建筑施工評職論文CFG樁在地基處理中的應用

　　摘要:本文結合工程實踐，介紹了工程大廈工程采用CFG樁復合地基，并進行樁基的后壓漿處理,不僅提高了復合地基的承載力，而且縮短了樁長，加快了施工進度。經(jīng)試驗及時間檢驗，該工程地基處理效果良好，技術經(jīng)濟效益顯著。

　　關鍵詞:CFG樁,后壓漿,地基處理

　　引言

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

　　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m2，為鋼骨混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒混合結構，地下4 層，地上18 層;采用筏板基礎，基坑南北長58.54m，東西長84.66m，基礎埋深18.5m。地下結構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)巖土工程勘察報告的意見和建議，主樓地基采用CFG樁處理。業(yè)主方委托專業(yè)地基公司進行了CFG樁設計，選擇第2 層卵石層(即第13 層)作為持力層(見圖1)，樁長24m，樁徑600mm，總計819 根樁。

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

　　2 CFG 樁設計及后壓漿工藝

　　2.1 CFG 樁深化設計

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

　　1)CFG 樁承載力計算

　　以第7號樁為例，樁徑600mm，樁長9.5m，根據(jù)《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008 第5.3.5 條規(guī)定，對單樁豎向極限承載力標準值進行計算。

　　壓漿前，單樁豎向極限承載力標準值：Quk=1475kN。

　　樁端壓漿后，后注漿單樁極限承載力標準值： Quk=3112kN。

　　樁端后壓漿CFG 樁承載力特征值取1500kN。

　　2)樁身強度驗算

　　fcu=3Ra /Ap=12.6MPa，樁身混凝土強度等級為C20。

　　3)CFG 樁復合地基設計CFG 樁復合地基承載力特征值：由fspk=(mRa /Ap)+β(1-m)fsk計算得，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 后壓漿施工技術要求

　　1)壓漿時間

　　壓漿過早，會因樁身混凝土強度過低而導致樁體破壞;壓漿過晚，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。實際壓漿過程中的做法是，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)樁端后壓漿擴大部分的體積，進行壓漿量計算，確定一個基本值;然后在實際壓漿中，根據(jù)壓水試驗及壓漿過程中的反應進行適當調整。通過計算，該工程單樁水泥壓入量為600～800kg。

　　4)壓漿壓力

　　容許壓漿壓力，一般以不使底層結構破壞或少量破壞為前提條件。對于同一根樁，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。在實際施工中，先做壓水試驗，以疏通壓漿管的壓力作為壓漿的初始壓力，壓漿的壓力為初始壓力的2～3 倍。

　　5)壓漿終止標準

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

　　①壓漿總量和壓漿壓力均達到設計要求;

　　②壓漿壓力超過1.5MPa，且水泥注入量超過600kg;

　　③壓漿總量已達到設計要求的70%，且壓漿壓力達到設計要求的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→啟動樁機對準樁位→樁機調平、鉆桿調直→關閉鉆頭閥門，啟動鉆頭鉆進到設計樁底標高→壓送混凝土、同時啟動卷揚機提升鉆桿直至施工設計樁頂標高→插壓漿管→樁端后壓漿→成品保護。

　　3.2 施工控制要點

　　1)壓漿管

　　壓漿管采用Φ40 焊接鋼管。在成樁過程中，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(見圖3)。在實際施工中，為了保證壓漿管的插入深度，采用了自制的插管振搗器(見圖4)。

　　壓漿管埋設好后，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。壓漿導管連接采用套管焊接，焊縫應飽滿，不得有空隙。壓漿導管下端設置壓漿閥，每樁設置1個。

　　2)初注

　　在正式壓漿開始前，先試壓清水。一般情況下，按2～3 級壓力逐級加壓，并要求有一定的壓水量及壓水時間，壓水壓力以壓漿管疏通時的壓力值為準。初注階段壓漿壓力要小，漿液由稀到稠。操作時，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，即開啟壓漿泵先壓漿4～5min，停泵0.5～1min，然后再壓漿;如此反復，直到結束。

　　3)二次壓漿

　　初注停止30min 后，進行第二次壓漿。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)壓力時間及附近地表反映來確定終止條件。

　　4 試驗檢測

　　在樁基施工完畢后，需進行復合地基靜載荷試驗及CFG 樁低應變試驗。按照《建筑基樁檢測技術規(guī)范》JGJ 106-2003 及《建筑地基處理技術規(guī)范》JGJ 79-2002 的要求，復合地基靜載試驗主樓和核心筒各取3 點，共6 組;低應變試驗隨機抽取檢測，共檢測80 根樁。試驗結果如下：

　　1)靜載試驗。單樁復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)范及設計要求。

　　2)低應變檢測。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 結語

　　經(jīng)建筑沉降觀測，至結構施工完成，該工程累計沉降量在5～15mm 之間，變形量小、均勻，這表明地基處理效果良好。實踐證明，CFG 樁施工采用后壓漿技術是可行的，對于提高復合地基承載力、縮短樁長、節(jié)能降耗、加快施工進度和節(jié)約工期等都有很大作用。后壓漿技術工藝及所用設備簡單，便于普及，可帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　參考文獻：

　　[1]中華人民共和國行業(yè)標準.建筑樁基技術規(guī)范(JGJ94-94)[S].

　　[2]中華人民共和國行業(yè)標準.建筑地基處理技術規(guī)范(JGJ79-2002)[S].

　　[3]GB50007-2002，建筑地基基礎設計規(guī)范[S].

　　[4]GB50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范[S].