ＣＦＧ桩复合地基在建筑工程中的应用

[摘要]CFG桩复合地基是处理软弱地基的一种新方法,在软基处理中得到了广泛的应用。首先,介绍工程概况与场地地层参数;其次,对CFG桩进行详细的设计;接着,对设计的CFG桩进行试验,试验结果符合设计要求;最后,介绍CFG的施工控制方法。

[关键词]CFG桩复合地基水泥粉煤灰碎石桩

中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0710099-01

水泥粉煤灰碎石桩(简称CFG桩),是近年发展起来处理软弱地基的一种新方法,它是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌合后制成具有一定强度的桩体。其骨料仍为碎石,用掺入石屑来改善颗粒级配;掺入粉煤灰来改善混合料的和易性,并利用其活性减少水泥用量;掺入少量水泥使其具有一定粘结强度,它是一种低强度混凝土桩,可充分利用桩间上的承载力,并可传递到深层地基上中去,具有较好的技术性能和经济效果。因此,近年来在高层建筑软基处理及整治中得到了越来越广泛的应用。

一、工程概况与场地地层参数

我市某高层住宅楼工程,剪力墙结构,地下1层,地上11层,基础为筏板基础。场地原地形起伏较大,并分布有鱼塘。鱼塘填土时局部淤泥未清除彻底,填土为黄褐色粉质粘土,厚度7-12m。填土时间短,未按规范碾压,为未完全固结土,不宜做基础持力层,需要进行地基加固处理。设计要求地基处理后的地基承载力为300kPa,经过技术、经济分析,决定采用CFG桩加固处理。

二、CFG桩设计

1.桩径。桩径取决于所使用的施工设备,采用长螺旋钻管内泵压CFG混合料施工工艺,螺旋叶片直径为400mm或600mm,本工程取值为400mm。2.桩长。在已知复合地基承载力和天然地基承载力情况下,确定桩径、桩距后,结合地基土性质与施工方法即可估算桩长。经过计算本工程有效桩长9～14m。3.桩距。桩距的大小取决于设计要求的复合地基承载力、土性与施工机具,经过综合考虑,本工程桩距900～1100mm,按矩形排列,置换率m=14%。4.褥垫层。褥垫层的材料采用砾砂,褥垫层的加固范围要比基底面积大,厚度一般取10～30cm为宜,本工程褥垫层厚度为30cm。

三、试桩

根据上述设计,选择单桩、单桩复合地基共5组进行载荷试验,试验前桩端均做了低应变动测,桩身质量完好。试验成果如表1所示。

表1试桩结果

荷载试验成果表明,单桩承载力标准值为310～350kN;复合地基承载力为427～446kPa,变形模量为80.3～150.8Mpa。采用CFG桩复合地基能满足设计要求的。

四、CFG桩施工

(一)CFG桩材料及配比。CFG桩桩身混合料强度等级为C20,施工时配合比为水泥:砂:石子:粉煤灰=300:720:1160(㎏/m3)。本工程材料采用普通硅酸盐水泥、中粗砂、5～10mm的碎石、II级粉煤灰,混合料塌落度为16～20cm。

(二)施工工艺。CFG桩施工工艺流程如下:

测放砂石桩桩位→砂石桩施工→测放CFG桩桩位→取土成孔、鉴定土层、测孔深→抛石夯击孔底→填桩料夯击至桩顶、测量桩顶标高、完成一根桩的制作→完成整个场地桩的制作→检测→铺填褥垫层。

(三)施工控制措施。

1.CFG桩成孔。(1)由专职测量人员按设计桩位放样定点,复核后方允许施工。(2)桩位中心采用插木楔、撒白灰方式,以便被土层覆盖后寻找。施工中注意保护,必要时再进行桩位复核。(3)钻机就位准确,并采取相应措施保持稳固,确保钻进过程中不发生倾斜、移位,使成孔孔径规则,避免产生椭圆孔或麻花孔;桩长进入持力层500mm,桩孔成形后填料前空桩裸冲3～5次,并用粒径约为10cm的卵石抛入孔底并夯击,密实孔底土层。(4)对淤泥质粘土层较深处,若成孔困难可采用套管跟管钻进,以避免缩径造成缺陷桩。(5)施工中桩长允许偏差为100mm,桩径允许偏差为20mm,垂直度允许偏差为1%,对满堂布桩基础,桩位允许偏差为0.5倍桩径;对条形基础,垂直于轴线方问的桩位允许偏差为0.25倍桩径;顺轴线方向的桩位允许偏差为0.3倍桩径;对单排布桩桩位允许偏差不得大于60mm。

2.CFG桩填料。(1)硅夯填过程中保持连续作业,不得中断。(2)每次填料为一斗车约0.08m2,填料高度不超过0.6m,每次填料夯击数为5～8击,落距约为2m。(3)填料施工进程中产生塌孔,需重新成孔以保证不断桩。(4)CFG桩材料应严格按实验室提供的混合料配合比进行施工。控制最后填料量及夯击次数,保证桩顶标高及桩顶强度。(5)夯填完毕及时清理填料现场,并整理原始记录。

3.CFG桩桩体材料的控制。(1)混合料由专人负责搅拌,按规定取样及送检。(2)施工过程中,抽样作混合料试块,每台机械1d应做一组(3块)试块,(边长为150mm的立方体),标准养护为28d,测定其立方体抗压强度。

4.CFG桩褥垫层施工。(1)严格控制砂卵石料的质量(主要是级配),对干燥的料应撒入少量水以保持一定的湿润。(2)褥垫层铺设宜采用静力压实法,当基础底面下桩间上的含水量较小时,也可采用动力压实法,褥垫夯实后的厚度与虚铺厚度的比值不得大于0.9。(3)褥垫层厚度为300mm。

5.复合地基检测。(1)复合地基检测必须在桩体强度满足试验荷载条件时进行,一般宜在施工结束I4～28d后进行。(2)复合地基承载力宜用单桩复合地基载荷试验确定,实验数量不应少于3个试验点,抽取总桩数的10%,进行低应变动力检测桩身结构完整性。

五、结束语

1.CFG桩适用于饱和软土地基加固,工艺设备简单,操作方便快速,施工效率较高。2.CFG桩质量可靠,桩身质量受地层影响小,单桩承载力离散性小,检测直观。3.CFG桩复合地基中的褥垫层设置,能够充分发挥桩间土的作用,CFG桩由于在桩体材料中加入工业废料粉煤灰,可以减少环

境污染,又达到了废物利用的目的,同时,降低工程造价。4.CFG桩、桩间土、褥垫层共同形成CFG桩复合地基,通过垫层调节桩土应力比,充分利用了桩间土的工程性能。

参考文献:

[1]《建筑地基处理技术规范),JGJ79-2002,北京,2002.

[2]牛志荣、李宏,《复合地基处理及其工程实例》,中国建材工业出版社,2000.

[3]阎明礼、张东刚,《CFG桩地基处理技术及工程实践》,中国水利水电出版社,2001.1.

作者简介:

蒋阳春(1974-),男,汉族,广西桂林人,本科学历,就职于柳州市鑫润建设项目管理有限公司。