CFG復(fù)合地基在某實驗樓工程中的應(yīng)用

吳 鵬

(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院,河南鄭州450000)

CFG復(fù)合地基在某實驗樓工程中的應(yīng)用

吳 鵬

(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院,河南鄭州450000)

從設(shè)計、施工、檢測三方面對CFG復(fù)合地基進行了總結(jié)、探討,以期為類似工程的地基處理方法提供參考.根據(jù)CFG復(fù)合地基特點,結(jié)合鄭州市東區(qū)某工程實測資料,闡述了CFG復(fù)合地基的設(shè)計方法、施工過程控制及實測結(jié)果.CFG復(fù)合地基充分挖掘樁間土的承載潛力,利用樁、土共同協(xié)調(diào)工作的特點,可有效的降低工程造價.通過嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的設(shè)計及嚴(yán)格的施工過程控制,CFG復(fù)合地基是一種安全、經(jīng)濟、有效的地基處理方法.

CFG;質(zhì)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(jié)強度樁[1].CFG樁屬于半剛性樁,和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基,褥墊層是CFG樁復(fù)合地基的一個核心,具有保證樁、土共同承擔(dān)豎向和水平向荷載并調(diào)整其荷載分擔(dān)、減小基底應(yīng)力集中的作用.當(dāng)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(fù)合地基承載力可大幅度提高[2].CFG樁復(fù)合地基具有施工速度快、工期短、質(zhì)量易控制等特點,目前CFG樁復(fù)合地基已成為普遍應(yīng)用的地基處理技術(shù)之一.

1 工程概況

工程位于河南鄭州市鄭東新區(qū),建筑面積23 000 m2,框架結(jié)構(gòu),獨立基礎(chǔ),天然地基不能滿足設(shè)計要求,故采用CFG樁復(fù)合地基,設(shè)計參數(shù):布樁型式、樁間距:正方形布樁、1.3 m×1.3 m;設(shè)計樁徑D=400 mm;樁頂標(biāo)高-3.00 m;設(shè)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(fù)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(shè)計總樁數(shù)1 958根.地質(zhì)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(xì)砂;⑤中砂;⑥中砂;⑦中砂.

2 設(shè) 計

《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79—2002)、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB5007—2002)、指出了復(fù)合地基承載力特征值的確定原則,即復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗確定,或采用增強體的載荷試驗結(jié)果和其周邊土的承載力特征值結(jié)合經(jīng)驗確定[3,4].

設(shè)計時可初步按式(1)、(2)進行設(shè)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(cè)阻力、樁端端阻力特征值,li為第i層土的厚度.

其中fspk為復(fù)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(shù),fsk處理后樁間土承載力特征值(kPa),宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗取值,如無經(jīng)驗時,可取天然地基承載力特征值.

3 施工過程質(zhì)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(nèi)泵壓混凝土成樁.其中長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混凝土成樁,具有施工進度快、環(huán)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(yōu)點.本工程采用長螺旋鉆孔管內(nèi)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(diào)平、鉆桿調(diào)直、成孔、鉆桿內(nèi)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(yīng)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(zhì)量控制措施[6]

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

2)鉆頭對準(zhǔn)樁位,成樁偏差控制在規(guī)范要求范圍內(nèi),并保證鉆架垂直度偏差在1%以內(nèi).采用管內(nèi)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(nèi)壁,鉆桿提升與砼輸送速度同步,并使鉆桿內(nèi)始終保持砼高度大于1.5 m,防止提空,保證砼澆注質(zhì)量,充盈系數(shù)控制在1.1以上.

3)根據(jù)施工圖紙和地質(zhì)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(fā)生斜孔時應(yīng)采取相應(yīng)的措施進行處理,鉆機下鉆的速度及鉆進過程中的地質(zhì)情況應(yīng)做好記錄,發(fā)現(xiàn)異常立即上報.成樁過程中,應(yīng)抽樣做混合料試塊,每臺機械每天應(yīng)做標(biāo)樣三組,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護后,測定其強度.

4)冬期施工時,為防止水泥失效,應(yīng)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(dāng)樁體強度達到設(shè)計要求后,將高出設(shè)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(biāo)高以下樁體斷裂和樁間土擾動.

4 檢測結(jié)果

檢測項目:單樁承載力、復(fù)合地基承載力、樁身完整性[7].檢測方法采用靜載和低應(yīng)變檢測,靜載檢測20組(其中單樁10根,復(fù)合地基10點),低應(yīng)變檢測抽檢不少于總樁數(shù)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(zhì)量良好,取得預(yù)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(shè)計要求,結(jié)果見表1.

表1 單樁豎向抗壓靜載試驗概況表

4.2 復(fù)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(fù)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(shè)計要求,結(jié)果見表2.

表2 復(fù)合地基載荷試驗概況表

5 結(jié) 語

通過嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的設(shè)計及嚴(yán)格的施工過程控制,CFG復(fù)合地基是一種安全、經(jīng)濟、有效的地基處理方法.CFG樁復(fù)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(xié)調(diào)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(yīng)用.然而.在CFG樁復(fù)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(chǎn)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(yīng)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(jié)完善.隨著CFG樁復(fù)合地基技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展,以及對其理論研究和工程實踐經(jīng)驗的不斷積累,相信CFG樁復(fù)合地基技術(shù)應(yīng)用水平將會不斷地得到提高.

[1]龔曉南.復(fù)合地基理論及工程應(yīng)用[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007:1-50

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

[3](JGJ79-2002)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[4](GB5007-2002)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

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

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

[7](JGJ106—2003)建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].

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

[責(zé)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(yè)管理學(xué)院教師.