CFG復合地基在某實驗樓工程中的應用

吳 鵬

(鄭州航空工業管理學院,河南鄭州450000)

CFG復合地基在某實驗樓工程中的應用

吳 鵬

(鄭州航空工業管理學院,河南鄭州450000)

從設計、施工、檢測三方面對CFG復合地基進行了總結、探討,以期為類似工程的地基處理方法提供參考.根據CFG復合地基特點,結合鄭州市東區某工程實測資料,闡述了CFG復合地基的設計方法、施工過程控制及實測結果.CFG復合地基充分挖掘樁間土的承載潛力,利用樁、土共同協調工作的特點,可有效的降低工程造價.通過嚴謹科學的設計及嚴格的施工過程控制,CFG復合地基是一種安全、經濟、有效的地基處理方法.

CFG;質量控制;檢測

CFG(cement f Iying-ash gravel pile)樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱,是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁[1].CFG樁屬于半剛性樁,和樁間土、褥墊層一起形成復合地基,褥墊層是CFG樁復合地基的一個核心,具有保證樁、土共同承擔豎向和水平向荷載并調整其荷載分擔、減小基底應力集中的作用.當樁端落在好土層上具有明顯的端承力,樁承受的荷載通過樁周的摩阻力和樁端阻力傳到深層地基中,其復合地基承載力可大幅度提高[2].CFG樁復合地基具有施工速度快、工期短、質量易控制等特點,目前CFG樁復合地基已成為普遍應用的地基處理技術之一.

1 工程概況

工程位于河南鄭州市鄭東新區,建筑面積23 000 m2,框架結構,獨立基礎,天然地基不能滿足設計要求,故采用CFG樁復合地基,設計參數:布樁型式、樁間距:正方形布樁、1.3 m×1.3 m;設計樁徑D=400 mm;樁頂標高-3.00 m;設計樁長L=15.00 m;樁端持力層:第⑦層中砂層;樁身混凝土強度等級:C20;復合地基承載力特征值:390 kPa;單樁豎向承載力特征值為500 kN;設計總樁數1 958根.地質概況:場地原為耕地和局部的魚塘(原魚塘深度約2.0 m),擬建場地土層情況自上而下為:①雜填土;②粉土;③粉砂;④粉細砂;⑤中砂;⑥中砂;⑦中砂.

2 設 計

《建筑地基處理技術規范》(JGJ79—2002)、《建筑地基基礎設計規范》(GB5007—2002)、指出了復合地基承載力特征值的確定原則,即復合地基承載力特征值應通過現場復合地基載荷試驗確定,或采用增強體的載荷試驗結果和其周邊土的承載力特征值結合經驗確定[3,4].

設計時可初步按式(1)、(2)進行設計計算:

其中Ra為單樁豎向承載力特征值,up為樁的周長,qsi、qp為樁周第i層土的側阻力、樁端端阻力特征值,li為第i層土的厚度.

其中fspk為復合地基承載力特征,m為面積置換率,β為樁間土承載力折減系數,fsk處理后樁間土承載力特征值(kPa),宜按當地經驗取值,如無經驗時,可取天然地基承載力特征值.

3 施工過程質量控制

3.1 施工工藝[5]

CFG樁基施工方法大體有三種:振動沉管灌注成樁、長螺旋鉆孔灌注成樁、長螺旋鉆孔管內泵壓混凝土成樁.其中長螺旋鉆孔管內泵壓混凝土成樁,具有施工進度快、環境噪音影響較低、樁體密實度較高、對周圍樁間擾動影響較小等優點.本工程采用長螺旋鉆孔管內泵壓混凝土成樁施工工藝,保護樁長不小于0.5 m,開挖后鑿除.

施工工序:定位放線、鉆機就位、樁機調平、鉆桿調直、成孔、鉆桿內灌注混凝土、提升鉆桿、灌注孔底混凝土、邊泵送邊提升鉆桿、成樁、鉆機移位.樁基施工應從中間向四周或者從一邊向另一邊推進施工,如想進一步減少樁間土的擾動,可采取間隔跳打的施工方式.

3.2 質量控制措施[6]

1)CFG復合地基主要考慮到樁土共同受力、共同承擔上部荷載,充分發揮樁間土的承載力,因此,應盡量選用對樁間土擾動較小的機械施工工藝.

2)鉆頭對準樁位,成樁偏差控制在規范要求范圍內,并保證鉆架垂直度偏差在1%以內.采用管內泵壓工藝,鉆桿提升與灌注同時進行.鉆孔前用1∶1水泥砂漿潤滑砼送管及鉆桿內壁,鉆桿提升與砼輸送速度同步,并使鉆桿內始終保持砼高度大于1.5 m,防止提空,保證砼澆注質量,充盈系數控制在1.1以上.

3)根據施工圖紙和地質資料,制定可行的進尺、速度,不斷地觀察各種變化,掌握好鉆進深度,控制電機的電流,注意鉆桿的傾斜度,若發生斜孔時應采取相應的措施進行處理,鉆機下鉆的速度及鉆進過程中的地質情況應做好記錄,發現異常立即上報.成樁過程中,應抽樣做混合料試塊,每臺機械每天應做標樣三組,標準養護后,測定其強度.

4)冬期施工時,為防止水泥失效,應注意水溫不宜超過70℃;若采用商品混凝土,混凝土人模溫度也不得低于5℃.

5)CFG樁施工完畢待樁體達到一定強度(7 d左右),方可進行基槽開挖,當樁體強度達到設計要求后,將高出設計要求的保護樁頭鑿除,并人工清除樁間土,清土和截樁時,不得造成樁頂標高以下樁體斷裂和樁間土擾動.

4 檢測結果

檢測項目:單樁承載力、復合地基承載力、樁身完整性[7].檢測方法采用靜載和低應變檢測,靜載檢測20組(其中單樁10根,復合地基10點),低應變檢測抽檢不少于總樁數的30%[8],共計588根,其中I類581根;II類7根;Ⅲ類0根;Ⅳ類0根.施工質量良好,取得預期效果.

4.1 單樁承載力檢測

采用慢速維持荷載法,通過10根單樁豎向抗壓靜載試驗,判定本工程單樁豎向抗壓承載力特征值為500 kN,滿足設計要求,結果見表1.

表1 單樁豎向抗壓靜載試驗概況表

4.2 復合地基承載力

采用1 300 mm×1 300 mm正方形剛性承壓板,通過10點復合地基承載力靜載試驗,判定本工程單樁豎向抗壓承載力特征值為500 kN,滿足設計要求,結果見表2.

表2 復合地基載荷試驗概況表

5 結 語

通過嚴謹科學的設計及嚴格的施工過程控制,CFG復合地基是一種安全、經濟、有效的地基處理方法.CFG樁復合地基受力可靠,施工速度快,充分挖掘樁間土的承載潛力,利用樁、土共同協調工作的特點,有效的降低工程造價,近年來已在我國許多省、市得到了廣泛應用.然而.在CFG樁復合地基中還存在著不少問題,如CFG樁相對于土體剛度較大,樁體施工時排土較多、樁頭處理會產生較多建筑垃圾、不配筋的樁身對抗震不利,褥墊層對樁土應力比的影響、CFG樁的耐久性等問題,這些都有待于在實踐中不斷總結完善.隨著CFG樁復合地基技術的廣泛應用和發展,以及對其理論研究和工程實踐經驗的不斷積累,相信CFG樁復合地基技術應用水平將會不斷地得到提高.

[1]龔曉南.復合地基理論及工程應用[M].北京:中國建筑工業出版社,2007:1-50

[2]李亮.CFG樁復合地基在工程中的應用[J].中國科技信息,2007,(19):66-67

[3](JGJ79-2002)建筑地基處理技術規范[S].

[4](GB5007-2002)建筑地基基礎設計規范[S].

[5]秦寶和.長螺旋發CFG樁在客運專線復合地基中的應用研究[J].鐵道工程學報,2007,(05):38-42

[6]田安達.CFG樁在處理軟土地基中的應用[J].北方交通,2009,(07):22-24

[7](JGJ106—2003)建筑基樁檢測技術規范[S].

[8]熊昌盛.CFG樁樁身完整性與承載力檢測技術[J].鐵道建筑,2008,(02):71-73

[責任編輯:劉守義]

Application of CFG Composite Foundation to Project of Experiment Building

WU Peng

(Zhengzhou Aerial Industry Management College,Zhengzhou,450000,Henan,China)

CFG composite foundation are summarized and discussed from the design,construction and test to p rovide reference fo r ground treatmentmethod of similar engineering.Acco rding to the characteristics of composite foundation and combining themeasured data of one p roject in East district of zhengzhou, this paper expounds the design method of CFG composite foundation,the construction p rocess control and measured results.CFG composite foundation fully excavates the potentialof load between soil.With common coo rdination featuresof piles and soils,CFG composite foundation can effectively reduce p roject cost. Through the strict and scientific design and strict construction p rocess control,CFG composite foundation is one safe,economic and effective foundation treatmentmethod.

CFG;quacity control;test

TU 473.1+2

A

1673-1492(2011)02-0048-03

來稿日期:2011-01-13

吳鵬(1980-),男,河南周口人,鄭州航空工業管理學院教師.