摘要：某工程地處石灰巖、巖溶發育地區，根據對該工程基礎的造價、工期及質量進行技術經濟分析，決定采用夯擴樁基礎進行施工。
　　關鍵詞：夯擴樁；施工技術；地基基礎
　　
　　1工程概況
　　某工程位于立交橋路段西側，該工程建筑面積約6萬平方米，由4棟19層高層建筑和9棟多層建筑、23棟疊加別墅組成，地面以下設一層地下室。
　　2工程地質條件
　　根據地質勘察資料顯示，該工程地處石灰巖、巖溶發育地區，場地土可分為三層：
　�。ㄒ唬┤斯ぬ钔良案�土層；
　�。ǘ�）沖積成因土層；
　�。ㄈ�）基巖。
　　據鉆孔揭露，場地覆土層除人工填土外，主要為沖積成因的粉質粘土、粗砂、中砂、細砂、粘土、粉土等，局部分布有淤泥質土，下伏基巖為二疊紀粉晶灰巖，巖面起伏較大。由于灰巖中巖溶較發育，鉆孔部分揭露有溶洞，在溶洞頂的土層中部分伴生有土洞。本工程的工程地質剖面示意圖見圖1。
　　                        
　　                                                                                            圖1工程地質剖面示意圖
　　3基礎設計與施工
　　3．1基礎選擇
　　根據建設場地的工程地質勘察資料，本工程基礎若采用高強預應力混凝土管樁，則樁端必須支承于石灰巖上，由于基巖面起伏較大，使樁端與巖面接觸過窄，極易產生滑樁及斷樁。若采用天然片筏基礎，則適宜作為持力層的土層太深，地下室基礎開挖需進行基坑支護或大面積整體開挖，且根據地下室底板面原地基土靜載試驗顯示，該檢測點的地基承載力特征值僅為160kPa，不能滿足片筏基礎需要持力層地基承載力特征值不小于330kPa的要求。根據對該工程基礎的造價、工期及質量進行技術經濟分析，最后決定采用夯擴樁基礎。
　　3.2夯擴樁簡介
　　夯擴樁是在錘擊沉管灌注樁的施工技術設備和施工工藝的基礎上加以改進而形成的一種樁型。由于夯擴樁端部可用機械的方法擴大，并在夯擴的過程中擠密樁周土，所以能夠較大幅度地提高樁的承載力。同時在澆筑樁身混凝土的過程中，能夠利用內夯管與柴油錘的重量對混凝土加壓，使之在壓力的作用下成形，所以能夠避免縮頸、斷樁等現象發生。本工程高層部分夯擴樁樁端擴大頭示意圖及鋼筋籠大樣如圖2及圖3所示。
　　夯擴樁具有較高的承載力、較穩定的樁身質量、顯著的技術經濟效益、快捷的施工速度等優點，目前，該樁型在全國大部分省份都有使用，在安徽地區的使用也越來越廣泛，已是一種成熟的工藝。
　　  
　　圖2樁端擴大頭示意圖                                                                                                       圖3鋼筋籠大樣
　　3.3夯擴樁施工工藝
　　夯擴樁的施工工藝是采用外管和內夯管套合施工法。具體為當沉管達到設計深度后，抽出內夯管，在外管內灌注擴大頭混凝土，然后插入內夯管，錘擊內夯管，將管內的混凝土夯出管外形成擴大頭后，再澆灌樁身混凝土。拔管時，借助于安裝在外管上的振動錘，使樁身混凝土在振動中成型。
　　3.4夯擴樁的適用條件
　　夯擴樁是一種以樁端夯擴頭支承為主，樁側摩阻為輔的樁。根據這一特性，要使夯擴樁的承載力得到較大幅度的提高，則必須使其端部夯擴頭置于強度相對較高的土層中。依據目前一般的施工機械、樁架高度及拔管力，夯擴樁適用于地表下5~28米為軟弱土層或不均勻軟弱土層，而下部有一層性質相對較好的樁端持力層的地質條件。夯擴樁的持力層可以是砂礫、砂性土、粉土和可塑、硬塑粘性土，也可以在大厚度高壓縮性軟土地基中選擇一層性質相對較好的淤泥質粉土或軟塑的粉質粘土作為樁端持力層。在地下有溶洞、溶溝、石筍等石灰巖地區建造建筑物，當采用天然基礎不能滿足承載力要求時，可采用夯擴樁作為基礎，選擇溶洞、溶溝或石筍上面一層土質相對較好的土層作為樁端持力層，這樣既避免了溶洞、溶溝、石筍等不良地質條件對基礎施工造成的困難，又解決了地基承載力不足的問題。由于夯擴樁具有較高的承載力，它一般可用于20層以下的民用和工業建筑基礎中。
　　3.5夯擴樁基礎的應用
　　根據《復合載體夯擴樁設計規程》可知，復合載體夯擴樁單樁豎向承載力特征值可用下式估算：
　　Ra=upΣqsinli+qpn•Ae
　　式中，Ra—單樁豎向承載力特征值；
　　up——樁身斷面周長（m）；
　　qsin——樁側第6層土的側阻力特征值；
　　li——樁身穿越第6層土的厚度（m）；
　　qpa——復合載體下地基土經修正后地基持力層承載力特征值；
　　Ae——等效樁端計算面積（m2），隨土性和三擊貫入度變化而不同。
　　由上式可知，復合載體夯擴樁承載力提高的原因在于兩個方面：一是載體所影響的土層被加固后樁端土承載力得到了顯著提高；二是通過載體作用擴大了樁端作用面積。而這兩方面提高的均為樁端承載力，因此施工過程中樁體底部同復合載體頂面能否密切結合將直接影響到單樁豎向承載力，在現場打樁施工中，則體現在夯擴樁最后收樁時能否嚴格按規程及設計要求對貫入度的有效控制上，工程實踐表明，最后三擊貫入度偏大收樁將會導致樁端承載力嚴重不足。本工程高層建筑基礎夯擴樁設計樁徑為580mm，持力層為粘土層，并規定最小樁長5m，單樁承載力特征值1500kN，樁距3.5d，最后三擊貫入度控制在1.5~2.0之間；多層建筑及別墅基礎夯擴樁設計樁徑為450mm，持力層為粘土層，并規定最小樁長為5m，單樁承載力特征值為700kN，樁距為3.5d，最后三擊貫入度控制在不小于2.0cm。按建筑設計標高，待基坑挖至2.5m深度處，開挖基坑后再進行夯擴樁施工。
　　3.6夯擴樁基礎方案與天然基礎方案的技術經濟分析
　　現以本工程高層建筑部分首層地面以下的基礎綜合造價與工期為例進行相關技術經濟分析比較如下：
　　（1）天然基礎方案：基礎綜合造價為325萬元，地下室面積約為1500平方米，折合成按地下室面積為每平方米造價約為2170元，總工期約需70天。
　�。�2）夯擴樁基礎方案：基礎綜合造價為224萬元，地下室面積約為1500平方米，折合成按地下室面積為每平方米造價約為1495元，總工期約需75天。
　　從以上基礎綜合造價與工期的比較數據可知，與采用天然基礎方案相比，采用夯擴樁基礎方案具有顯著的經濟效益。天然基礎方案的優點是工期相對較短，但造價較高，在未計地基處理費用的情況下比夯擴樁基礎方案增加費用45%，且深基坑開挖、支護及軟弱地基處理等工序增加了基礎施工的難度；夯擴樁基礎方案雖然工期略長，但造價低，土方開挖量少，且施工簡便。
　　4結束語
　　（1）由于石灰巖地區巖溶發育地段的地質情況比較復雜，且地質勘察資料的準確性受鉆探孔平面布置密度的影響很大，造成在打樁施工中經常會出現樁端持力層與地質資料不符的情況發生，對現場樁基施工質量控制非常不利，通過以上分析可知，只有在施工中對夯擴樁的貫入度進行嚴格控制，才能有效保證單樁豎向承載力。本工程在打樁施工過程中，針對夯擴樁的承載力形成及其材料特性，加強現場監督管理工作，使樁基施工質量處于受控狀態，整個工程共約1920條夯擴樁施工完成后，經檢測單位對樁基進行低應變動力檢測及靜載荷檢測，顯示該工程樁基質量完全符合要求。
　�。�2）從本工程夯擴樁基礎施工的工程實踐中可知，雖然目前夯擴樁沒有預應力管樁、鉆孔樁及人工挖孔樁等樁型應用普遍，但當地基下部無合適的基巖持力層，或存在不良地質條件，且淺層亦無理想的淺基礎持力層，而較好的持力層位于自然地面以下不大于15米的范圍時，采用夯擴樁會有較優的技術經濟效果。