文档介绍：夯扩桩承载力估算值与静动载试验值的比较
    摘要结合实例对夯扩桩按公式计算单桩设计承载力与静动载试验作了分析比较,就单桩设计承载力的合理取值进行了探讨,得出了几点结论。
     关键词夯扩桩;承载力;静动载试验
夯扩沉管灌注桩是集合了锤击桩和振动沉管灌注桩优点的一种新型沉管灌注桩,近年来得到了很快的推广和应用,并获得了明显的效益。
夯扩沉管灌注桩利用内击锤或内夯管与沉管的共同作用,在沉管达到设计持力层深度之后,在管内灌入混凝土进行夯击,在夯击能量的作用下迫使灌入管内的混凝土向下部及周围的土体挤动,这样,既使灌入的管内混凝土形成了扩大端部分,又使端部所处的持力层在某种程度上得到了夯实,进而提高了桩端的承载力。
1 夯扩桩扩底原理及作用机理
    扩底原理
夯扩桩目前有锤击沉管夯扩桩和振动沉管夯扩桩两种。
锤击沉管夯扩桩采用双管,外桩管为通心钢管,内桩管下端封底,两管套装长度相等,用桩锤将其打到设计深度后拔出内管,往外管内灌入一定高度的扩底混凝土,重新插入内管并将外管向上拔一定高度,锤击力经内外桩管直接传给混凝土,通过桩管的挤撑作用,迫使扩底混凝土向下部和四周基土挤压,形成扩大头(图1)。
图1 锤击沉管扩底
振动沉管夯扩桩采用单管,用振动加压将其打到设计深度,往管内注入一定高度的扩底混凝土后向上提管,提管时桩尖活瓣打开,混凝土进入孔底,由于桩尖活瓣受外侧阻力关闭,通过加压振动复打,迫使扩底混凝土向下部和四周基土挤压,形成扩大头(图2)。
图2 振动沉管扩底
上述两种夯扩方法,其扩大头直径和形状与持力层性质及扩底参数有直接关系,一般一次夯扩,扩大头直径可达到550 mm;二次夯扩,扩大头直径可达到700 mm。
    作用机理
夯扩桩是充分发挥桩侧摩阻力和桩端支承力的一种新桩型,以单桩承载力为主,同时起到挤密和加固地基土,提高桩端地基土强度的作用。经静力触探表明,桩侧比贯入阻力提高5%~10%,扩大头比贯入阻力提高25%~35%。
2 夯扩桩承载力的设计取值
   扩大端直径的计算
根据成桩工艺,设沉管进入土层后基底部在A-A位置(见图3),设沉管内径为d1,灌入的混凝土在管内的高度为H,沉管振起的高度为h,经过夯击之后沉管同时下沉距离为C,设形成的混凝土扩大部分为管心球体,则扩大头的直径为:
(1)
图3 夯扩过程示意图
式中,α为形状系数。当夯扩完成后形成的扩大端完全为圆球体时,α=1,当扩大端为竖向或横向的椭圆球时,α≠1。Α是桩端处土层的侧压力系数K、泊松比μ、竖向压缩模量Es的函数,其关系为α=f(K,μ,Es)。设扩大端主要受土层的侧压力系数K、泊松比μ所控制,则有
(2)
一般地,α=~,视具体情况而定。
当桩端所处持力土层的土质较差时,则易于夯扩形成扩大端,应该在施工控制中增加夯扩混凝土量;当桩端土层的土质较好时,在相同的其它地质条件下,拔管高度小比拔管高度大夯扩后所得到的扩大端直径为大。然而,当拔管高度过小且管内的混凝土量一定时,则施工中管内存留的混凝土就多,在进行夯扩时容易出现卡管;若增加击实能量时,则容易出现将沉管夯裂。因此,式(1)、(2)有实际应用意义,但在施工过程中,必须根据具体情况,视地质土层性状,控制合理的施