桩基础施工新技术讲座(十三)夯扩灌注桩(组图)

夯扩桩的施工机械与设备

桩架和桩锤

我国有少数厂家生产夯扩桩施工专用设备，多数情况是将沉管桩机改装而成，呈现多样化情况。桩架有桅杆式、井式和门式等。桩架行走方式一般为滚管式，少数为履带式和轨道式。桩锤一般采用导杆式和筒式柴油锤，少数采用落锤，个别情况采用振动锤。导杆式柴油锤为气缸冲击式。这种锤在软土中启动性能好，适用于打小型桩，近20多年来多用于夯扩桩和锤击沉管灌注桩。

桩管

夯扩桩外管一般采用直径325 mm、377 mm、426 mm、450 mm、480 mm、500 mm、530 mm和600 mm的钢管，相应的内夯管一般采用直径219 mm、247 mm、273 mm、297 mm、325 mm、377 mm、426 mm和450 mm的钢管配套使用。

内夯管底部需加焊一块直径比外管内径小10～20 mm、厚20 mm左右的圆形钢板或夯锤头。为满足止淤封底的要求，内夯管长度比外管短100～200 mm，而不采用加颈圈。有的地区在外管上端增加一个与外管同径的加颈圈，加颈圈的高度需满足止淤封底要求，一般为130～260 mm。

内夯管在夯扩桩施工中起主导作用：①作为夯锤的一部分，在锤击力作用下将内外管同步沉入地基土中。②在夯扩时作为传力杆，将外管内混凝土夯出管外并在桩端形成夯扩头。③在桩身施工时，利用桩锤和内夯管本身的自重将桩身混凝土加压成型。

内夯管的上端。固定在柴油打桩锤的底座下端，并连成一体，可沿桩架导轨自由上下移动。内夯管设计的好坏是夯扩桩施工成败的关键之一。要求内夯管下端夯锤头与外管之间的间隙小，但又要使内夯管在外管内活动自如；同时还要求内夯管不弯曲，与外管内径一致，内夯管有足够的强度和刚度，在夯扩施工时，不产生弯曲和变形。

桩尖

夯扩桩一般采用干硬性混凝土止淤封底的无桩尖沉管方式。在沉管前于桩位处预先放上高100～200 mm的与桩身混凝土同强度等级的干硬性混凝土。然后将内外管扣在干硬性混凝土上开始沉管。在沉管过程中该干硬性混凝土不断吸收地基中的水分，形成一层致密的混凝土隔水层，起到止淤封底作用，也不影响管内后续混凝土的夯出。当封底或沉管有困难时，则采用钢筋混凝土预制桩尖的沉管方式。

夯扩桩施工工艺

施工程序

夯扩桩施工分类  按桩尖型式，夯扩桩施工程序可分为无桩尖夯扩桩施工程序和有预制桩尖夯扩桩施工程序。无桩尖夯扩桩采用干硬性混凝土止淤封底，方法简单，造价低，施工工序连续性好，故目前大部分夯扩桩采用此种施工工艺。在易产生流砂的高地下水位的粉砂地基中，往往会造成止淤封底技术失效，此时可采用带预制桩尖或特制钢板夯扩桩施工程序。以扩大桩端支承面积为目的，无桩尖夯扩桩施工程序可分为一次夯扩、二次夯扩和三次夯扩程序。当为增大桩身直径从而提高桩侧摩阻力时，可采用全复打夯扩桩施工程序。

无桩尖夯扩桩施工程序  无桩尖夯扩桩施工程序如附图所示：①在桩位处按要求放置干硬性混凝土。②将内外管套叠对准桩位。③通过柴油锤将双管打入地基中至设计深度。④拔出内夯管（检查外管内是否有泥水，当有水时，投入干硬性混凝土插入内夯管再锤击）。⑤向外管内灌入高度为H的混凝土；⑥将内夯管放入外管内压在混凝土上面，并将外管拔起一定高度h。⑦通过柴油锤与内夯管夯打外管内混凝土。⑧继续夯打管下混凝土直至外管底端深度略小于设计桩底深度处（其差值为c），此过程为一次夯扩，如需第二次夯扩，则重复④~⑧步骤，如需第三次夯扩，则再次重复④~⑧步骤；⑨拔出内夯管。⑩在外管内灌入桩身所需的混凝土，并在上部放入钢筋笼。   将内夯管压在外管内混凝土面上，边压边缓缓起拔外管。    将双管同步拔出地表，则成桩过程完毕。

附图为无加颈圈的情况，当采用加颈圈时，施工程序总体上相同，只是第②、④、⑩步骤作如下改变。②对准桩位放置外管，同时把内夯管放在外管内，在其上放置直径与外管直径相同、高度为130～250 mm的加颈圈。④把内夯管从外管内抽出，卸去外管上端的加颈圈。⑩将加颈圈放在外管上端，然后灌满桩身部分所需的混凝土。

有预制桩尖夯扩桩施工程序  采用此施工程序，除采用一般沉管灌注桩的施工设备外，再增加一根进行夯扩工序、下端平底的内夯管，施工顺序为：①在桩位上放置钢筋混凝土预制桩尖。②在预制桩尖上放置桩管，在两者接触处应加3圈草绳。③带预制桩尖的外管打入到设计深度后，往外管灌入形成扩大头所需的混凝土量，上拔外管hm。④在外管中放入内夯管，锤击内夯管顶部，并将外管内混凝土夯出管外，再继续锤击双管同步沉入（h-c）m，形成夯扩头。⑤将内夯管抽出，灌足桩身所需混凝土量，将外管拔出地面，成桩。