素土擠密樁與CFG樁法應(yīng)用于自重濕陷性場地的地基處理

李文軍

（中煤建設(shè)集團工程有限公司，北京 100013）

素土擠密樁與CFG樁法應(yīng)用于自重濕陷性場地的地基處理

李文軍

（中煤建設(shè)集團工程有限公司，北京 100013）

素土擠密樁法廣泛應(yīng)用處理自重濕陷性場地土質(zhì)的濕陷性，但高層建筑施工，單一素土擠密樁法多年來的工程經(jīng)驗，不能解決承載力提高要求。通過工程實例對素土擠密樁與CFG樁復(fù)合地基處理方式用于自重濕陷性場地高層建筑的地基處理，研究其處理工藝，探討濕陷性改善效果和承載力提高效果，以其工藝簡便、造價低優(yōu)點，推廣在自重濕陷性場地高層建筑的地基處理的應(yīng)用。

素土擠密樁 CFG樁 濕陷性 高層建筑 地基處理

1　前言

對于濕陷性土質(zhì)區(qū)域高層建筑施工，需要采用素土擠密樁與CFG樁復(fù)合地基來消除濕陷性和提升地基承載力。本文結(jié)合山西河津地區(qū)工程實例分析，解決了地基承載力不足與地基濕陷性的問題。經(jīng)過進行效果針對性分析，該處理方式工藝簡便，造價低，確保消除濕陷性，保證工程質(zhì)量可以廣泛推廣。

2　工程概況及復(fù)合地基類型

擬建工程位于山西河津地區(qū)，地處地貌類型為汾河Ⅱ級階地，場地所在地區(qū)按《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB 50025—2004）劃定屬隴東－陜北－晉西地區(qū)，屬自重濕陷性場地，地基濕陷等級Ⅲ～Ⅳ級（嚴重～很嚴重）。工程設(shè)計為20棟地上18層，地下2層的高層建筑群，基底埋深-6.0m，勘探深度55m內(nèi)未見地下水，基礎(chǔ)下濕陷性黃土厚度10米～18.8米，基底荷載設(shè)計值320kpa。經(jīng)復(fù)核，設(shè)計采用樁型為素土擠密樁與CFG樁復(fù)合地基，具體參數(shù)為：

素土擠密樁（夯擴）：有效樁長15m，樁間距0.90m，正三角形布樁，設(shè)計要求處理后滿足樁身壓實系數(shù)不小于0.97，樁間土擠密系數(shù)不小于0.93，成孔直徑為400mm，成樁直徑為500mm。處理深度范圍內(nèi)全部消除濕陷性，要求復(fù)合地基承載力特征值不小于180kPa。CFG（素混凝土）樁：設(shè)計有效樁長L=16～17.0m，樁徑D=400mm，樁間距1.80m正三角形布樁，混凝土強度為C25，要求處理后復(fù)合地基承載力特征值不小于320kPa，單樁承載力特征值不小于580kN。

3　素土擠密樁與CFG樁法地基處理的原則

工程中單獨應(yīng)用素土擠密樁或CFG樁處理地基已有許多成功實例，但都有應(yīng)用范圍的局限性。素土擠密樁是由樁間擠密土和回填素土夯實的樁體組成，它是一種人工復(fù)合地基，其作用是通過素土擠密樁法提高地基的密實度，處理地下水位以上的濕陷性黃土，以消除黃土地基的自重濕陷性，提高地基土承載力和增強其水穩(wěn)性。但單用素土擠密樁不能滿足高層建筑對地基承載力的要求。CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁，和樁間土及其上面的褥墊層一起組成CFG復(fù)合地基，通過褥墊層共同承擔上部荷載，適用于處理粘性土、粉土、砂土等地基，但對濕陷性黃土地基、軟塑、流塑狀態(tài)的地基土不適用。鑒于兩種樁單獨不能滿足設(shè)計要求，故采用素土擠密樁與CFG樁聯(lián)合應(yīng)用，即素土擠密樁部分或完全消除黃土的濕陷性，提高樁間土的承載能力，增加樁間土對CFG樁的側(cè)摩阻力，加上CFG樁樁體承載力高的特點，實現(xiàn)承載力設(shè)計要求。

4　素土擠密樁與CFG樁復(fù)合地基工藝分析

4.1素土擠密樁地基處理工藝及要求

測量放線→樁機就位→擠密成孔→樁孔夯填→表層處理。（1）測量放線固定點位時采用灌注白灰法，將鋼釬打孔作為放樣的方法，孔深約為25cm。（2）樁機就位要注意吊架能夠牢固地支撐在樁機當中。（3）擠密成孔要檢驗垂直度，偏差控制在1.5%以下，超過1.5%需要返工。（4）樁孔夯填前要對填土取樣測量，以便了解其干密度，從而確定回填量。（5）夯孔完成后對表層填土進行處理，確保夯填質(zhì)量。

4.2CFG樁地基處理工藝及要求

測量放線→樁機定位→校正鉆桿鉆進→啟動樁機，旋轉(zhuǎn)鉆進下沉至設(shè)計樁底→啟動砼輸送泵至鉆桿充滿砼后，邊提升邊繼續(xù)壓灌砼至設(shè)計樁頂→成樁→移至下一樁位重復(fù)上述工序施工→樁頭保護及樁體養(yǎng)護。（1）測量放線，樁機定位要注意地基的平整度，要保證鉆機處于垂直狀態(tài)，底座處于水平狀態(tài)。（2）鉆進成孔施工將樁機的鉆頭閥門關(guān)閉，同時下放鉆桿，當鉆頭到達地面時，便可啟動錘頭。（3）將混凝土灌入鉆孔同時注意提升鉆桿，使提升速度保持在2～4m/min之間，以便控制成樁質(zhì)量。（4）檢查成樁質(zhì)量，符合要求則可進行下一個樁位的施工。

5　地基處理效果分析

5.1濕陷性消除效果分析

素土擠密樁處理后，取現(xiàn)場開挖土及試樁施工成孔土樣，通過素土擊實試驗，探井開挖及取樣，素土（夯擴）樁樁身密度試驗，素土擠密（夯擴）樁樁間土密度試驗，素土壓實系數(shù)介于0.96～0.99之間，單樁素土平均壓實系數(shù)介于0.97～0.98。全部試樁樁體素土平均壓實系數(shù)為0.98，樁體素土壓實基本基本均勻，表明樁體素土夯填質(zhì)量較好，滿足設(shè)計要求。經(jīng)濕陷性試驗數(shù)據(jù)分析，樁間土不存在濕陷性，樁間土的干密度得到顯著的提升。表明利用素土擠密樁對濕陷性黃土地基進行處理之后，地基原有性質(zhì)得到有效改善，不但能夠使?jié)裣菪缘靡韵瑫r也可以降低原狀黃土地基所具有的壓縮性，從而使?jié)裣菪渣S土地基強度以及承載力水平得以提高。

5.2承載力提升效果分析

CFG樁養(yǎng)護期后，采用單樁復(fù)合地基靜載荷試驗，根據(jù)靜載荷試驗結(jié)果及規(guī)范有關(guān)規(guī)定，取最大加載量的一半為各試驗點復(fù)合地基承載力特征值，即各試驗點承載力特征值均為320kPa。所以，該場地經(jīng)素土擠密后+CFG樁處理，其復(fù)合地基承載力特征值為fspk≥320kPa，滿足設(shè)計要求。

6　結(jié)語

本工程采用素土擠密（夯擴）樁+CFG（素混凝土）樁復(fù)合地基方案進行地基處理是可行的。試樁所用設(shè)備和工藝符合本工程實際地質(zhì)條件，成孔成樁質(zhì)量良好，施工進度快。其工藝簡便，造價經(jīng)濟，值得在濕陷性黃土地區(qū)的高層建筑地基處理中推廣。

［1］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ 79-2002、J220-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［2］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50025-2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.