螺桿樁技術與CFG樁技術可行性分析與經(jīng)濟性比較

摘要：通過對螺桿樁技術與CFG樁技術可行性分析與經(jīng)濟性比較，找出技術可行遣價較低則樁型在唐山加以推廣。

關鍵詞：螺桿樁 CFG樁 技術可行性 經(jīng)濟性比較

中圖分類號：TU470 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-0045-01

1.技術性分析

1.1螺桿樁技術與CFG樁技術簡介

螺桿樁技術是在高強度鋼纖維混凝土預制螺紋樁和長螺旋灌注樁的基礎上創(chuàng)新而成，其主要技術特征表現(xiàn)為樁的“上部為直柱型，下部為螺絲型”。采用常規(guī)混凝土灌注和獨立的施工工法形成螺桿樁，達到了高強度鋼纖維混凝土全螺紋預制樁的承載力水平，并在保持其優(yōu)點的同時，更具有強度高。素螺桿樁也可以說是改良型CFG樁。CFG樁是英文Cement Fly-ash Gravel Pile的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，一般采用長螺旋鉆孔工藝成樁可變強度樁。通過調(diào)整水泥摻量及配比，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。

1.2螺桿樁技術與CFG樁技術的對比

螺桿樁與CFG樁在不配筋的情況下（復合地基）的分析：相同點：兩種樁型均是樁間土和增強體（樁）共同承擔荷載，是由樁間土承載力和單樁承載力進行合理組合疊加，必須指出此種地基承載力不是天然地基與單樁承載力的簡單疊加，需對各種因素綜合考慮。不同點：螺桿樁與CFG樁對比在成樁工藝上與受力原理上做了進一步的改進。眾所周知在正常受力情況下樁的應力分布是從上到下逐漸減小的。CFG樁是直柱型樁，在樁的下半部分由于上半部分樁摩阻力的影響，樁的直徑就有些浪費。螺桿樁則把樁分成了兩段，上部為直柱型樁下部當應力小的部分在滿足抗壓的情況下改成了螺絲型。這樣樁“上部為直柱型，下部為螺絲型”，樁體幾何斷面更符合附加應力場由上而下減少的分布規(guī)律。采用了變截面的構造形狀，滿足了附加應力的分布規(guī)律和應力分擔比及剛度變化的要求，調(diào)整了土與樁之間的作用，樁側(cè)土體應力分攤比及應力擴散度提高，樁端荷載減少，使樁身受力與土體受力協(xié)調(diào)一致。樁歸類于半擠土成型樁。螺桿樁改變了樁與土體之間相互作用的模式，樁與土界面構成了機械型咬合。將常識中“螺絲釘比釘子牢固”的道理運用在樁施工中，使其更牢固的特點得以實現(xiàn)。這樣更好的發(fā)揮了樁與土二者的共同作用，有利于更好的減少建筑物的沉降。且由于由螺絲型較直柱型截面面積減小，故材料用量也有一定的減少，經(jīng)濟性也取得了一定的效果。

2.工程應用實例

2.1工程概況

唐山市樂亭縣某住宅小區(qū)305#樓項目，此項目為地下兩層，地上18層的住宅，高度52.6m，上部結(jié)構為剪力墻結(jié)構，設防烈度為7度，基本地震加速度為0.15g，擬采用筏板基礎，基礎埋深為-6.4m。相應于荷載效應標準組合時基底壓力值P為330KPa。擬建場地基本平緩，場地及附近不存在第四系活動斷層，場地較穩(wěn)定。不存在液化現(xiàn)象，為可進行建設的一般場地。

2.2地層簡況

地質(zhì)勘察報告顯示，構成場地的地層自上而下依次為：填土、粉土、粉砂、粉質(zhì)粘土、細砂、粉土、細砂、中砂、粉土、細砂等組成。場地較穩(wěn)定。穩(wěn)定地下水位埋深為，3.6-5.8m，地下水類型為第四系孔隙水。地下水和土對混凝土結(jié)構不具腐蝕性。基礎坐落于第2層粉土，地基承載力為100 KPa。樁端坐落于第6層細砂，樁端阻力特征值為1300 KPa。

2.3地基處理方案分析

根據(jù)勘察單位提供的《唐山市樂亭縣某小區(qū)巖土工程勘察報告》，擬建建筑采用天然地基方案不成立，借鑒唐山市的地基處理經(jīng)驗，本工程最后確定為采用復合地基。建筑物以第二層粉土（地基承載力fak=100 KPa）作為持力層，持力層范圍內(nèi)地基土分布均勻不存在不利地質(zhì)，樁端坐落于第6層細砂。經(jīng)分析對比我院為甲方設計了兩套方案，分別為CFG樁、素螺桿樁。現(xiàn)結(jié)合場地地質(zhì)條件對這兩種方案進行分析如下：（1）CFG樁：CFG樁在唐山地區(qū)應用比較廣泛，施工經(jīng)驗比較多，工程實際效果也不錯。本工程采用矩形布樁，樁徑采用400mm，樁間距為1.6m×1.7m，樁長為17.0m。優(yōu)點：施工速度快，造價低，地基均勻性好，施工工藝簡單，質(zhì)量易于控制，當?shù)厥┕そ?jīng)驗較豐富。缺點：取土量大，樁孔易塌孔，且鉆具轉(zhuǎn)速高，施工過程中人員應與鉆具保持安全距離，避免被鉆具上落下的土石砸中造成傷亡事故。單樁承載力特征值取為為700kN，選用C25混凝土，樁間距為1.6m×1.7m，樁長為17m。處理后地基承載力為330 KPa。（2）素混凝土螺桿樁，螺旋擠土成孔，成孔過程樁對周圍土體進行排擠，使地基土的側(cè)向壓力增加。本工程采用矩形布樁，樁徑采用400mm，樁間距為2.0m×2.0m，樁長為17.0m。優(yōu)點：除具有CFG樁的有點外，取土量小，不存在樁端虛土問題。單樁承載力特征值取為1040kN，選用C25混凝土，樁間距為2.0m×2.0m，樁長為17m。處理后地基承載力為330 KPa。

2.4經(jīng)濟造價對比

根據(jù)場地地質(zhì)條件及施工經(jīng)驗，對本工程兩種樁型進行如下經(jīng)濟對比：（1）CFG樁：CFG布樁總數(shù)為300根，樁長為17.0m，樁徑400mm，市場單價600元/m³。預計工程造價為38.4萬元。（2）素混凝土螺桿樁：布樁總數(shù)為210根，樁長為17.0，樁徑為400mm，市場單價800元/立方米。預計工程造價30.5萬元。通過對CFG樁及素混凝土螺桿樁這兩種地基方案分析，及兩者的經(jīng)濟性分析，二者的效果素混凝土螺桿樁較好，螺桿樁的實際受力原理較優(yōu)越、經(jīng)濟效果經(jīng)濟。故甲方最后采用素混凝土螺桿樁，樁徑為400mm，樁距為2.0m×2.0m，有效樁長為17.0m。樁身采用C25混凝土，成孔采用長螺旋成孔。處理后地基承載力不小于330 KPa。

2.5荷載試驗

施工完畢后甲方聘請了具有資質(zhì)的單位對處理后的地基做了3組靜載試驗與3組單樁載荷試驗。當荷載加載到設計要求的2倍時單樁沉降值為15mm，滿足驗樁要求，故終止了試驗，未加載到極限荷載。測試結(jié)果表明，地基承載力特征值大于330KPa，能夠達到設計單位的要求。

3.結(jié)語

經(jīng)上述分析螺桿樁在提高承載力和降低混凝土用量方面比CFG樁有較好的效果。螺桿樁由于是新型樁，故在以后工程中應大力推廣。在已建實際工程竣工后沉降觀測中素螺桿樁處理的地基，建筑物的變形與不均勻沉降均滿足設計要求且沉降均勻，已取得了一定的經(jīng)濟效果。