無樁靴夯擴灌注樁是指採用雙管施工, 除採用一般沉管灌注樁用的外管外, 另增加一根與外管等長的配套內夯管(心軸) 。內夯管上端固定在柴油錘下部，下端用鋼板封底的一種施工技術。
無樁靴夯擴灌注樁是一種單樁承載力較高，費用相對較低的樁型。樁端擴大頭可大幅度提高單樁承載力。由於採用獨特的止淤封底新工藝，省去了特製樁靴，工程實例和試驗報告表明其承載力高，施工簡便，有較高的經濟效益。
基本介紹
- 中文名：無樁靴夯擴灌注樁
- 外文名：THE CAST-IN-SITE PEDESTALPILE WITHOUT PILE-SHOE
- 學科：土木工程
- 特點：承載力高，施工簡便
- 適用條件：持力層下有軟弱土層
- 實例：合肥市飛騎橋市場
簡介,施工,樁基靜載試驗及樁基動測報告,特點和適用條件,工程實例,
簡介
無樁靴夯擴灌注樁是一種新樁型，它的承載力較高，費用相對較低，已在國內廣泛採用。無樁靴夯擴樁採用獨特的止淤封底新工藝，省去了特製厚鋼板或鋼筋混凝土預製樁靴，施工較簡便，成樁速度較快，可利用普通的中、小型柴油錘打樁機施工。由於不需要特製樁靴，降低了工程造價，也避免了樁靴擊碎造成的廢樁。與常用的沉管灌注樁相比，單樁承載力可提高60%～100%。經測算，對一般的6～7層民用建築，基礎工程直接費降低7元/m2左右，有較顯著的技術經濟效益。
施工
無樁靴夯擴灌注樁需用雙管施工，除採用一般沉管灌注樁用的外管外，另增加1根與外管等長的配套內夯管(心軸)，其外徑小於外管的內徑。內夯管上端固定在柴油錘下部，下端用鋼板封底。為止淤封底還需設一與外管同徑高約13cm的加頸圈。打樁機採用普通的沉管灌注樁施工設備，施工工序見圖1。無樁靴夯擴灌注樁成樁的關鍵為其下端乾混凝土止淤封底是否可靠。在外夯管上端放加頸圈的目的，就是要加長外管，從而在外管底部形成一個13cm的空腔，填充與樁身同標號的乾混凝土，作為“軟樁靴”。在錘擊沉管過程中，下端乾混凝土在高壓下逐漸吸入微量地下水，形成極緻密的混凝土隔水層，止淤封底。粉砂土層的止淤試驗證明，沉管到位後，抽出內夯管15min，外管內無積水和回泥。而從沉管到位至取出內夯管只需2min，有充分的時間灌入混凝土夯擴成型，乾混凝土止淤封底效果較好。
樁基靜載試驗及樁基動測報告
無樁靴夯擴樁極限承載力Ru的理論計算值：
式中D——為樁端直徑(m)；
qp——為樁端土承載力(kPa)；
β——為夯實係數(由於夯擊作用，樁端土承載力提高係數，與土質有關)；
u——為樁身周長(m)；
qsi——為第i層樁周土摩阻力(kPa)；
Li——為第i層土層厚度(m)；
β取1.35，則Ru=1220.83+372.5=1593.3(kN)；相應Rk=Ru/2=796.65(kN)。
2根試樁採用“慢速維持荷載法”進行靜載試驗，並隨機抽出8根工程樁作應力波反射法無損動態檢測，抽檢率3.8%。試驗結果表明2號試樁在樁頂荷載加到1700kN時，維持390min後樁身平穩而迅速下沉，達到破壞狀態。此時反力錨樁上拔量仍在控制範圍內而試樁破壞，主要破壞模式是樁端土層在壓縮過程中的剪下破壞。同樣，1號試樁的靜載試驗結果破壞荷載達1400kN。
根據GBJ7-89規範的規定，對試驗結果分析計算，單樁垂直允許承載力取Rk=700kN。1號、2號試樁的Q-S曲線如圖2所示。
Rk理論值(796.65kPa)比靜載試驗值(700kPa)大13.8%，誤差主要與夯實係數β的取值有關，尚需積累工程資料，最終形成規範取值。不難算出，同樣條件下，530mm普通沉管灌注樁Rk=369.9kPa，即無樁靴夯擴樁比普通沉管灌注樁的承載力提高89.2%，效果明顯。為檢查工程樁的成樁質量，隨機抽取8根工程樁和2根靜試樁一起作應力波反射法無損動態檢測，結果全部合格。其中A類(樁身結構完整，混凝土波速正常)占60%，B類(樁身結構完整，混凝土波速略低或有輕度缺陷)占40%。2號靜試樁在靜載實驗後樁本身沒有大的破壞，1號靜試樁樁身局部破壞。工程樁擴大頭均已形成，擴大頭高度都在1m以上，夯擴成樁質量可靠。
特點和適用條件
無樁靴夯擴樁是一種以端承為主，樁側摩擦力為輔的樁型。主要依靠其下端的擴大頭大幅度提高單樁承載力，因此其擴大頭必須置於承載力較高的土層中，如卵石、砂礫、砂類土，粉沙、輕亞粘土以及可塑、硬塑粘土中，最適用於樁端空隙水壓力易消散的地基中。樁端持力層一般應大於4m，並滿足樁身錨固要求。由於施工機械能力的限制，無樁靴夯擴樁的樁長不宜太長，一般小於20m。適用於地表下4～10m為軟弱土層，其下即是承載力較高的樁端持力層的地區。若持力層下有軟弱土層，採用這種樁型，須按實體深基礎驗算持力層及下臥層的強度和變形。當場地下部無較理想的樁端持力層時，不宜採用。
無樁靴夯擴灌注樁施工時的拔管力較大，易產生鋼絲繩拉斷及機械故障，施工設備尚待改進；另外為保證夯擴頭成形，其施工工藝相對複雜。為保證成樁質量，須加強技術監督和施工管理。目前合肥市首批採用無樁靴夯擴灌注樁基礎的5萬餘m2商業樓已經竣工交付使用，效果良好。
工程實例
合肥市飛騎橋市場，共建5棟6層商業樓，總建築面積5萬餘m2。工程場地土層雜亂，10m以上均為軟弱土層，特別是7.5m以上為古河道及漫灘相淤泥夾雜填土，工程地質條件極差。其中的明月閣商場，建築面積10890.4m2，地上6層，地下1層，框架結構，柱網分為6.3m×7.2m，7.2m×7.2m，7.2m×5.2m三種。
選擇粉土為樁基持力層。該層以下為硬質砂岩，下臥層可靠。而且上部土層多為軟弱的填土，摩阻力不大，是無樁靴夯擴樁適用的典型地質條件。設計樁徑530mm，設計擴大頭直徑800mm，樁長9～12m不等。
