房屋建筑施工中的地基處理技術探討

陳 溟

廣東中創建設有限公司

房屋建筑施工中的地基處理技術探討

陳 溟

廣東中創建設有限公司

在房屋建筑施工中，地基處理質量會對整項工程的施工質量產生直接的影響，因此應當引起高度重視。為了提高房屋建筑的地基處理質量，本案筆者以和平縣江景雅苑商住樓A、B工程為例，探討CFG樁復合地基在房屋建筑施工中的應用。

房屋建筑；地基處理；CFG樁復合地基

1 工程概況

和平縣江景雅苑商住樓包括A、B兩棟建筑，共8層，建筑總面積20 574 m2，并設有一層地下室及其±0.00標高是526.150m。該建筑工程采用框架-剪力墻結構、筏板基礎及其標高是519.350m。據勘查報告顯示，施工場地的地層見表1。

結合表1可知，該場地地基土層的變化較大、均勻性及承載力都較差，則不宜選用天然地基。據設計要求規定，加固后復合地基的承載力特征值 fspk≥400kPa，壓縮模量Es≥20MPa，則建議選用CFG樁加固處理技術，具體運用“長螺旋成孔+管內泵壓混凝土成樁”的施工方法，其中樁徑500mm及樁端持力層選在中風化泥巖層。

2 CFG樁制樁材料

CFG樁由水、水泥、碎石、砂或石屑及粉煤灰制成。其中，粉煤灰選擇Ⅱ、Ⅲ級粉煤灰，其作用是減少水泥用量及使混合料的和易性更強；碎石選擇粒徑20-40mm、最大粒徑≤50mm及含泥量≤2%的石子；砂選擇不含雜物、含泥量≤3%的中粗砂，而石屑的粒徑2.5-10mm、含泥量≤3%；水泥的選擇要求滿足保水性能好、泵送混合料不易泌水、和易性強及流動性大等要求，其中高層樁選擇C15-25的#425普通硅酸鹽水泥，注意嚴控混合料的坍落度，即控制在18-20為宜。

3 CFG樁的設計

（1）計算參數的選取

依據地勘報告，選取表2所示參數進行設計計算。

表2 設計參數的選取

1 5 2 0 3 5_②2②3②4 1 1 0 1 5 0 2 3 0 1 0 0 0③3.5 4.5 9.0___9 0 0 2 3 0 0

備注：fak-承載力特征值；qp_極限阻力標準值；qsik_極限側阻力標準值。

依據JGJ79-2012，CFG樁樁間土承載力特征值 fspk滿足下列函數式：

式中，m-計算面積置換率；de-等效圓直徑。其中，正方形布樁、等邊三角形布樁的de分別是1.13s和1.051s。綜上可算得，fspk取180kPa。

（2）CFG樁的設計

在CFG樁復合地基設計中，涉及樁長、樁徑、樁體強度、樁距及材料等設計參數。其中在和平縣江景雅苑商住樓工程中，CFG樁樁端持力層選在中風化泥巖層，樁頂設計標高是517.650m。據地勘報告，按15.0m控制最短有效樁長，而最大樁長22.0m、樁長平均值19.0m、設計樁徑500mm、樁距2.1m及樁芯混凝土強度等級C15。場地地層的變化較大，則算得②1、②2、②3、②4層樁間土的厚度分別是4.0m、5.0m、4.0m及2.0m。依據樁周土的摩阻與端阻，算得單樁承載力Ra1=1087.8kN；依據樁芯混凝土的強度，算得Ra2=1413.7kN，則得單樁豎向承載力的特征值Ra=1087.8kN。綜上可得，m=0.051，de=2.205m，fcu（樁體抗壓強度均值）=16620kPa，A、B棟樓的CFG樁數分別是556根和392根。經驗算確定，fspk=421.5kPa，ES=20.6MPa，均與設計要求相符；A、B棟樓的實際布樁數分別是609根和436根。

（3）褥墊層設計

在CFG樁復合地基設計中，褥墊層設計尤其關鍵，即其可調整樁土的應力比。在案例工程中，褥墊層厚度設計為300mm，具體選用由碎石、中粗砂制成的混合料，其中碎石粒徑應≤30mm。在鋪設褥墊層時，建議運用靜力壓實法，以保證褥墊層在夯實后的厚度與虛鋪厚度的比值≤0.90。

4 CFG樁的工藝流程

在案例工程中，CFG樁復合地基施工的工藝流程如下：施工準備→原地面處理→樁位測量放樣→鉆機就位→混合料的拌制與運輸→鉆進成孔→灌注與拔管→移機→樁間土清除→截樁施工。下面，筆者著重論述CFG樁復合地基施工中較為關鍵的幾點工序：

（1）鉆機就位

鉆機就位直接關系到CFG樁復合地基后續施工的效果，則要求其滿足下列要求：一是鉆桿與樁位中心垂直，并現場觀察鉆架上標桿是否與鉆架緊貼、與下部標高對齊；二是正式施工前，現場技術人員組織檢查樁位中心及其垂直度。

（2）鉆進成孔

鉆進成孔是CFG樁復合地基施工最為關鍵的步驟之一，其要求明確下列操作要點：一是在開始鉆孔時，先關閉鉆頭閥門，再向下移動鉆桿，以使鉆頭與地面接觸；二是開啟鉆機馬達鉆進，鉆速先慢后快，并跟蹤檢查鉆孔偏差及進行糾偏；三是在鉆進成孔中，若出現鉆桿搖晃現象，則應放慢進尺，以防鉆頭損壞或鉆孔偏移；四是在鉆至設計深度后，先由監理工程師確認，再決定是否終孔，且如實記錄下開鉆時間、鉆進速度、成樁瞬間電流及不同地質條件下的電流值。

（3）灌注與拔管

在CFG樁復合地基施工中，灌注混合料與拔管被認為是最為核心的步驟，其操作要點如下：一是在灌注混凝土前，組織試驗人員檢查混合料的坍落度等，并制作150×150×150mm的28d抗壓強度試塊；二是成孔至設計樁底，即在鉆桿搖晃劇烈、鉆機電流值150A后，繼續鉆進50cm以上為宜；三是泵送混合料，并在混合料充滿鉆芯后拔管，期間密切檢查鉆桿狀態、彎頭及泵送壓力等，以防導管堵塞；四是按拔管速度來控制混合料的泵送量，其中拔管速度以2-3m/min為宜，注意一次性灌注成樁；五是在泵送過程，將導管埋入混合料約1m，且每一根樁的灌入量應滿足設計值；六是施工樁頂高程應高出設計值50cm，以保證樁長達15.0-22.0m及樁體質量合格。

（4）移機

上一根樁施工結束后，直接移動鉆機至下一根樁位進行施工，具體施工要點與前一根樁相同。

（5）截樁施工

截樁施工是CFG樁復合地基施工的最后步驟，其是用專用截樁機截除超出樁體設計標高的樁頭。倘若在開挖基槽或截樁時，樁體長度比設計標高低，則用與樁體相同的混合料接樁，并使其超出樁體四周約200mm。

5 結論

通過運用經緯儀測得，樁位縱、橫向及垂直度的偏差都在允許范圍內，且通過開挖50-100cm后，用鋼尺丈量發現樁體的有效直徑滿足設計要求?？梢姡陌刚劶暗腃FG樁復合地基施工質量達標，可保證其在房屋建筑施工中發揮應有的加固作用。案例工程地基處理的驗收結果顯示，完全合格，從而為CFG樁復合地基技術在類似工程中的應用提供了參考價值。

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