試論CFG樁地基處理技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用

【摘要】目前，CFG樁復(fù)合地基技術(shù)正在大量應(yīng)用在高層建筑的地基加固之中，具有非常良好的應(yīng)用前景，下文將結(jié)合筆者的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)在高層建筑中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】CFG樁；地基；處理技術(shù)；高層建筑

1、引言

近些年以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，高層建筑的建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，對(duì)原有軟弱地基的處理成為建筑設(shè)計(jì)與施工越來(lái)越被關(guān)注的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。其中CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)由于其經(jīng)濟(jì)、快捷、高效等突出優(yōu)勢(shì)，使得其在高層建筑地基處理工程中獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。因此，本文先是對(duì)CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概述，然后結(jié)合CFG樁復(fù)合地基的主要工程特征，對(duì)其在高層建筑地基工程處理中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

2、CFG樁復(fù)合地基概述

CFG樁的全稱(chēng)為水泥粉煤灰碎石樁，主要是由碎石、砂石、石屑以及粉煤灰等摻失靈的水泥、水進(jìn)行拌合之后，利用各種成樁機(jī)械在地基中制作而成的強(qiáng)度等級(jí)為C5-C30的樁。而CFG樁復(fù)合地基主要是由CFG樁、樁間土以及褥墊層等部分構(gòu)成的剛性樁復(fù)合地基。

3、CFG樁復(fù)合地基的工程特征分析

首先，CFG樁復(fù)合地基的使用工程范圍廣。CFG樁復(fù)合地基能夠在很多地基基礎(chǔ)中應(yīng)用，如條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)以及筏基等，不僅適合于處理雜填土、素填土、新近沉積土、淤泥質(zhì)土及承載力較低的一般第四紀(jì)土，也能夠在一些承載力較高、但承載力不能滿足上部結(jié)構(gòu)要求或其變形超出規(guī)范或設(shè)計(jì)要求、或者為了控制高層建筑與裙樓之間差異沉降的地基；其次，CFG樁復(fù)合地基的承載力提高幅度大，具有很強(qiáng)的可調(diào)性。樁長(zhǎng)從幾米到20多米，能夠全樁長(zhǎng)發(fā)發(fā)揮樁的側(cè)阻力，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比能夠在40%-75%之間變化，從而使得復(fù)合地基承載力的提高幅度大，而且具有很大的可調(diào)性；第三，CFG復(fù)合樁地基的復(fù)合變形模量大，在地基處理后建筑物的沉降量小是其重要的特點(diǎn)之一。同時(shí)，和其他的復(fù)合地基的樁型相比，CFG樁的置換作用優(yōu)勢(shì)很明顯，能夠在很多多層建筑、高層建筑的地基處理工程中應(yīng)用。

4、高層建筑地基工程中CFG樁的設(shè)計(jì)與施工

在對(duì)CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)中，樁長(zhǎng)、樁間距、樁體強(qiáng)度、褥墊層以及材料是五個(gè)非常重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該引起足夠的重視。

1）樁長(zhǎng)（I）

樁長(zhǎng)主要取決于高層建筑物對(duì)地基的承載力和變形的要求、設(shè)備能力以及土質(zhì)條件等因素。通過(guò)對(duì)土層的分析，來(lái)確定樁端持力層和樁長(zhǎng)。

2）樁徑（d）

樁徑主要取決于使用的成樁設(shè)備，在一般的工程實(shí)踐中，樁徑的設(shè)計(jì)范圍往往在的范圍之內(nèi)。

3）樁間距（s）

在對(duì)樁間距進(jìn)行計(jì)算之前，需要確定地基的天然承載力fk、計(jì)算單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rk和計(jì)算復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fspk。首先可以按照如下的公式來(lái)計(jì)算單樁的承載力：

之后按照天然地基承載力和設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載對(duì)樁間距進(jìn)行計(jì)算，一般采用的CFG復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fa計(jì)算公式如下所示：

在上式中，γ0主要是基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取有效重度。d為基礎(chǔ)埋置深度（單位為m），通常情況下從室外地面的標(biāo)高開(kāi)始算起。

如果承受了軸心荷載時(shí)，如下式所示：

其中為相應(yīng)荷載效應(yīng)組合基礎(chǔ)底面處的平均壓力值。

通過(guò)（2）、（3）式能夠求得 fspk的最小值，并將其帶入到（4）中能夠求得的值，根據(jù)正方形的布置，可以按照如下式計(jì)算出樁間距：

將上式帶入到（4）中對(duì)進(jìn)行檢驗(yàn)，觀察其是否滿足荷載要求。

4）樁體強(qiáng)度樁體試塊抗壓強(qiáng)度需要滿足下式的要求：

其中fcu為邊長(zhǎng)為150mm立方體的樁體混合料試塊標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天立方體抗壓強(qiáng)度的平均值。

5）褥墊層厚度及材料的選取

一般情況下，褥墊層的厚度選擇均在10-30cm的范圍之內(nèi)，如果樁間距和樁徑過(guò)大，可以在綜合考慮土性的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增大褥墊層的厚度。褥墊層的材料一般可以選用粗砂、中砂、碎石以及級(jí)配碎石等等。

6）工藝流程

CFG樁地基處理技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用主要按照如下的工藝流程展開(kāi)：鉆機(jī)就位、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、成樁以及鉆機(jī)移位等。

結(jié)語(yǔ)：

總之，隨著目前CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)的進(jìn)一步成熟和完備，其在高層建筑中亦得到了非常廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)發(fā)展成為一種重要的地基基礎(chǔ)型式。不過(guò)，在具體的實(shí)踐中，還需要結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行仔細(xì)分析的基礎(chǔ)上在進(jìn)行使用，以保證CFG樁的應(yīng)用效果。

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