CFG樁在東營市某廣場地基處理中的應用

劉培權

【摘要】通過工程實例，簡單介紹CFG樁加固地基的施工工藝和施工技術控制要點，闡述筆者在工作中的經驗體會，以便與廣大工程技術人員進行技術交流。建議軟土地區的高層建設也可以使用復合地基。

【關鍵詞】 復合地基；CFG樁；地基處理

水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）是水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁，樁、樁間土和褥墊層一起構成復合地基。水泥粉煤灰碎石樁法適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。CFG樁與素砼的區別在樁體材料的構成不同，而在其受力和變形方面沒有什么區別。和其他散體材料、軟體材料相比，CFG樁復合地基具有承載力提高幅度大，地基變形小的特點，并且有較大的適用范圍。目前在地基處理中得到了廣泛的應用。

1. 工程概況

擬建東營市某廣場位于東營市黃河路南側，共設計小高層住宅樓41棟，采用CFG樁復合地基，山東正元建設工程有限責任公司承攬21#、22#、37#、38#四棟高層基礎施工任務，四棟高層基礎總工程量設計為：樁數約885支，樁徑400mm，其中樁長12.5m的樁435支，樁長13.00m的樁450支，樁頭埋深-4.18m。混凝土總量約為1483.47m3。

2. 場地工程地質條件

東營市地處黃河三角洲，地貌單元為黃河沖積平原，地層為多為粘性土、粉土。地下水為第四系孔隙潛水，穩定水位埋深1.20～5.16m。靜止水位標高3.85～4.35m。據調查，場區歷年最高水位埋深0m。地下水對混凝土結構具弱腐蝕性，對混凝土結構中的鋼筋具強腐蝕性。地層情況大致如下：

①層素填土：黃褐色，松散，以粉土為主。

②層粉土：黃褐色，濕-很濕，中密，較均質。

③粉質粘土：灰褐色，軟塑，局部含腐殖質及小貝殼，局部夾粉土薄層。

④層粉土粉質粘土互層：粉土，灰褐色，很濕，中密；粉質粘土，灰褐色，軟塑-可塑。

⑤層粉砂：灰褐色，飽和，中密，均粒。

⑥層粉土粉質粘土互層：粉土，灰褐色，很濕，中密，局部夾粉砂團塊；粉質粘土，灰褐色，軟塑-可塑。

⑦粉質粘土：灰褐色，軟塑-可塑，偶見小貝殼，局部夾粉砂團塊。

⑧層粉土：黃褐色，很濕，密實，具砂感，含鐵錳質。

⑨層粉質粘土：黃褐色，軟塑-可塑，局部夾粉砂團塊，含鐵錳斑點。

3. 工藝及技術要求

地基采用CFG樁復合地基處理。樁徑400mm，樁間距1600 mm.該地基處理后，復合地基承載力特征值fspk=190KPa；樁身砼設計強度為C15。

4. 施工工藝流程

現場采用強制攪拌機攪拌砼，長螺旋成孔管內泵壓混凝土成樁方案。見施工工藝流程圖（圖1）。

圖1施工工藝流程圖

5. 設備選型配套

根據施工工藝及工期要求，為此配備的主要設備見表1：

6. 主要工序控制

6.1鉆機就位。鉆機就位時，要做到機座平穩，用鉛錘測定鉆機桅桿的垂直度，鉆頭中心與樁位偏差不得大于20mm。

6.2鉆進成孔。開孔時，將鉆頭兩活瓣合攏，鉆頭對準樁位，經質檢員檢查合格后方可施工；在鉆進過程中，隨時檢查鉆機的平穩狀態和垂直度，確保樁孔垂直度<1%；開孔鉆進至設計深度終孔，提鉆200mm左右，開動輸送泵送混合料。

按照泵送混合料速度邊送料邊提鉆，泵送砼量略大于提鉆形成的鉆孔體積。提鉆至設計樁頂并留出保護樁長0.60m。為確保在粉質粘土和粘土中成樁不縮徑，在該層泵送砼時，提鉆速度要比正常提鉆速度減少1/3，在鉆桿中的砼面要比孔內砼面高出3～5m。泵送砼與鉆桿提升等操作，要派業務熟練的專職人員統一指揮，理論和實踐相結合，即泵送砼的形成的柱狀體積，應大于提鉆的形成的柱狀體積，并結合耳聽鉆桿內砼液面的高度。

6.3泵送混凝土。接輸送泵管，把輸送泵管與螺旋鉆具連接起來，注意軟管長度要大于鉆具長度。頂端采用彎管，泵管連接處加密封圈，以防止泵管漏漿。釋放空氣：將彎管頂部放氣孔打開，泵送砼排出鉆具內空氣后，關閉放氣孔。壓灌：將鉆具提離孔底20cm左右，啟動輸送泵，泵送砼，同時開動卷揚機，勻速提動鉆具，鉆頭活門在泵壓下張開，將C15砼注入孔內，注意鉆具提升速度不大于泵送速度（排量）。壓灌混凝土至高出設計標高0.60m，停泵，提出鉆具，清理鉆具及樁頭泥土。

7. 質量檢驗

CFG樁地基檢驗應在樁身強度滿足試驗荷載條件時，宜在施工結束28d后進行。本工程采用低應變動力試驗和復合地基靜力載荷試驗兩種方法。低應變動力試驗90顆，其中I類樁75顆，II類樁10顆，III類樁5顆。靜力載荷試驗9組，工程樁做試驗，沒有做到破環，當極限承載力達到400KPa時停止了試驗，9組試驗全部合格。根據試驗可知本工程滿足設計要求，但是有一定的浪費。

8. 經驗總結

8.1CFG樁復合地基在設計時應首先滿足承載力和變形量的要求，然后再合理選用設計參數，以免浪費。

8.2本工藝在施工中出現最多的故障就是泵送砼中途堵管，一旦堵管需要重新成孔，這樣既造成材料的浪費，又因地層不穩定再次成孔困難。為此，要做到：連接彎頭的內徑要與輸料管內徑一樣大，且彎頭的弧度要合理；粗骨料級配合理，且最大粒徑≤20mm；每盤砼攪拌時間不小于90s，且坍落度控制在160～200mm之間；鉆頭底部活瓣開關要靈活可靠，鉆進時，保證活瓣閉合良好，泵送砼時，應能輕松打開活瓣。

8.3由于泵送砼時具有一定的泵壓，且樁間距較小，可能造成串孔現象。為此，在施工中采用跳打、隔打以及相鄰樁之間要錯開一定時間施工。

8.4據地質勘察報告，地下水位埋深0.40～1.0m，地層主要為粉土、粘性土組成，該地層遇水會出現縮徑現象，加之樁徑較小。因此，在施工中要確保：成樁的連續性，即鉆孔達到設計深度后及時向孔內泵送混合料，用混凝土在孔內形成的壓力阻止地下水滲入孔內；控制好提鉆速度，防止斷樁，鉆具提升速度略小于輸送到樁孔內的混合料上升速度，按照HBT60混凝土輸送泵的輸送量Q=0.97m3/min，樁的充盈系數為K=1.2計算鉆機提升速度V：

V=4QK·πD2=4×0.971.2×3.14×0.52=4.12（m/min）

參考文獻

[1]《工程地質手冊》（第四版 常士驃、張蘇民 主編）中國建筑工業出版社

[2]《巖土工程治理手冊》.林宗元主編.中國建筑工業出版社

[3]《建筑地基處理技術規范》（JGJ70-2002）中國建筑工業出版社