實(shí)例分析CFG樁復(fù)合地基在高層建筑施工中的應(yīng)用

【摘 要】文章簡要分析了CFG樁復(fù)合地基的工作原理，并結(jié)合工程實(shí)例，分析了CFG樁復(fù)合地基的施工工藝及施工中常見問題及處理措施，以供參考。

【關(guān)鍵詞】CFG樁復(fù)合地基；建筑工程；施工

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁。由于其具有承載力提高幅度大、沉降量小、適用范圍廣、施工速度快、質(zhì)量容易控制、對(duì)環(huán)境無污染及工程造價(jià)低等特點(diǎn)，已被全國各地廣泛推廣應(yīng)用，現(xiàn)已成為應(yīng)用最普遍的地基加固處理技術(shù)之一。

1 CFG樁復(fù)合地基的工作原理

CFG樁是英文cement Fly-ash Gravel的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，是由碎石、砂或石屑、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的可變強(qiáng)度樁。CFG樁復(fù)合地基是在碎石樁加固地基法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基處理技術(shù)。

CFG樁復(fù)合地基由樁和樁間土，通過一定厚度的褥墊層形成復(fù)合地基，褥墊層將上部基礎(chǔ)傳來的荷載通過適當(dāng)變形分配給樁和樁間土，使兩者共同受力，并通過褥墊層協(xié)調(diào)樁間土的固結(jié)沉降，使樁間土與褥墊層、基底保持接觸，確保樁與土共同承受荷載。

CFG樁常用的成樁施工方法為振動(dòng)沉管灌注樁和長螺旋鉆孔壓灌樁，其機(jī)械化程度高、速度較快，造價(jià)較低(可比預(yù)制鋼筋混凝土樁加固節(jié)約投資30％一40％)；具有沉降變形小，處理后地基穩(wěn)定性、強(qiáng)度、承載力提高幅度大，適用范圍較廣，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房和民用工程的地基處理。

2 工程概況

某研究院綜合樓，地上6層，框架結(jié)構(gòu)，長度57.700m，寬度15.900m，基礎(chǔ)埋深-1.500m，基礎(chǔ)類型為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。場(chǎng)地天然地基承載力較低，變形計(jì)算也不能滿足要求，經(jīng)過分析比較，采用CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行處理，處理后的地基承載力及變形量能均能滿足。

3 CFG樁施工工藝

3.1 工藝流程：放樁位點(diǎn)→就位、成孔→壓灌素混凝土→邊提鉆，邊壓灌素混凝土→成樁→樁體養(yǎng)護(hù)→檢測(cè)→清樁間土及預(yù)留樁頭→鋪設(shè)褥墊層。

3.2 放樁位點(diǎn)：按照地基處理圖設(shè)計(jì)放定出每一個(gè)樁的樁位點(diǎn)，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后進(jìn)行下道工序。

3.3 就位、成孔：將長螺旋鉆就位，調(diào)整鉆機(jī)水平并固定；螺旋鉆機(jī)就位后，司鉆人員根據(jù)鉆機(jī)架上的鉛錘調(diào)節(jié)鉆機(jī)垂直度，確保垂直度偏差不大于1%。

3.4 邊提鉆，邊壓灌素混凝土：長螺旋鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)深度且等鉆桿中孔灌滿混凝土后，開始提升鉆桿、壓灌素混凝土。一邊泵送素混凝土，一邊拔管。在含水砂層段內(nèi)，適當(dāng)放慢提鉆速度，以防流砂造成塌孔、斷樁現(xiàn)象。提鉆的速率與混合料的泵送速率相協(xié)調(diào)，保證鉆桿孔內(nèi)混凝土表面高度始終略高于鉆桿底出料口，直至壓灌到場(chǎng)地地面為止。

3.5 檢測(cè)：CFG樁施工完，樁體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后，由檢測(cè)單位進(jìn)行選樁、檢測(cè)。①靜載荷檢測(cè)。選取3根樁做靜載試驗(yàn)。②樁身完整性動(dòng)測(cè)。采用低應(yīng)變法檢測(cè)，要求檢測(cè)樁數(shù)不少于完成樁數(shù)的15%。

3.6 清樁間土及預(yù)留樁頭：①清除預(yù)留的300mm厚土層。②將樁頭截?cái)嘀猎O(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，并在樁頂上找平。

3.7 鋪設(shè)褥墊層：所用的級(jí)配砂石不得含有植物殘?bào)w、垃圾等雜物，含泥量小于5%。墊層鋪設(shè)時(shí)嚴(yán)禁擾動(dòng)下臥層，防止被踐踏降低其強(qiáng)度。墊層分層鋪設(shè)應(yīng)控制每層鋪設(shè)厚度。如采用振夯壓，要做到交叉重疊1／3，防止漏振、漏壓。夯填度(夯實(shí)后的褥墊層厚度與虛鋪厚度的比值)不得大于0．9。墊層鋪設(shè)完畢后嚴(yán)禁小車及人在上面行走，必要時(shí)應(yīng)在墊層上鋪板行走。

4 質(zhì)量保證措施

4.1 工程樁嚴(yán)格按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求、試樁記錄中的有關(guān)規(guī)定和施工規(guī)范施工。

4.2 水泥要有出廠合格證，水泥及砂石均按有關(guān)文件規(guī)定取樣送實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可使用，不合格材料杜絕進(jìn)場(chǎng)。

4.3 為保證工程的施工質(zhì)量及其要求，進(jìn)場(chǎng)前要對(duì)樁機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)、維修和保養(yǎng)，保證機(jī)械設(shè)備的性能達(dá)到規(guī)定的要求。

4.4 按設(shè)計(jì)圖紙放線定位后，經(jīng)施工員及監(jiān)理檢查樁數(shù)及樁定位，符合設(shè)計(jì)要求方可樁機(jī)就位。

4.5 根據(jù)設(shè)計(jì)施工，結(jié)合地質(zhì)資料，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及實(shí)際地質(zhì)情況控制樁的有效長度。

4.6 在工程樁施工前，應(yīng)復(fù)核樁位，防止樁位偏差大于施工規(guī)范要求。

4.7 定位應(yīng)保證樁管垂直度小于l%，若發(fā)現(xiàn)樁垂直度偏大時(shí)，可將樁機(jī)前后或左右移動(dòng)至樁管垂直度小于1%。

4.8 成孔后，必須經(jīng)建設(shè)單位代表或監(jiān)理公司代表簽認(rèn)，確認(rèn)樁的成孔及深度均達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

5 常見問題及處理措施

5.1 偏樁

一般有樁平移偏差和垂直度超標(biāo)偏差兩種。多由于場(chǎng)地原因，樁機(jī)對(duì)位不仔細(xì)，地層原因使鉆孔對(duì)鉆桿跑偏等原因造成。

控制措施：

5.1.1 施工前清除地下障礙，平整壓實(shí)場(chǎng)地以防鉆機(jī)偏斜；

5.1.2 放樁位時(shí)認(rèn)真仔細(xì)，嚴(yán)格控制誤差。

5.1.3 樁機(jī)的水平度和垂直度在開鉆前和鉆進(jìn)過程中注意檢查復(fù)核。

5.2 導(dǎo)管堵塞

由于混凝土配比或塌落度不符合要求、導(dǎo)管過于彎折或者前后臺(tái)配合不夠緊密。

控制措施：

5.2.1 保證骨料的粒徑、混凝土的配比和塌落度符合要求。

5.2.2 灌注管路避免過大變徑和彎折，每次拆卸導(dǎo)管都必須清洗干凈。

5.2.3 加強(qiáng)施工管理，保證前后臺(tái)配合緊密，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。

5.3 斷樁、夾層

由于提鉆太快泵送混凝土跟不上提鉆速度或者是相鄰樁太近串孔造成。

控制措施：

5.3.1 保持混凝土灌注的連續(xù)性，可以采取加大混凝土泵量等措施。

5.3.2 嚴(yán)格控制提速，確保中心鉆桿內(nèi)有0．1m。以上的混凝土，如灌注過程中因意外原因造成灌注停滯時(shí)間大于混凝土的初凝時(shí)間時(shí)，應(yīng)重新成孔灌樁；若遇土洞時(shí)應(yīng)連續(xù)灌注，直至樁身混凝土不再下沉。

5.4 鉆頭閥門打不開

當(dāng)鉆頭構(gòu)造缺陷，樁端落在透水性好、水頭高的砂土或卵石層中時(shí)，會(huì)出現(xiàn)此問題。可采用改進(jìn)閥門的結(jié)構(gòu)型式或調(diào)整樁長，令樁端穿過砂土進(jìn)入粘性土層的措施來避免這一情況發(fā)生。

5.5 樁體上部空芯

主要是施工過程中，排氣閥不能正常工作所致，為杜絕樁體空芯，必須保證排氣閥正常工作。施工過程中，要經(jīng)常檢查排氣閥是否發(fā)生堵塞，發(fā)現(xiàn)堵塞及時(shí)清洗。

5.6 夾泥

沉管過程中管底受水壓作用，水或泥漿可能進(jìn)入樁管，或提管過程中采用反插法時(shí)易使泥漿混入樁內(nèi)造成夾泥樁。

預(yù)防措施：考慮采用預(yù)制混凝土樁尖，且沉管前在管內(nèi)灌入1.5m左右的封底混凝土。這樣，既能有效防止底部水或泥漿灌入樁管，又能加快沉管速度和有效避免管端遇到巖石或其他硬物對(duì)樁管的直接破壞，有利于延長樁管壽命。

5.7 蜂窩、孔洞

其主要原因是混凝土未按配合比計(jì)量、攪拌不均勻，或石子級(jí)配不好，或塌落度過大，或拔管時(shí)未按停拔振動(dòng)要求操作。

預(yù)防措施：嚴(yán)格按混凝土配合比材料要求進(jìn)料，攪拌時(shí)間不少于2min，控制拔管和留振時(shí)間。

5.8 縮頸

產(chǎn)生縮頸的原因較多，主要是：在拔管過程中，混凝土塌落度過小、和易性不好，擴(kuò)散壓力不夠，不能很快擴(kuò)散，或局部受到樁周土回縮擠壓作用造成縮頸；樁機(jī)卷揚(yáng)系統(tǒng)提升沉管線速度太快時(shí)，也易造成樁徑偏小或縮頸；在飽和軟土中成樁，當(dāng)采用連打作業(yè)時(shí)，新打樁對(duì)已打樁的作用主要表現(xiàn)為側(cè)壓，使得已打樁被擠成橢圓形或不規(guī)則形，產(chǎn)生嚴(yán)重的縮頸。

預(yù)防措施主要是：嚴(yán)格注意控制拔管速度，拔管速率控制在1．2m／min一1．5m／min為宜；因地下水位以下的素填土是本場(chǎng)地的軟弱層，該層內(nèi)極為容易產(chǎn)生縮頸，因此，穿過該層時(shí)，適當(dāng)放慢拔管速度，控制在0．8m／min一1m／min為宜，并采取反插，反插時(shí)適量添加混凝土，一定要使管內(nèi)混凝土面始終高于地面0．2m以上；為了增大樁身混凝土向外壓力，防止縮頸，空樁(保護(hù)樁長混凝土以上)部分在拔管移機(jī)后立刻用雜沙石進(jìn)行回填封頂。

6 結(jié)束語

總之，CFG樁具有可靠的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果，在高層和超高層地基處理中具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]王寧.CFG樁復(fù)合地基在某高層建筑地基處理中應(yīng)用[J].山西建筑，2010（27）.

[2]付敏.CFG樁復(fù)合地基在高層建筑項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].中華民居：學(xué)術(shù)刊，2010（12）.