ＣＦＧ樁復合地基在建筑工程中的應用

[摘要]CFG樁復合地基是處理軟弱地基的一種新方法,在軟基處理中得到了廣泛的應用。首先,介紹工程概況與場地地層參數;其次,對CFG樁進行詳細的設計;接著,對設計的CFG樁進行試驗,試驗結果符合設計要求;最后,介紹CFG的施工控制方法。

[關鍵詞]CFG樁復合地基水泥粉煤灰碎石樁

中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0710099-01

水泥粉煤灰碎石樁(簡稱CFG樁),是近年發展起來處理軟弱地基的一種新方法,它是在碎石樁的基礎上摻入適量石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌合后制成具有一定強度的樁體。其骨料仍為碎石,用摻入石屑來改善顆粒級配;摻入粉煤灰來改善混合料的和易性,并利用其活性減少水泥用量;摻入少量水泥使其具有一定粘結強度,它是一種低強度混凝土樁,可充分利用樁間上的承載力,并可傳遞到深層地基上中去,具有較好的技術性能和經濟效果。因此,近年來在高層建筑軟基處理及整治中得到了越來越廣泛的應用。

一、工程概況與場地地層參數

我市某高層住宅樓工程,剪力墻結構,地下1層,地上11層,基礎為筏板基礎。場地原地形起伏較大,并分布有魚塘。魚塘填土時局部淤泥未清除徹底,填土為黃褐色粉質粘土,厚度7-12m。填土時間短,未按規范碾壓,為未完全固結土,不宜做基礎持力層,需要進行地基加固處理。設計要求地基處理后的地基承載力為300kPa,經過技術、經濟分析,決定采用CFG樁加固處理。

二、CFG樁設計

1.樁徑。樁徑取決于所使用的施工設備,采用長螺旋鉆管內泵壓CFG混合料施工工藝,螺旋葉片直徑為400mm或600mm,本工程取值為400mm。2.樁長。在已知復合地基承載力和天然地基承載力情況下,確定樁徑、樁距后,結合地基土性質與施工方法即可估算樁長。經過計算本工程有效樁長9～14m。3.樁距。樁距的大小取決于設計要求的復合地基承載力、土性與施工機具,經過綜合考慮,本工程樁距900～1100mm,按矩形排列,置換率m=14%。4.褥墊層。褥墊層的材料采用礫砂,褥墊層的加固范圍要比基底面積大,厚度一般取10～30cm為宜,本工程褥墊層厚度為30cm。

三、試樁

根據上述設計,選擇單樁、單樁復合地基共5組進行載荷試驗,試驗前樁端均做了低應變動測,樁身質量完好。試驗成果如表1所示。

表1試樁結果

荷載試驗成果表明,單樁承載力標準值為310～350kN;復合地基承載力為427～446kPa,變形模量為80.3～150.8Mpa。采用CFG樁復合地基能滿足設計要求的。

四、CFG樁施工

(一)CFG樁材料及配比。CFG樁樁身混合料強度等級為C20,施工時配合比為水泥:砂:石子:粉煤灰=300:720:1160(㎏/m3)。本工程材料采用普通硅酸鹽水泥、中粗砂、5～10mm的碎石、II級粉煤灰,混合料塌落度為16～20cm。

(二)施工工藝。CFG樁施工工藝流程如下:

測放砂石樁樁位→砂石樁施工→測放CFG樁樁位→取土成孔、鑒定土層、測孔深→拋石夯擊孔底→填樁料夯擊至樁頂、測量樁頂標高、完成一根樁的制作→完成整個場地樁的制作→檢測→鋪填褥墊層。

(三)施工控制措施。

1.CFG樁成孔。(1)由專職測量人員按設計樁位放樣定點,復核后方允許施工。(2)樁位中心采用插木楔、撒白灰方式,以便被土層覆蓋后尋找。施工中注意保護,必要時再進行樁位復核。(3)鉆機就位準確,并采取相應措施保持穩固,確保鉆進過程中不發生傾斜、移位,使成孔孔徑規則,避免產生橢圓孔或麻花孔;樁長進入持力層500mm,樁孔成形后填料前空樁裸沖3～5次,并用粒徑約為10cm的卵石拋入孔底并夯擊,密實孔底土層。(4)對淤泥質粘土層較深處,若成孔困難可采用套管跟管鉆進,以避免縮徑造成缺陷樁。(5)施工中樁長允許偏差為100mm,樁徑允許偏差為20mm,垂直度允許偏差為1%,對滿堂布樁基礎,樁位允許偏差為0.5倍樁徑;對條形基礎,垂直于軸線方問的樁位允許偏差為0.25倍樁徑;順軸線方向的樁位允許偏差為0.3倍樁徑;對單排布樁樁位允許偏差不得大于60mm。

2.CFG樁填料。(1)硅夯填過程中保持連續作業,不得中斷。(2)每次填料為一斗車約0.08m2,填料高度不超過0.6m,每次填料夯擊數為5～8擊,落距約為2m。(3)填料施工進程中產生塌孔,需重新成孔以保證不斷樁。(4)CFG樁材料應嚴格按實驗室提供的混合料配合比進行施工。控制最后填料量及夯擊次數,保證樁頂標高及樁頂強度。(5)夯填完畢及時清理填料現場,并整理原始記錄。

3.CFG樁樁體材料的控制。(1)混合料由專人負責攪拌,按規定取樣及送檢。(2)施工過程中,抽樣作混合料試塊,每臺機械1d應做一組(3塊)試塊,(邊長為150mm的立方體),標準養護為28d,測定其立方體抗壓強度。

4.CFG樁褥墊層施工。(1)嚴格控制砂卵石料的質量(主要是級配),對干燥的料應撒入少量水以保持一定的濕潤。(2)褥墊層鋪設宜采用靜力壓實法,當基礎底面下樁間上的含水量較小時,也可采用動力壓實法,褥墊夯實后的厚度與虛鋪厚度的比值不得大于0.9。(3)褥墊層厚度為300mm。

5.復合地基檢測。(1)復合地基檢測必須在樁體強度滿足試驗荷載條件時進行,一般宜在施工結束I4～28d后進行。(2)復合地基承載力宜用單樁復合地基載荷試驗確定,實驗數量不應少于3個試驗點,抽取總樁數的10%,進行低應變動力檢測樁身結構完整性。

五、結束語

1.CFG樁適用于飽和軟土地基加固,工藝設備簡單,操作方便快速,施工效率較高。2.CFG樁質量可靠,樁身質量受地層影響小,單樁承載力離散性小,檢測直觀。3.CFG樁復合地基中的褥墊層設置,能夠充分發揮樁間土的作用,CFG樁由于在樁體材料中加入工業廢料粉煤灰,可以減少環

境污染,又達到了廢物利用的目的,同時,降低工程造價。4.CFG樁、樁間土、褥墊層共同形成CFG樁復合地基,通過墊層調節樁土應力比,充分利用了樁間土的工程性能。

參考文獻:

[1]《建筑地基處理技術規范),JGJ79-2002,北京,2002.

[2]牛志榮、李宏,《復合地基處理及其工程實例》,中國建材工業出版社,2000.

[3]閻明禮、張東剛,《CFG樁地基處理技術及工程實踐》,中國水利水電出版社,2001.1.

作者簡介:

蔣陽春(1974-),男,漢族,廣西桂林人,本科學歷,就職于柳州市鑫潤建設項目管理有限公司。