素土挤密桩与CFG桩法应用于自重湿陷性场地的地基处理

李文军

（中煤建设集团工程有限公司，北京 100013）

素土挤密桩与CFG桩法应用于自重湿陷性场地的地基处理

李文军

（中煤建设集团工程有限公司，北京 100013）

素土挤密桩法广泛应用处理自重湿陷性场地土质的湿陷性，但高层建筑施工，单一素土挤密桩法多年来的工程经验，不能解决承载力提高要求。通过工程实例对素土挤密桩与CFG桩复合地基处理方式用于自重湿陷性场地高层建筑的地基处理，研究其处理工艺，探讨湿陷性改善效果和承载力提高效果，以其工艺简便、造价低优点，推广在自重湿陷性场地高层建筑的地基处理的应用。

素土挤密桩 CFG桩 湿陷性 高层建筑 地基处理

1　前言

对于湿陷性土质区域高层建筑施工，需要采用素土挤密桩与CFG桩复合地基来消除湿陷性和提升地基承载力。本文结合山西河津地区工程实例分析，解决了地基承载力不足与地基湿陷性的问题。经过进行效果针对性分析，该处理方式工艺简便，造价低，确保消除湿陷性，保证工程质量可以广泛推广。

2　工程概况及复合地基类型

拟建工程位于山西河津地区，地处地貌类型为汾河Ⅱ级阶地，场地所在地区按《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB 50025—2004）划定属陇东－陕北－晋西地区，属自重湿陷性场地，地基湿陷等级Ⅲ～Ⅳ级（严重～很严重）。工程设计为20栋地上18层，地下2层的高层建筑群，基底埋深-6.0m，勘探深度55m内未见地下水，基础下湿陷性黄土厚度10米～18.8米，基底荷载设计值320kpa。经复核，设计采用桩型为素土挤密桩与CFG桩复合地基，具体参数为：

素土挤密桩（夯扩）：有效桩长15m，桩间距0.90m，正三角形布桩，设计要求处理后满足桩身压实系数不小于0.97，桩间土挤密系数不小于0.93，成孔直径为400mm，成桩直径为500mm。处理深度范围内全部消除湿陷性，要求复合地基承载力特征值不小于180kPa。CFG（素混凝土）桩：设计有效桩长L=16～17.0m，桩径D=400mm，桩间距1.80m正三角形布桩，混凝土强度为C25，要求处理后复合地基承载力特征值不小于320kPa，单桩承载力特征值不小于580kN。

3　素土挤密桩与CFG桩法地基处理的原则

工程中单独应用素土挤密桩或CFG桩处理地基已有许多成功实例，但都有应用范围的局限性。素土挤密桩是由桩间挤密土和回填素土夯实的桩体组成，它是一种人工复合地基，其作用是通过素土挤密桩法提高地基的密实度，处理地下水位以上的湿陷性黄土，以消除黄土地基的自重湿陷性，提高地基土承载力和增强其水稳性。但单用素土挤密桩不能满足高层建筑对地基承载力的要求。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩，和桩间土及其上面的褥垫层一起组成CFG复合地基，通过褥垫层共同承担上部荷载，适用于处理粘性土、粉土、砂土等地基，但对湿陷性黄土地基、软塑、流塑状态的地基土不适用。鉴于两种桩单独不能满足设计要求，故采用素土挤密桩与CFG桩联合应用，即素土挤密桩部分或完全消除黄土的湿陷性，提高桩间土的承载能力，增加桩间土对CFG桩的侧摩阻力，加上CFG桩桩体承载力高的特点，实现承载力设计要求。

4　素土挤密桩与CFG桩复合地基工艺分析

4.1素土挤密桩地基处理工艺及要求

测量放线→桩机就位→挤密成孔→桩孔夯填→表层处理。（1）测量放线固定点位时采用灌注白灰法，将钢钎打孔作为放样的方法，孔深约为25cm。（2）桩机就位要注意吊架能够牢固地支撑在桩机当中。（3）挤密成孔要检验垂直度，偏差控制在1.5%以下，超过1.5%需要返工。（4）桩孔夯填前要对填土取样测量，以便了解其干密度，从而确定回填量。（5）夯孔完成后对表层填土进行处理，确保夯填质量。

4.2CFG桩地基处理工艺及要求

测量放线→桩机定位→校正钻杆钻进→启动桩机，旋转钻进下沉至设计桩底→启动砼输送泵至钻杆充满砼后，边提升边继续压灌砼至设计桩顶→成桩→移至下一桩位重复上述工序施工→桩头保护及桩体养护。（1）测量放线，桩机定位要注意地基的平整度，要保证钻机处于垂直状态，底座处于水平状态。（2）钻进成孔施工将桩机的钻头阀门关闭，同时下放钻杆，当钻头到达地面时，便可启动锤头。（3）将混凝土灌入钻孔同时注意提升钻杆，使提升速度保持在2～4m/min之间，以便控制成桩质量。（4）检查成桩质量，符合要求则可进行下一个桩位的施工。

5　地基处理效果分析

5.1湿陷性消除效果分析

素土挤密桩处理后，取现场开挖土及试桩施工成孔土样，通过素土击实试验，探井开挖及取样，素土（夯扩）桩桩身密度试验，素土挤密（夯扩）桩桩间土密度试验，素土压实系数介于0.96～0.99之间，单桩素土平均压实系数介于0.97～0.98。全部试桩桩体素土平均压实系数为0.98，桩体素土压实基本基本均匀，表明桩体素土夯填质量较好，满足设计要求。经湿陷性试验数据分析，桩间土不存在湿陷性，桩间土的干密度得到显著的提升。表明利用素土挤密桩对湿陷性黄土地基进行处理之后，地基原有性质得到有效改善，不但能够使湿陷性得以消除，同时也可以降低原状黄土地基所具有的压缩性，从而使湿陷性黄土地基强度以及承载力水平得以提高。

5.2承载力提升效果分析

CFG桩养护期后，采用单桩复合地基静载荷试验，根据静载荷试验结果及规范有关规定，取最大加载量的一半为各试验点复合地基承载力特征值，即各试验点承载力特征值均为320kPa。所以，该场地经素土挤密后+CFG桩处理，其复合地基承载力特征值为fspk≥320kPa，满足设计要求。

6　结语

本工程采用素土挤密（夯扩）桩+CFG（素混凝土）桩复合地基方案进行地基处理是可行的。试桩所用设备和工艺符合本工程实际地质条件，成孔成桩质量良好，施工进度快。其工艺简便，造价经济，值得在湿陷性黄土地区的高层建筑地基处理中推广。

［1］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ 79-2002、J220-2012建筑地基处理技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.

［2］中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50025-2004湿陷性黄土地区建筑规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2004.