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【摘要】本文闡述復合載體樁的技術特點、機理分析、施工流程,闡述復合載體各種施工設備的特點及適應性,闡明液壓打樁錘是大型復合載體樁施工設備發(fā)展的必然趨勢。

一、復合載體樁

       復合載體柱是一種全新的施工技術，它改變了傳統(tǒng)的地基基礎處理觀念，選擇下部層位穩(wěn)定、士性較好的土層作為被加固土層，以樁端土體為研究對象，利用重錘沖擊成孔，對周圍土體進行擠密加固，當沉管到設計標高時，對樁端進行連續(xù)填料、夯實、擠密等操作，并用三擊貫入度作為控制指標，再填以干硬性混凝土，使樁端以下深度為3~5m、直徑為2~-3m區(qū)域約10m的土體得到最有效的加固擠密，,形成自內(nèi)到外依次為由干硬性混凝土、填充料、擠密土體組成的載體基礎，然后再放置鋼筋籠、灌注混凝土而成。

復合載體樁的這種特殊的構(gòu)造可以使樁端的應力水平逐層地進行擴散和降低，直至降低到與“載體”以外的原狀土體承載力相同的程度，這樣就改變了傳統(tǒng)的樁端與地基土體之間的作用關系，充分地調(diào)動了樁端地基土體的承載力，從而使樁的承載能力大大提高。

復合載體樁技術特點：

1. 徹底改變了傳統(tǒng)的地基處理觀念，避軟就硬，因地制宜，充分地將建筑物的結(jié)構(gòu)形式與場地的工程地質(zhì)條件有機地結(jié)合起來，使地基處理獲得最優(yōu)的效果。

2. 將地基處理與基礎施工合二為一，即降土屬低地基處理費用，又節(jié)約基礎投資，使得施工方有利可得，與此同時又可使得建設方最大限度地節(jié)約資金，可謂一舉兩得。

3. .極大地改善了樁的承載性狀，使得單樁承載力出乎尋常的高，一般是普通樁的3-8倍。

4. 可以通過調(diào)整“載體粧”的施工控制參數(shù)，任意改變其單柱豎向承載力極限特征值，使之最優(yōu)化地滿足工程之需要。

5. 施工中能就地取材，充分地利用固體廢物或廉價的建筑材料作為填充料，變廢為寶，利國利民，保護環(huán)境，降低了粧基礎的成本。該技術利用柱錘對填料反復進行填充和夯實操作，使樁端以下縱向3~5m、橫向2~3m、體積約10m³的土體得到加固擠密。而且通過在濕陷性黃土地區(qū)施工后的土樣分析，“載體”周圍的濕陷性得到有效消除。在不影響相鄰樁已完成的擠密土體的破壞和松動的情況下，使填料底端形成最大最優(yōu)的密實體和影響土體，樁身承受的集中荷載通過載體的分層擴散作用，消除樁端的應力集中，并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)。

二、復合載體樁機理分析

1. 載體樁是通過夯填建筑垃圾(碎臺果（碎磚、混凝土塊、礫石等）干硬性混凝土，對樁端土壤進行擠密，形成復合地基擴展基礎，將作用在樁頂上部的豎向荷栽，通過柱身傳到復合載體，并擴散到基礎底部的持力層。

2. 填充料是為了増強砼樁端下土體區(qū)的擠密效果而填充的材料，對于有些地質(zhì)條件較好、擠密效果佳的土層，在施工載體樁時，可以不投填充料而對樁端土體直接夯實，我們現(xiàn)場就是不填充而直接夯實的。

3. 載體由三部分組成：砼、夯實填充料、擠密土體。從砼、夯實填充料到擠密土體，其壓縮模量漸擴散。根據(jù)施工經(jīng)驗以及樁端周圍土體取樣分析，載體的影響范圍深度約為3~5m，直徑約為2~3m，即施工完畢時，樁端下深3~5m，直徑2~3m范圍的土體都得到了有效擠密。

4. 載體樁樁長包括兩部分:砼樁身長度和載體高度,其中砼樁身長度即從承臺底載體頂?shù)母叨?/span>，載體的高度因樁端土體土性和三擊貫入度的不同而不同,一般深度為3~5m，在進行設計時，從安全角度考慮，常常取2m作為載體的計算高度。

5. 載體樁持力層指直接承受載體傳遞荷載的土層。上部荷載通過柱身傳遞到載體,井最終傳遞到持力層。

6. 三擊貫入度采用錘徑355m,質(zhì)量為3500kg的柱錘,落距為6.0m，連續(xù)三次錘擊的累計下沉量。當填料夯實完畢后，正常的貫入度應該為第二次測得的貫入度不大于前一次的貫入度，若發(fā)現(xiàn)不符合此規(guī)律，應分析查明原因,處理完畢后重新測量。

三、復合載體樁施工流程

1) 樁位確定一樁位放線→樁機就位

2) 通過重錘夯擊成孔一沉護筒一反壓護筒使護筒下沉到設計標高

3) 進行夯實一測量貫入度一測量三擊貫入度，若大于設計要求三擊貫入度，重復工序3，直到滿足設計要求為止

4) 填入干硬性混凝土，并夯擊密實

為適應復合載體柱的施工，依據(jù)上述施工工藝流程，目前出現(xiàn)了多種施工柱機設備，按照夯實設備的類型可分為：

1. 重錘式柱機

重錘式樁機其工作原理如上圖所示(復合載體樁施工流程)，利用重錘自由落體形成的沖擊能量，沖擊樁孔，利用樁機的重量及錘心夯擊土壤的摩擦力反壓護筒使護筒下沉到設計標高，再利用重錘夯擊填入護筒內(nèi)的干硬性混凝土，重錘式柱機是復合載體樁施工原型設備。

2. 振動錘樁機

重錘式樁機是采用卷揚機來提升錘心到一定高度后自由釋放，實現(xiàn)夯擊，結(jié)構(gòu)簡單但施工效率很低，為了提高效率，采用振動錘連接一內(nèi)筒體來替代重錘心(如下圖)實現(xiàn)填充物的夯實,沒有了重錘心的往復運動，大大提高了施工效率。

3. 柴油錘樁機

振動錘一般在沿海沖積平原，或地下水位較高的地區(qū)沉樁效果較好，但是在一些秒石層較厚、地下水位較低的地區(qū)，振動錘往往由于穿透力的限制，不能適應。柴油錘由于具有較強的穿透力，往往在內(nèi)陸地區(qū)有較強的適應性。由于大噸位柴油錘軟地基起錘更為困難，震動打擊拔樁動作難以實現(xiàn)，因此往往適應于一些中小直徑的長度較短的樁基施工。

4. 柴油錘、振動錘組合錘樁機

柴油錘具有較強的穿透力，但隨著復合載體樁成孔直徑及深度的増加，提拔護筒的要求越高，由此出現(xiàn)如下圖所示的柴油錘、振動錘組合錘柱機，即利用柴油分實填充物及護筒，利用振動錘起拔護筒。

5. 液壓錘樁機

柴油錘由于油煙飛濺產(chǎn)生空氣污液壓機染、燃燒爆炸產(chǎn)生擾民的噪音，難以在城市作業(yè)，大噸位柴油錘軟地基起錘困難，嚴重影響了施工效率，加之柴油錘由于小能量夯擊不易控制不能實現(xiàn)震動夯擊，為了克服柴油錘上述缺點,于是液壓錘應運而生。液壓打樁錘是一種現(xiàn)代化的柱基施工設備，采用全液壓動力驅(qū)動、數(shù)字化程序控制,實現(xiàn)了樁錘高效、節(jié)能、環(huán)保、高性能要求。