房屋建筑施工中的地基处理技术探讨

陈 溟

广东中创建设有限公司

房屋建筑施工中的地基处理技术探讨

陈 溟

广东中创建设有限公司

在房屋建筑施工中，地基处理质量会对整项工程的施工质量产生直接的影响，因此应当引起高度重视。为了提高房屋建筑的地基处理质量，本案笔者以和平县江景雅苑商住楼A、B工程为例，探讨CFG桩复合地基在房屋建筑施工中的应用。

房屋建筑；地基处理；CFG桩复合地基

1 工程概况

和平县江景雅苑商住楼包括A、B两栋建筑，共8层，建筑总面积20 574 m2，并设有一层地下室及其±0.00标高是526.150m。该建筑工程采用框架-剪力墙结构、筏板基础及其标高是519.350m。据勘查报告显示，施工场地的地层见表1。

结合表1可知，该场地地基土层的变化较大、均匀性及承载力都较差，则不宜选用天然地基。据设计要求规定，加固后复合地基的承载力特征值 fspk≥400kPa，压缩模量Es≥20MPa，则建议选用CFG桩加固处理技术，具体运用“长螺旋成孔+管内泵压混凝土成桩”的施工方法，其中桩径500mm及桩端持力层选在中风化泥岩层。

2 CFG桩制桩材料

CFG桩由水、水泥、碎石、砂或石屑及粉煤灰制成。其中，粉煤灰选择Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰，其作用是减少水泥用量及使混合料的和易性更强；碎石选择粒径20-40mm、最大粒径≤50mm及含泥量≤2%的石子；砂选择不含杂物、含泥量≤3%的中粗砂，而石屑的粒径2.5-10mm、含泥量≤3%；水泥的选择要求满足保水性能好、泵送混合料不易泌水、和易性强及流动性大等要求，其中高层桩选择C15-25的#425普通硅酸盐水泥，注意严控混合料的坍落度，即控制在18-20为宜。

3 CFG桩的设计

（1）计算参数的选取

依据地勘报告，选取表2所示参数进行设计计算。

表2 设计参数的选取

1 5 2 0 3 5_②2②3②4 1 1 0 1 5 0 2 3 0 1 0 0 0③3.5 4.5 9.0___9 0 0 2 3 0 0

备注：fak-承载力特征值；qp_极限阻力标准值；qsik_极限侧阻力标准值。

依据JGJ79-2012，CFG桩桩间土承载力特征值 fspk满足下列函数式：

式中，m-计算面积置换率；de-等效圆直径。其中，正方形布桩、等边三角形布桩的de分别是1.13s和1.051s。综上可算得，fspk取180kPa。

（2）CFG桩的设计

在CFG桩复合地基设计中，涉及桩长、桩径、桩体强度、桩距及材料等设计参数。其中在和平县江景雅苑商住楼工程中，CFG桩桩端持力层选在中风化泥岩层，桩顶设计标高是517.650m。据地勘报告，按15.0m控制最短有效桩长，而最大桩长22.0m、桩长平均值19.0m、设计桩径500mm、桩距2.1m及桩芯混凝土强度等级C15。场地地层的变化较大，则算得②1、②2、②3、②4层桩间土的厚度分别是4.0m、5.0m、4.0m及2.0m。依据桩周土的摩阻与端阻，算得单桩承载力Ra1=1087.8kN；依据桩芯混凝土的强度，算得Ra2=1413.7kN，则得单桩竖向承载力的特征值Ra=1087.8kN。综上可得，m=0.051，de=2.205m，fcu（桩体抗压强度均值）=16620kPa，A、B栋楼的CFG桩数分别是556根和392根。经验算确定，fspk=421.5kPa，ES=20.6MPa，均与设计要求相符；A、B栋楼的实际布桩数分别是609根和436根。

（3）褥垫层设计

在CFG桩复合地基设计中，褥垫层设计尤其关键，即其可调整桩土的应力比。在案例工程中，褥垫层厚度设计为300mm，具体选用由碎石、中粗砂制成的混合料，其中碎石粒径应≤30mm。在铺设褥垫层时，建议运用静力压实法，以保证褥垫层在夯实后的厚度与虚铺厚度的比值≤0.90。

4 CFG桩的工艺流程

在案例工程中，CFG桩复合地基施工的工艺流程如下：施工准备→原地面处理→桩位测量放样→钻机就位→混合料的拌制与运输→钻进成孔→灌注与拔管→移机→桩间土清除→截桩施工。下面，笔者着重论述CFG桩复合地基施工中较为关键的几点工序：

（1）钻机就位

钻机就位直接关系到CFG桩复合地基后续施工的效果，则要求其满足下列要求：一是钻杆与桩位中心垂直，并现场观察钻架上标杆是否与钻架紧贴、与下部标高对齐；二是正式施工前，现场技术人员组织检查桩位中心及其垂直度。

（2）钻进成孔

钻进成孔是CFG桩复合地基施工最为关键的步骤之一，其要求明确下列操作要点：一是在开始钻孔时，先关闭钻头阀门，再向下移动钻杆，以使钻头与地面接触；二是开启钻机马达钻进，钻速先慢后快，并跟踪检查钻孔偏差及进行纠偏；三是在钻进成孔中，若出现钻杆摇晃现象，则应放慢进尺，以防钻头损坏或钻孔偏移；四是在钻至设计深度后，先由监理工程师确认，再决定是否终孔，且如实记录下开钻时间、钻进速度、成桩瞬间电流及不同地质条件下的电流值。

（3）灌注与拔管

在CFG桩复合地基施工中，灌注混合料与拔管被认为是最为核心的步骤，其操作要点如下：一是在灌注混凝土前，组织试验人员检查混合料的坍落度等，并制作150×150×150mm的28d抗压强度试块；二是成孔至设计桩底，即在钻杆摇晃剧烈、钻机电流值150A后，继续钻进50cm以上为宜；三是泵送混合料，并在混合料充满钻芯后拔管，期间密切检查钻杆状态、弯头及泵送压力等，以防导管堵塞；四是按拔管速度来控制混合料的泵送量，其中拔管速度以2-3m/min为宜，注意一次性灌注成桩；五是在泵送过程，将导管埋入混合料约1m，且每一根桩的灌入量应满足设计值；六是施工桩顶高程应高出设计值50cm，以保证桩长达15.0-22.0m及桩体质量合格。

（4）移机

上一根桩施工结束后，直接移动钻机至下一根桩位进行施工，具体施工要点与前一根桩相同。

（5）截桩施工

截桩施工是CFG桩复合地基施工的最后步骤，其是用专用截桩机截除超出桩体设计标高的桩头。倘若在开挖基槽或截桩时，桩体长度比设计标高低，则用与桩体相同的混合料接桩，并使其超出桩体四周约200mm。

5 结论

通过运用经纬仪测得，桩位纵、横向及垂直度的偏差都在允许范围内，且通过开挖50-100cm后，用钢尺丈量发现桩体的有效直径满足设计要求。可见，文案谈及的CFG桩复合地基施工质量达标，可保证其在房屋建筑施工中发挥应有的加固作用。案例工程地基处理的验收结果显示，完全合格，从而为CFG桩复合地基技术在类似工程中的应用提供了参考价值。

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