建筑施工評(píng)職論文CFG樁在地基處理中的應(yīng)用

　　摘要:本文結(jié)合工程實(shí)踐，介紹了工程大廈工程采用CFG樁復(fù)合地基，并進(jìn)行樁基的后壓漿處理,不僅提高了復(fù)合地基的承載力，而且縮短了樁長(zhǎng)，加快了施工進(jìn)度。經(jīng)試驗(yàn)及時(shí)間檢驗(yàn)，該工程地基處理效果良好，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

　　關(guān)鍵詞:CFG樁,后壓漿,地基處理

　　引言

　　GFG樁復(fù)合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高黏結(jié)強(qiáng)度樁，通過(guò)在基底和樁頂只減少設(shè)置一定厚度的褥墊層以保證樁、土共同承擔(dān)荷載，使樁、樁間土及褥墊層一起構(gòu)成復(fù)合地基。樁端持力層應(yīng)選擇承載力相對(duì)較高的土層。GFG樁復(fù)合地基時(shí)在碎石樁加固地基法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種地基處理技術(shù)，具有承載力提高幅度大、地基變形小，適用范圍廣、施工簡(jiǎn)單、投資少等特點(diǎn)。

　　1 工程概況

　　某發(fā)展大廈工程位于廣東深圳，總建筑面積約6萬(wàn)m2，為鋼骨混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)，地下4 層，地上18 層;采用筏板基礎(chǔ)，基坑南北長(zhǎng)58.54m，東西長(zhǎng)84.66m，基礎(chǔ)埋深18.5m。地下結(jié)構(gòu)分純地下室和主樓部分(核心筒及外圍框架)，其地基承載力分別要求不低于700MPa和450MPa。

　　根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告的意見(jiàn)和建議，主樓地基采用CFG樁處理。業(yè)主方委托專業(yè)地基公司進(jìn)行了CFG樁設(shè)計(jì)，選擇第2 層卵石層(即第13 層)作為持力層(見(jiàn)圖1)，樁長(zhǎng)24m，樁徑600mm，總計(jì)819 根樁。

　　按照工程總施工進(jìn)度要求，CFG 樁的施工工期僅有40d。此外，施工場(chǎng)地極其狹小，材料不能足量堆放，打樁機(jī)、挖土機(jī)運(yùn)行區(qū)域受限較多。

　　2 CFG 樁設(shè)計(jì)及后壓漿工藝

　　2.1 CFG 樁深化設(shè)計(jì)

　　為提高CFG 樁單樁承載力及滿足施工進(jìn)度要求，決定采用樁底后壓漿施工技術(shù)，以縮短樁長(zhǎng)，將持力層改為第10 層(見(jiàn)圖1、圖2)。

　　1)CFG 樁承載力計(jì)算

　　以第7號(hào)樁為例，樁徑600mm，樁長(zhǎng)9.5m，根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008 第5.3.5 條規(guī)定，對(duì)單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算。

　　壓漿前，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：Quk=1475kN。

　　樁端壓漿后，后注漿單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值： Quk=3112kN。

　　樁端后壓漿CFG 樁承載力特征值取1500kN。

　　2)樁身強(qiáng)度驗(yàn)算

　　fcu=3Ra /Ap=12.6MPa，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20。

　　3)CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)CFG 樁復(fù)合地基承載力特征值：由fspk=(mRa /Ap)+β(1-m)fsk計(jì)算得，主樓、核心筒處CFG 樁面積置換率分別為0.02394 和0.0452，由此推算出主樓、核心筒處CFG樁樁間距分別為2.25m×2.25m 和1.65m×1.65m。

　　2.2 后壓漿施工技術(shù)要求

　　1)壓漿時(shí)間

　　壓漿過(guò)早，會(huì)因樁身混凝土強(qiáng)度過(guò)低而導(dǎo)致樁體破壞;壓漿過(guò)晚，沉渣凝固堵塞壓漿通道，影響壓漿效果。該工程于混凝土澆筑2d 后進(jìn)行壓力注漿。壓漿樁與在施樁距離不小于8m。

　　2)水泥漿配比

　　水泥漿水灰比控制在0.4～0.7之間。實(shí)際壓漿過(guò)程中的做法是，先采用較稀的水泥漿，然后再用中等濃度水泥漿，最后用濃漿。

　　3)壓漿量

　　根據(jù)樁端后壓漿擴(kuò)大部分的體積，進(jìn)行壓漿量計(jì)算，確定一個(gè)基本值;然后在實(shí)際壓漿中，根據(jù)壓水試驗(yàn)及壓漿過(guò)程中的反應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。通過(guò)計(jì)算，該工程單樁水泥壓入量為600～800kg。

　　4)壓漿壓力

　　容許壓漿壓力，一般以不使底層結(jié)構(gòu)破壞或少量破壞為前提條件。對(duì)于同一根樁，在不同的壓漿階段，其所需壓漿壓力也不同。一般在底層中，初始和結(jié)束階段的注漿壓力為2～3MPa;中間階段的壓漿壓力為1～2MPa。在實(shí)際施工中，先做壓水試驗(yàn)，以疏通壓漿管的壓力作為壓漿的初始?jí)毫Γ瑝簼{的壓力為初始?jí)毫Φ?～3 倍。

　　5)壓漿終止標(biāo)準(zhǔn)

　　在施工中，隨時(shí)記錄壓漿壓力和壓漿量，并注意觀察周圍地面的變形情況。當(dāng)滿足下列條件之一時(shí)，即刻終止壓漿。

　　①壓漿總量和壓漿壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求;

　　②壓漿壓力超過(guò)1.5MPa，且水泥注入量超過(guò)600kg;

　　③壓漿總量已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的70%，且壓漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求的150%并維持5min 以上。

　　3 施工工藝

　　3.1 工藝流程

　　CFG 樁后壓漿施工工藝流程：定位放線→啟動(dòng)樁機(jī)對(duì)準(zhǔn)樁位→樁機(jī)調(diào)平、鉆桿調(diào)直→關(guān)閉鉆頭閥門，啟動(dòng)鉆頭鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高→壓送混凝土、同時(shí)啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升鉆桿直至施工設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高→插壓漿管→樁端后壓漿→成品保護(hù)。

　　3.2 施工控制要點(diǎn)

　　1)壓漿管

　　壓漿管采用Φ40 焊接鋼管。在成樁過(guò)程中，待CFG 樁樁體混凝土澆筑完成后，立即將其插入樁中。為了確保水泥漿注入樁端土體，壓漿管底部須插入樁尖土30～40cm 深處(見(jiàn)圖3)。在實(shí)際施工中，為了保證壓漿管的插入深度，采用了自制的插管振搗器(見(jiàn)圖4)。

　　壓漿管埋設(shè)好后，立即向管內(nèi)注滿清水并把兩端密封，以減少管內(nèi)外壓力差，防止壓漿管的變形影響壓漿效果。壓漿導(dǎo)管連接采用套管焊接，焊縫應(yīng)飽滿，不得有空隙。壓漿導(dǎo)管下端設(shè)置壓漿閥，每樁設(shè)置1個(gè)。

　　2)初注

　　在正式壓漿開(kāi)始前，先試壓清水。一般情況下，按2～3 級(jí)壓力逐級(jí)加壓，并要求有一定的壓水量及壓水時(shí)間，壓水壓力以壓漿管疏通時(shí)的壓力值為準(zhǔn)。初注階段壓漿壓力要小，漿液由稀到稠。操作時(shí)，要密切注意壓力、壓漿量和壓漿管的變化及壓漿節(jié)奏。該工程CFG 樁作用在砂礫石層上，砂礫石顆粒間的孔隙較大，為此采用了間歇壓漿法施工，即開(kāi)啟壓漿泵先壓漿4～5min，停泵0.5～1min，然后再壓漿;如此反復(fù)，直到結(jié)束。

　　3)二次壓漿

　　初注停止30min 后，進(jìn)行第二次壓漿。而由于持力層漿液逐漸趨于飽和狀態(tài)，第二次壓漿量很小，一般為一次壓漿量的1/3～1/4。由于CFG 樁布置較一般樁基密集，因此在壓漿后期，水泥漿注入量逐漸減小，用持續(xù)壓力時(shí)間及附近地表反映來(lái)確定終止條件。

　　4 試驗(yàn)檢測(cè)

　　在樁基施工完畢后，需進(jìn)行復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)及CFG 樁低應(yīng)變?cè)囼?yàn)。按照《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ 106-2003 及《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ 79-2002 的要求，復(fù)合地基靜載試驗(yàn)主樓和核心筒各取3 點(diǎn)，共6 組;低應(yīng)變?cè)囼?yàn)隨機(jī)抽取檢測(cè)，共檢測(cè)80 根樁。試驗(yàn)結(jié)果如下：

　　1)靜載試驗(yàn)。單樁復(fù)合地基承載力特征值大于700kPa，主樓區(qū)單樁豎向抗壓極限承載力大于3000kN，主樓區(qū)樁間土承載力特征值大于210kPa，均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

　　2)低應(yīng)變檢測(cè)。Ⅰ類樁67根，占抽檢總數(shù)的84%;Ⅱ類樁13根，占抽檢總數(shù)的16%;未發(fā)現(xiàn)Ⅲ、Ⅳ類樁。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　經(jīng)建筑沉降觀測(cè)，至結(jié)構(gòu)施工完成，該工程累計(jì)沉降量在5～15mm 之間，變形量小、均勻，這表明地基處理效果良好。實(shí)踐證明，CFG 樁施工采用后壓漿技術(shù)是可行的，對(duì)于提高復(fù)合地基承載力、縮短樁長(zhǎng)、節(jié)能降耗、加快施工進(jìn)度和節(jié)約工期等都有很大作用。后壓漿技術(shù)工藝及所用設(shè)備簡(jiǎn)單，便于普及，可帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　參考文獻(xiàn)：

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