桩基础施工新技术讲座(十三)夯扩灌注桩(组图)

工程实践表明，当地基上部为软弱土层或较软弱土层，而在不深处（一般20 m以内）有一层物理力学性能较好的桩端持力层的地质条件下，如果采用扩底桩，就能有效地发挥扩底支承效能，可获得较高的单桩承载力和较好的技术经济效益。因此扩底桩广泛应用于各类工程基础中。扩底的成型工艺有钻扩、爆扩、振扩、锤扩、压扩、冲扩、夯扩、注扩、挖扩及挤扩等十大类型（本讲座第二讲下），沉管夯击式扩底灌注桩则为其中的一大类（本讲座第一讲）。

夯扩桩是沉管灌注桩与扩底桩结合的产物，它吸收了国外夯击式沉管扩底桩的优点，并摈弃了沉管灌注桩的一些缺点，是具有中国特色的一种桩型。

夯扩桩的沉桩机理

夯扩桩的沉桩机理是在锤击沉管灌注桩机械设备与施工方法的基础上加以改进，增加1根内夯管，按照一定的施工工艺（无桩尖或钢筋混凝土预制桩尖沉管），采用夯扩的方式（一次、二次、多次夯扩与全复打夯扩等）将桩端现浇混凝土扩成大头形、桩身混凝土在桩锤和内夯管的自重作用下压密成型。

夯扩桩优缺点

优点

夯扩桩优点：①在桩端处夯出扩大头，单桩承载力较高。②借助内夯管和柴油锤的重量夯击灌入的混凝土，桩身质量高。③可按地层土质条件，调节施工参数、桩长和夯扩头直径以提高单桩承载力。④施工机械轻便，机动灵活、适应性强。⑤施工速度快、工期短、造价低。⑥无泥浆排放。

缺点

夯扩桩优缺点：①遇中间硬夹层，桩管很难沉入。②遇承压水层，成桩困难。③振动较大，噪声较高。④属挤土桩，设桩时对周边建筑物和地下管线产生挤土效应。⑤扩大头形状很难保证与确定。

夯扩桩特点

内管底部的干拌混凝土（无桩尖工艺）可有效起到止淤和短时止水的作用，使后续混凝土灌注质量得到保证。

桩身混凝土借助于桩锤和内夯管的下压作用成型，可避免或减少缩颈或断桩等弊病的产生。

在夯扩过程中，锤击力经内夯管的传递，直接贯入桩端持力层，强制将现浇混凝土挤压成夯扩头的同时，也将桩端持力层压实挤密，使桩端持力层得以改善，桩端截面积增大，促使桩端阻力和桩承载力大幅度提高。

夯扩桩适用范围

夯扩桩适用于单桩竖向极限承载力标准值不大于4 000 kN的工业与民用建筑。其中对单桩竖向极限承载力标准值大于2 000 kN的属高承载力夯扩桩工程，在设计与施工时应采取相应措施。

夯扩桩基的直径，可采用377 mm、426 mm、450 mm、480 mm、500 mm、530 mm和600 mm。

夯扩桩成桩深度一般不宜大于20 m，若桩周土质较好，成桩深度可适当加深，但最大成桩深度不宜大于25 m。

夯扩桩的桩端持力层宜选择稍密～密实的砂土（含粉砂、细砂和中粗砂）与粉土，砂土、粉土与黏性土交互层以及可塑～硬塑黏性土（福建部分地区已将花岗岩残积黏性土和稍密～中密砾卵石层作为夯扩桩的桩端持力层）。对高承载力夯扩桩宜选择较密实的砂土或粉土。桩端以下持力层的厚度不宜小于桩端扩大头设计直径的3倍；当存在有软弱下卧层时，桩端以下持力层厚度应通过强度与变形验算确定。

夯扩桩虽有一系列优点，但在淤泥层较厚的沿海、沿江地区应用则较困难。针对1995年10月武汉某新建18层楼采用夯扩桩出现群桩整体失稳破坏的教训，武汉地区提出对有高灵敏度厚淤泥层地区，当设计为大片密集型布桩时，不宜采用夯扩桩。

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