载体桩技术的介绍}

1、工艺概况

“载体桩”作为一项高新发明的专利技术，不同于现有的任何地基基础施工技术。它改变了传统的地基基础处理观念，通过对一系列施工参数的控制，利用重锤对桩端下的土体进行连续填料夯击，并通过三击贯入度作为收锤标准，形成了从内到外由夯实干硬性混凝土、夯实填充料、挤密土体和影响土体构成的复合载体。这样桩端下被加固土层中一定范围的土体（直径2～3米，深度3～5米）得到了最优的密实。上部建筑物的荷载通过桩身传力杆传到复合载体进行充分的应力扩散后被分层传递到被加固土层下的较好持力土层，从而有效的缩短桩长，并大幅度提高了单桩承载力，减小桩基沉降。该技术的核心是研究土体的密实理论。

2、工艺原理及特点

2.1工艺原理

载体桩的受力类似扩展基础。当上部荷载传递到载体后，通过干硬性混凝土、填充料和挤密土体，应力逐级进行扩散，形成多级的扩展基础，最终将荷载传递到承载力高，压缩性低的持力层，大大提高了承载力，减少了基础变形。若采用承台梁加载体桩，其受力为一条形基础受力；若采用满堂布置的载体桩时，其受力为筏板基础受力。
载体基础承载力的计算公式为
Ra = fa·Ae
通过调整不同的施工参数，能实现不同的Ae值，达到不同的承载力。

2.2工艺特点

1、节能
由于该桩型的技术核心是研究土体的密实理论，达到的效果是使上部建筑物的荷载通过桩身传力杆传到复合载体进行充分的应力扩散后被分层传递到被密实土层下的较好持力层，所以其成桩的土层比常规桩成桩的土层浅且单桩承载力高。因此，该桩具有桩身短、桩数少的优点，因而其成本低，和常规桩对比，造价节省了20%～60%。
2、环保
由于该桩型对其所成桩的土层进行挤密加实的过程中大部分填充料为建筑废料和工业废料（建筑物拆除后遗留的砖块、混凝土块、碎石及矿渣等碎料），从而起到了对本该进行处理的废料深埋到地下重新利用的作用，因而达到了环保的效果。正因为如此，该桩型也被建设部认为是“环保型桩型”。
3、质量稳定、可靠
由于载体桩的施工工艺是一种将条基、独立基础或筏板基础进行深层施工的技术，故该桩型基础是均匀沉降且沉降量小，从而达到使应用该桩型的建筑物质量稳定牢固的效果。

3、施工方法

4、质量控制

4.1控制桩位

用全站仪和钢卷尺按建筑物轴线定位桩孔，孔位偏差控制在20㎜以内。

4.2严格控制桩身垂直度

桩机定位后用细长锤成孔，由于护筒直径与桩径匹配，桩径一般不易出现偏差，但因为场地平整等原因，桩机的打桩架可能不垂直于地面，造成护筒不垂直，导致桩孔位不垂直，所以在成孔前和成孔过程中，要严格控制打桩架的垂直度，确保桩孔垂直度在允许偏差1﹪之内。

4.3控制夯扩体的投料量

桩孔成型后，填入砖块，反复夯实挤密。投料量根据每根桩所处的地质条件异同而变化，投入量不宜大于1.8M3，如投料量大于1.8 M3时，应调整桩长或改变施工参数。

4.4严格控制三击灌入度

填完砖块后，用3.5吨的细长锤，落距6米，连续三次锤击的累计下沉量要严格控制在12㎝内。

4.5控制钢筋笼的制作与安装

钢筋笼采用点焊制作而成，主筋连接采用双面焊，焊接要注意同心与焊条规格，同一截面上主筋接头不得超过总配筋量的50﹪，箍筋间距和加劲筋距离严格按设计要求施工。钢筋笼安放时注意孔位，注意吊装时的安全。

4.6控制混凝土灌注质量

工程采用现场搅拌混凝土，开盘前严格控制混凝土坍落度，保持坍落度位100～120㎜。混凝土的浇注量要依据理论计算值进行控制，如发现异常及时解决。混凝土浇注完成后，提出护筒，护筒提升过程应严格控制速度，密切观察混凝土的沉降量，拔管速度过快易出现缩颈现象，严重者甚至断桩。护筒提出后，插入振捣棒进行振捣，注意插入深度，并快插慢拔。

5、载体桩与夯扩桩的本质区别

载体桩与夯扩桩最后形成的桩端和桩身外形有些相似，开始接触时很容易误认为是类似桩型，其实载体桩与夯扩桩是完全不同的两种桩型；可从以下几方面进行比较:

4.1成桩原理不同

1、夯扩桩其单桩承载力由桩侧摩阻力和桩端阻力构成，夯扩部分因为锤击能量通过内管传递，作用在混凝土的能量有较大的损失，使其混凝土被挤压在外管，扩大部分仅增加了桩端的受力面积，对桩端持力层土体的力学性质没有得到应有改善，所以就其成桩机理来看，增加桩端承载力也有一定的限度。
2、载体桩其单桩承载力特征值，主要由桩端承载力即可满足设计要求。其载体材料经过反复夯实，挤密而在桩端形成并对载体周围土体进行挤密，该技术的核心是研究深层土体的密实理论，其重点为采取适当能量，填以适当填料实现土体最大限度的密实，提高单桩承载力。
载体桩突破了传统的桩基础和地基处理观念避软就硬，通过对承载性能较好土层的工艺处理，使复合载体形成等效扩展基础，而混凝土桩身相当于传力杆。在计算单桩承载力时，桩侧阻力可忽略不计。

4.2成桩工艺不同

1、夯扩桩扩大部分由桩锤和内夯管分两次夯击管内的混凝土而成，能量通过内夯管传递，造成一定的能量损失，难以对桩端周围土体挤密，扩大部分达到标准的控制参数没有，只能凭经验来控制扩大部分的形成，带有一定的盲目性。
2、载体桩载体是在重锤反复夯击下，在桩端土层内形成，使载体周围土体达到最大密实。载体质量的控制参数为三击贯入度，保证了载体和周围土体形成等效扩展基础。

4.3单桩承载力计算方法不同

综上述，由于夯扩桩与载体桩的成桩原理及成桩工艺的差异，反映出的单桩承载力不同。
夯扩桩因扩大部分不能完全承担单桩荷载，其单桩承载力特征值由桩侧摩阻力和桩端阻力构成，其单桩承载力特征值计算公式为：
Ra=Up∑qsiaLi+qpaAe(式中表示含义同前)
载体桩基础的受力和变形主要以等效扩展基础下土体的受力和变形，但考虑承台下群桩的相互影响，在计算单桩承载力时桩侧摩阻力作为安全储备不做计算，即取Up∑qsiaLi=0，其单桩承载力特征值计算公式可简化为：
Ra= fa·Ae
fa为深度修正后的地基土体承载力特征值，其表达式为：
fa=fak+ndγm(ι- 0.5)