的預夯擴，再拔管至h。經過正式施工前的打試樁，將夯擴設計參數最終確定為H=2500m，h=900mm，h-c=800mm；⑤在第二次加灌混凝土完成后，最終拔出外管時，用內夯管對管內混凝土邊拔邊壓。此外，還了選擇合適的樁身混凝土的水灰比、坍落度及合理的打樁順序等等，這些措施都有效地提高了成樁質量，成功地消除了液化土層的不利影響。

結論

(1)經濟性分析：我們專門對夯擴樁、預制樁和振動式沉管灌注樁三種樁型基礎方案的經濟指標進行了對比，在單位抗力造價上，夯擴樁是最低的(見表2)。如果再考慮到因夯擴樁的承載力明顯高于其它兩種樁型，總樁數最量較少，相應的樁承臺較小的因素，其相應的綜合承臺施工、土方開挖等項目的費用也同比減少，夯擴樁基礎的經濟性將更高。

表2? 三種樁型造價對比表

(2)技術性分析：根據低應變動測報告，不滿足規范和設計要求的三類樁僅3根，分別出現不同程度的縮頸、樁身混凝土離析，而無四類樁，其余均為合格的一、二類樁。主體工程于2001年4月竣工后，最近一次沉降觀測結果是：最大沉降量18mm，最大不均勻沉降為5mm。說明樁基方案較好地達到了預期效果。 ??? ?總之，夯擴樁在該工程的應用，顯示出了端承效果好，承載力高和綜合造價低，經濟效益好兩大優點，是值得推廣的樁基基礎。美中不足的是，由于夯擴樁打樁噪聲較大，對城區會造成一定程序的聲音污染，而且震動較大，對周圍建筑容易產生不利影響，其應用受到了一定的限制。同時，夯擴樁還對打樁隊伍的素質和工程的施工組織和管理提出了較高的要求。

施工準備

施工便道：施工便道由DK215+900進葬公路處開4m寬便道進入施工現場，便道在DK215+850～+900段緊靠鐵路，要求路邊打入鋼軌，做醒目標志，作為欄桿。

施工用電：由DK215+600處下線架設一臺165KVA變壓器作為施工用電，設電工房、配電房一間。

施工用水：在DK215+700處修一蓄水池,用Ф40mm鋼筋架1KM水管由火葬場引入自來水作為施工、生活用水。

臨時設施：工地設臨時水泥棚一座最大存量100t，砂石料場地及鋼筋棚設于坡頂上。主要工程施工數量