CFG樁復合地基施工方法及問題探討

孟秀英

0 引言

某辦公樓位于鄭州市高新技術開發區，總建筑面積23 043.52m2，地下1層，地上11層，局部地上12層，建筑高度46.35m，建筑結構安全等級為二級，地基基礎設計等級乙級，抗震設防烈度 7度，建筑結構為現澆框架—剪力墻結構體系，地基采用CFG樁復合地基。工程設計 CFG樁共 1 388根，樁位布置呈矩形，樁間距為1 400mm×1 300mm和1 350mm×1 300mm，樁徑400mm，施工樁長16m，有效樁長15.5m，地基承載力特征值為200 kPa，樁體混凝土強度等級為C20，復合地基承載力特征值不小于300 kPa，單樁承載力特征值為450 kN。

工程所處地貌單元屬于山前沖擊鄭州西部傾斜平原區，CFG樁端落在粉土上，粉土層埋深為 24.50m，其下為粉質粘土。

1 施工準備

1.1 井點降水

辦公樓地基基礎埋深 -8.6 m。地下水埋深靜止水面位于-6.0m～-6.5m之間，年變幅為2m左右，為無壓潛水型。采用 12眼管井降水，分布在大樓基坑開挖線的南北向兩側，其中北側管井的間距為18.12m，南側管井間距為16.8m，井深為24m左右，井管選用內徑為300mm的無砂濾水混凝土管，井內安裝2.0寸潛水泵抽水，水位控制在-16m，每天觀測 1次 ～3次管井水位。

1.2 基坑開挖

辦公樓基坑開挖長102m，寬40.6m，采用分層開挖，先開挖至-5.629m處，進行CFG樁施工;CFG樁基施工完成后進行降水并進行第二次開挖。在基坑四周軸線以外留置 2.5m寬的工作面，便于打樁機械就位施工。開挖采用兩臺履帶式 1.5m3反鏟挖土，配以 6臺自卸汽車運土。根據土質情況，按照 1∶1.25的放坡系數放坡，并輔以人工修坡，當挖至離基底標高 50mm時用人工挖除剩余土方。

1.3 設備與材料

主要設備為2臺SZKL600BB型步履螺旋鉆機、2臺JS-500型混凝土攪拌機、2臺 HBT-40A型混凝土輸送泵。樁基混凝土等級為C20，5mm～25mm碎石，砂子為中砂，32.5普通硅酸鹽水泥，水膠比為0.51，其坍落度控制在160mm～200mm。

2 施工方法

2.1 施工工藝

測量放線→鉆機就位→鉆孔至設計標高→泵送混凝土充滿鉆桿芯→邊提升鉆桿邊泵送混凝土→成樁→鉆機移位打下一根樁→清理樁間土→樁頭處理→驗樁、驗槽→褥墊層施工及驗收→CFG樁復合地基檢測驗收。

2.2 施工過程

2.2.1 測量放線

在挖好的基坑里按照樁位平面圖實地測放樁位，不同部位樁間距分別為1 400mm×1 300mm，1 350mm×1 300mm，打入地下30 cm并灌入白灰，插上鋼筋，便于找樁，編寫測量放線記錄。

2.2.2 鉆孔

鉆機就位時要求平整、穩固，鉆頭對中，與地面保持垂直，誤差控制在規范要求范圍內，鉆機鉆架垂直度偏差控制在 1%以內，按梅花形的布孔用長螺旋鉆機鉆進。為保證樁孔垂直度，開孔時輕壓慢轉，控制好鉆桿的傾斜度，采用正常鉆進參數鉆進。施工中經常檢查鉆頭直徑，以防磨損而減小樁身直徑。鉆頭直徑控制在不小于400mm，達到設計深度16m后成孔完成。

2.2.3 混凝土灌注及拔管

CFG樁成孔達到設計標高后停止鉆進，用混凝土泵車向鉆管內灌注 C20混凝土，當鉆桿芯管充滿混凝土后開始拔管，嚴禁先提管后泵送，提升速度不能大于混凝土的泵送速度，成樁的拔管速度控制在1.2m/min～1.5m/min，成樁過程要連續進行，避免停機待料的情況發生。每根樁在加料時，比設計長度所需混凝土量多加0.5m～0.8m樁長混凝土量，成樁后樁頂浮漿厚度控制在 200mm以內。成樁后用水泥袋蓋好樁頭，加強保護。

2.2.4 移管及清樁

當上一根樁施工完畢后，移機進行下一根樁施工，按照梅花形的順序進行施工。施工時及時清理打孔排出的土，并對需施工的樁位進行測量復核，確保施工樁位準確。在CFG樁全部施工完成 28 d后，進行樁間土清理開挖。采用 2臺小型挖機和 2臺小型自卸汽車進行開挖和土方運輸，人工配合開挖，采用分區、分段、分層開挖。嚴格控制超挖，不得擾動建基面以下的原狀土，當挖至高于設計高程50 cm時，采用人工開挖。

2.2.5 樁頭處理

用水準儀將設計樁頭標高標在樁身上，在同一水平面同一角度對稱放置 2個或 4個鋼釬，用大錘同時擊打鋼釬截斷多余的樁頭。鋼釬不能向斜下方或單方向擊打，避免樁體承受彎矩造成樁體斷裂或產生裂縫，樁頂標高控制偏差0mm～20mm。

當斷樁或標高不夠時，將斷樁挖出，挖至斷裂部位后，清除樁頭松動混凝土及泥土，用水沖洗干凈后鑿毛，按 400mm直徑用鋼板立模、支撐固定，用C20混凝土澆灌至設計標高，樁的外圍采用與褥墊層相同的砂石進行回填壓實。

2.2.6 砂石褥墊層施工

砂石褥墊層中碎石摻量不小于 50%，碎石粒徑小于 30mm，砂∶石=3∶7(體積比)。褥墊層虛鋪厚度為225mm，壓實系數控制在0.87～0.9，每邊寬出基礎周邊 400mm，墊層采用小平板振壓 2遍～3遍達到密實，壓實后褥墊層厚度為 200mm，砂石的最佳含水率控制在 8%～10%，當達不到時適當灑水或晾曬。

需下挖的電梯井和集水井處，其斜邊的褥墊層部分，采用 C15素混凝土，厚度為50mm。電梯井、集水井坑上部與正常褥墊層交界處，用混凝土砌塊磚砌筑，高度為200mm。

2.3 質量控制

測量放線要準確，樁位偏差控制在 0.4倍的樁徑，施工的垂直偏差控制在 1%;做好水泥、砂、石、外加劑等材料檢測試驗;澆筑過程中監控混凝土質量，確?；炷恋暮鸵仔院吞涠?施工時每工作日制作一組混凝土試塊，做好記錄和養護;鉆頭提升保持勻速，提升速度不得大于混凝土澆筑速度。

3 問題探討

3.1 縮徑或斷樁

拔管速度太快或是泵送混凝土不連續時，會產生縮徑或斷樁;提鉆速率過低，會出現高壓管路堵塞甚至管路崩開等故障，造成樁身混凝土質量缺陷，甚至產生斷樁。因此，要控制拔管速度(1.2m/m in～1.5m/min)，每拔管1.5m～2.0m，留振20 s。當出現縮徑或斷樁時，可采取擴徑方法，如復打法、翻插法或局部翻插法，也可以進行加樁處理。

3.2 樁身混凝土離析

混凝土坍落度較大，在泵壓作用下，骨料與砂漿分離，會造成泌水、離析;混凝土泵送不連續，在飽和砂土、飽和粉土層中停泵待料時易造成混合料離析。要控制好混凝土坍落度(160 mm～200mm)，保證混凝土澆筑連續。當因混凝土離析造成樁身質量缺陷時，采用復打、翻插等擴徑方法處理。

3.3 樁體裂縫

樁體裂縫一般發生在離樁頂 1m左右的位置。主要原因是: 1)在進行鑿樁頭處理時，用大錘橫向錘擊力量太大;2)樁間土機械開挖過程中碰撞樁體;3)樁體尚未達到一定強度，機械行走擠壓使樁體裂縫;4)樁頂混凝土密實度不夠也易產生裂縫。故鑿樁頭時用力不可過大，采用小型機械或人工開挖樁間土，在樁體尚未達到一定強度時盡量避免樁體附近的機械行走。當樁體出現裂縫時，采用灌注水泥漿或鑿除接樁處理。

4 結語

CFG樁復合地基廣泛應用于各種建筑地基，在工程開工前，要做工藝試樁，以確定合理的施工工藝，并按照設計混合料的配合比在工藝試樁時進行試配，以確定最優配合比。施工時嚴格按照工藝要求施工，加強施工過程控制，做好施工記錄，避免或減少問題的發生。

[1] JGJ 94-94，建筑樁基技術規程[S].

[2] JGJ 79-2002，建筑地基處理技術規范[S].

[3] 閻明禮，張東剛.CFG樁復合地基技術及工程實踐[M].北京:中國水利水電出版社，2001.

[4] 習先萍.淺談CFG樁復合地基的設計與施工[J].山西建筑，2010，36(2):153-154.