CFG樁樁頂局部褥墊層施工工藝

中建一局集團第一建筑有限公司 上海 201103

1 工程概況

1.1 工程簡介

南寧市富雅·國際金融中心工程主塔樓地下4層、地上70層，建筑高度約310 m，屬于超高層建筑。本工程塔樓地基采用CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）加固天然地基，CFG樁為φ800 mm的C40素混凝土，樁身有效長度為24 m，基礎為筏板基礎，平均厚度為3.80 m，混凝土強度等級為C40、抗滲等級為P8，本工程在樁與筏板基礎之間鋪設褥墊層以實現樁土共同受力。

本工程基坑開挖深度達18 m，局部落深區可達25 m。項目位于邕江周邊，地下水位較高，且南寧雨季時間長、降雨量大，地下水作用十分明顯。建筑物周圍均為在建超高層建筑。

褥墊層對于整個超高層建筑的基礎受力起到極其重要的作用，褥墊層如果不能發揮作用，有可能導致基礎沉降不均勻，基礎一旦出問題，將影響整個工程質量和進度，甚至有可能影響到周邊超高層建筑及地鐵隧道的安全，造成不良的社會影響和巨大的經濟損失。

1.2 重、難點分析

1）本工程為超高層建筑，也是全國第一個采用對天然地基進行加固處理作為持力層的地基形式，施工的重要性不言而喻；

2）基礎筏板與CFG樁設計有褥墊層，褥墊層是樁與基礎之間設置的一層散體材料，如何保證褥墊層能夠起到使樁及土體共同承擔荷載的作用還有待考證；

3）目前關于褥墊層的做法規范在超高層建筑的應用中還無明確的要求，設計厚300 mm的褥墊層是否能夠起到褥墊層應有的作用，保證豎向荷載的有效分擔也是一大難點；褥墊層厚度過小，樁間土承載力不能充分發揮，厚度過大，樁承擔的荷載太小，復合地基中樁的設置又失去了意義。需要通過試驗確定褥墊層的壓縮模量后方可精確計算褥墊層厚度[1,2]。

2 褥墊層施工方案比選

由于褥墊層的施工質量和建筑物的安全保障是關鍵，因此在對褥墊層滿鋪方案和褥墊層局部鋪設方案進行比選后，決定采用褥墊層局部鋪設方案，即僅在樁頭設置一定厚度的褥墊層，樁間土部分澆筑混凝土墊層，使樁間土和CFG樁共同受力，發揮出樁和樁間土的強度。該方案主要優點是施工質量能夠得到較好控制，能夠處理復雜的基坑環境，不受落深區以及斜坡的影響，施工難度小，周期短。主要缺點是褥墊層厚度和夯填度缺少相關參考數據，需要進行試驗確定。

3 褥墊層環梁施工

3.1 環梁設計

在樁頭澆筑出內圈φ800 mm、外圈φ1 200 mm、厚400 mm的同心圓混凝土環梁，作為褥墊層的模板。部分樁模需要加固，采用6根φ22 mm鋼筋作為環筋，以φ8 mm@200 mm鋼筋作為箍筋，對樁模進行加固。為保證褥墊層夯實之后面層同墊層面層平齊，在混凝土環梁上部臨時澆筑厚33 mm的混凝土層作為虛鋪砂石的約束（圖1）。

圖1 樁頭褥墊層施工示意

3.2 施工工藝及措施

1）施工流程：鑿除樁頭→制作木模板→綁扎鋼筋→加設木方→驗槽→澆筑混凝土。

2）標高控制：施工時在施工區域旁支設水準儀1臺，測量人員隨時對標高進行復測。同時在振動結束后用靠尺對樁模的高度和平整度進行檢驗，嚴格控制各項指標。

2）模板制作：模板采用圓柱形結構，下部為1塊φ800 mm的圓形模板，側面先采用木條做成環形，然后外部包裹薄木板使側面光滑，上部按照抗浮模板進行制作。

4 褥墊層施工

4.1 施工流程

檢驗碎石、花米石石屑、中粗砂質量→用混凝土攪拌機配制級配砂石→塔吊吊運級配砂石→鋪設級配砂石→夯實或碾壓→找平驗收[3,4]

4.2 施工工藝

1）使用碎石∶花米石∶中粗砂∶水為5∶3∶1∶1的級配碎石作為塔樓褥墊層材料，其中碎石粒徑約為20 mm。固體材料為袋裝，檢驗合格后備用。

2）進行樁頭圈梁施工，對于需要加固的圈梁鋼筋驗收后進行澆筑。

3）混凝土圈梁強度足夠后，用混凝土攪拌機進行級配砂石的現場配制，嚴格按照級配進行配制，配制完成后用塔吊將配好的褥墊層材料全部倒入夯填部位。

4）虛鋪碎石厚度為333 mm，壓實后厚度為300 mm。5）使用平板振動器夯實，要夯實均勻，全面夯實，一般不少于3遍。

材料通過環形道路直接進入于基坑底部堆放，由于用量小，堆料對于基坑的影響可以忽略。材料堆積處與塔樓基坑落深區高度相差4 m，褥墊層材料按5∶3∶1∶1的級配比例用混凝土攪拌機攪拌均勻后，采用塔吊將配制好的褥墊層材料運至基坑，進行振動夯實（圖2、圖3）。

5 施工質量控制重點

5.1 局部夯實不到位

圖2 褥墊層環梁

圖3 樁頭褥墊層

樁頭局部褥墊層，大小較小，用一般的平板振動器夯實，邊緣處容易夯打不實。在試驗過程中出現，平板振動器平面長度大于褥墊層直徑，平板振動器無法直接與級配砂石接觸，導致夯打效果不佳。項目部在后續施工中采取了措施，將平板振動器振動板裁剪成圓形，使其能夠同級配砂石直接接觸；平板振動器貼著環梁內壁沿順時針進行夯打，經常檢查褥墊層是否出現夯打不均勻的情況，若出現不均勻夯打則應及時進行修正[5]。

5.2 材料配比控制難

在現場施工中，由于配合比復雜，工序繁多，容易出現配合錯誤。對管理進行了完善，首先在級配砂石原材料堆處設置標志板并注明用量，防止施工中砂石配合比出錯；其次，采用看板管理，看板隨材料走，進行上一道工序結束后，看板同材料一同進入下一道工序，兩者缺一不可，一道褥墊層施工完畢后，看板配合下一道褥墊層施工，有效地避免了施工過程中的配合錯誤。

5.3 后期質量保護

褥墊層施工后，在其之上還將進行基礎筏板的施工，人員往來、材料堆放，都容易給褥墊層帶來損害。在筏板第1層鋼筋綁扎完成前，褥墊層上部蓋膠合木模板作為質量保護措施。

6 結語

通過對富雅·國際金融中心工程CFG樁褥墊層的施工，從鋪設形式、砂石配比、施工工藝的選擇克服了超高層建筑褥墊層鋪設要求大、質量要求高等難題，為工程節點的順利實現提供了有力保障。