水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的應(yīng)用

李玉珍

摘? 要：該文結(jié)合具體工程案例，針對建筑工程地基施工中對于水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基技術(shù)的應(yīng)用問題展開了一系列研究，首先介紹了水泥粉煤灰碎石樁的含義，并且介紹了該技術(shù)的主要特點以及適用范圍，然后分析了水泥粉煤灰碎石樁技術(shù)的應(yīng)用原理，最后就水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基在建筑工程地基處理中的技術(shù)要點進行了深入探究。

關(guān)鍵詞：水泥粉煤灰碎石樁;復(fù)合地基;建筑工程

中圖分類號：TU441? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著我國城市化發(fā)展進程的逐步加快，各地區(qū)建筑行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)一片繁榮的勢頭，同時我國居民對于建筑質(zhì)量及功能性水平提出了更為嚴格的要求，進一步提高了建筑施工技術(shù)的應(yīng)用水平。水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基技術(shù)是現(xiàn)階段我國建筑施工中的一項重要應(yīng)用技術(shù)，在地基施工中應(yīng)用該技術(shù)能夠有效改善樁體的排水效果、提高結(jié)構(gòu)承載力、使復(fù)合形成的地基結(jié)構(gòu)不易形變，有效突破了長期以來建筑地基施工對于不良地基的限制，從而促進我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 水泥粉煤灰碎石樁的含義

水泥粉煤灰碎石樁（以下簡稱CFG樁）是以傳統(tǒng)碎石樁為雛形優(yōu)化而來的，主要由碎石、煤灰、水泥以及石屑等根據(jù)一定的比例配制成樁體，膠結(jié)強度級別在C5～C20范圍內(nèi)。在地基處理過程中應(yīng)用水泥粉煤灰碎石樁能夠?qū)鹘y(tǒng)碎石樁處理技術(shù)的單一性進行彌補，造價成本低、使用強度高、材料來源較廣。但是在實際應(yīng)用中需注意嚴格把握CFG 樁材料的科學(xué)配比，注意對其穩(wěn)定性及強度水平的細致把握。

2 水泥粉煤灰碎石樁的基本特點及適用范圍

2.1 主要特點

首先，CFG 樁具備傳統(tǒng)碎石樁的擠密、加固以及置換功能，可以將自身荷載力向底部的土層傳遞，分擔樁體的承載力，從而對地基結(jié)構(gòu)進行加固。其次，上設(shè)粒狀材料組成的軟性褥墊層能夠加強對樁體間土層變形問題的有效控制，促進樁體承載力水平的提高。第三，沉降變形小，能夠?qū)Φ鼗某两颠M行及時補償。同時，樁體模量較均勻，結(jié)構(gòu)強度水平高，具有較好的抗震性能。第四，工藝性強。CFG 樁制作材料具備較強的和易性與流動性，灌注作業(yè)較便利，易于控制施工質(zhì)量，還能夠提高施工成本投入的控制水平，擴展施工企業(yè)利益空間。第五，技術(shù)應(yīng)用過程中產(chǎn)生的噪聲水平低，無泥漿污染問題的產(chǎn)生，能夠有效降低施工對周邊居民生活的影響。

2.2 技術(shù)適用范圍

該技術(shù)多被用于多層建筑、超過30層的高層建筑地基及軟土地基的加固處理中，樁間土擠密效果較好。CFG 樁端通常設(shè)置在具有一定硬度水平的土層上，針對淤泥部分，則應(yīng)以科學(xué)、標準的實驗明確具體適用水平，一般而言，在淤泥層深度在15 m～20 m時，技術(shù)應(yīng)用效果較明顯。另外，CFG 樁復(fù)合地基具有較強的剛性，采取適當技術(shù)措施后也可應(yīng)用于剛度較弱的基礎(chǔ)及柔性基礎(chǔ)。

3 水泥粉煤灰碎石樁在地基工程中的加固原理分析

通過長螺旋鉆孔機設(shè)備鉆孔，管內(nèi)泵壓水泥機粉煤灰等材料混合而成半剛性樁體，于樁體頂端和基底間安置褥墊層，通過這種方式使樁間土CFG 樁共同形成復(fù)合型地基結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮樁體的膠結(jié)、加固作用。同時，應(yīng)用該技術(shù)能夠?qū)Φ鼗翆舆M行擠密。施工中利用相關(guān)機械對土層進行震動與擠壓，提高樁間土層的密實性，提高土層結(jié)構(gòu)的使用強度，從而起到加固作用。CFG 樁還具備褥墊層作用。褥墊層屬于CFG 樁復(fù)合地基施工中的一項重要應(yīng)用技術(shù)，結(jié)合各地施工實際，想要更好的發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用效果，應(yīng)將褥墊層厚度控制在10 cm～30 cm。

4 工程實例

某工程結(jié)構(gòu)由地下室以及高層住宅組成，住宅部分選用剪力墻技術(shù)進行施工，地下室部分為框架結(jié)構(gòu)。低層建筑含沿街商業(yè)配套建筑，與其地下車庫的抗震等級均為三級。地基土層主要為黏土、耕植土、砂質(zhì)泥巖及細沙。當中強風化砂質(zhì)泥巖的壓縮模量為18.0，粉質(zhì)黏土壓縮模量為4.0。地基結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)間距為8.1m×6.6m。施工中需嚴格把握沉降量問題，避免由于水浮力影響出現(xiàn)沉降不足的問題。

5 水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的技術(shù)要點

5.1 基礎(chǔ)設(shè)計

在應(yīng)用CFG 樁技術(shù)進行地基施工前，需結(jié)合工程施工要求和地基位置地質(zhì)以及周圍環(huán)境制定完善的施工方案，明確各方面的影響因素，并制定出現(xiàn)施工風險時的緊急處理預(yù)案，確保地基施工處理的技術(shù)先進性及施工質(zhì)量，嚴格遵守技術(shù)應(yīng)用流程及操作規(guī)范。案例工程地基部分屬于天然地基，位于持力層中，以其中的強風化砂質(zhì)泥巖作為CFG樁持力層，樁體長度設(shè)置為16 m，將混凝土材料的強度控制為C25。結(jié)合上述各項參數(shù)標準，通過計算得出該工程地基沉降量應(yīng)控制在0.26 m的范圍內(nèi)，只有達到這個標準，才能夠有效避免結(jié)構(gòu)裂縫問題的出現(xiàn)。

5.2 施工技術(shù)控制與檢測

5.2.1 CFG樁施工工藝分析

CFG樁施工技術(shù)應(yīng)用流程可以概括為樁位放點→鉆機就位→鉆孔→成孔至設(shè)計標高→拌和混合料→邊泵送混合料邊提拔鉆桿至地表→成樁→樁體養(yǎng)護→檢測→清除鉆孔棄土和樁間保護土→樁頭處理→褥墊層鋪設(shè)。

長螺旋鉆孔灌注成樁技術(shù)使用地下水位以上的黏性土以及素填土等中等密實程度以上的砂土，案例工程可通過長螺旋鉆孔灌樁技術(shù)實施CFG 樁部分的施工，也可通過長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁技術(shù)等。當土層為黏砂土、粉土、性土時可選擇管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁及長螺旋鉆管技術(shù)。若地層中主要為黏性土、粉土以及素填土，則可選用振動沉管灌樁技術(shù)。為了確保地基處理效果，應(yīng)預(yù)先進行混合料的材料配比試驗，以使混合料各項參數(shù)均能滿足CFG樁技術(shù)應(yīng)用標準，確保地基處理質(zhì)量。細致把握提拔鉆桿速率，若拔管速率太快容易使樁徑過小、嚴重時甚至會造成縮頸斷樁，而拔管速率太慢則容易使水泥漿分布不勻，一般情況下拔管速率為1.2 m/min～1.5 m/min時效果最佳。在實施長螺旋鉆孔灌注施工過程中，需注意加強灌注時間的有效控制，確保泵送量和提拔鉆桿在時間上的協(xié)調(diào)性，在飽和砂土、飽和粉土層中不得停泵待料，應(yīng)杜絕在泵送混合料前提拔鉆桿。防止對施工質(zhì)量造成影響。做好混合料坍落度的控制工作，確保混合料的和易性好，若選用長螺旋鉆中心壓灌成樁工藝，應(yīng)將材料坍落度控制在16 cm～20 cm范圍內(nèi)。

在CFG樁的使用強度達到施工要求后即可清除將高出的部分，便于后續(xù)施工。在清土截樁時一定要注意不可以將樁體弄斷，更不可以對樁間土進行擾動。在完成樁頭部分的清理后，于樁頂標高位置鋪置0.25 m厚度的褥墊層，褥墊層應(yīng)利用粗砂、中砂或碎石進行回填，通過靜力壓實法將其壓實，如果底面下樁間土的含水量較少可選擇動力夯實法將其夯實，將褥墊層夯實處理后的厚度與先期厚度比例控制在0.9范圍內(nèi)。另外，還應(yīng)注意施工中樁體垂直度的控制，允許出現(xiàn)最大偏差為1%。針對滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位偏差應(yīng)控制在樁徑的0.4倍之內(nèi)，針對條形基礎(chǔ)，應(yīng)將樁位偏差控制在樁徑的0.25倍范圍內(nèi)。針對單排布樁樁位，應(yīng)將其偏差控制在6 cm范圍內(nèi)。

5.2.2 技術(shù)應(yīng)用水平檢測

為了全面保證CFG 樁技術(shù)在建筑地基工程中的應(yīng)用效果，需在整個施工過程中以及完成施工后進行細致的質(zhì)量檢查工作，并結(jié)合具體檢測內(nèi)容做好結(jié)果記錄，將CFG 樁在地基中的位置及數(shù)量等各項信息全度體現(xiàn)其中，以此促進技術(shù)應(yīng)用水平的提高，確保施工質(zhì)量，同時避免施工安全風險問題的產(chǎn)生。對于CFG 樁地基工程的驗收，應(yīng)在竣工后一個月左右采用復(fù)合地基載荷試驗的方式進行承載力檢測，裝填試驗數(shù)量宜為總樁數(shù)的0.5%～1%，且每個單體工程的試驗數(shù)量不應(yīng)少于3點。同時應(yīng)抽取不少于總樁數(shù)的10%的樁進行低應(yīng)變動力試驗，檢測樁身完整性。

5.3 技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)注意的幾點問題

5.3.1 嚴格落實施工前的工藝試驗

通過科學(xué)的工藝試驗手段可以對樁距和沉樁順序設(shè)計的可行性提供更多保障。該工藝試驗可結(jié)合工程樁施工進行，所觀察的內(nèi)容主要為：第一，針對新打樁對于尚未結(jié)硬的已打樁所產(chǎn)生的影響進行觀察。在觀察前需將標桿安置于已打樁頂端，在沉新樁時針對已打樁的提升高度加以觀察，估算樁體直接的縮小范圍，并于樁體結(jié)硬之后通過開挖對實際樁徑及樁體質(zhì)量進行檢測。第二，針對新打樁對結(jié)硬的已打樁所產(chǎn)生的影響進行觀察。在未結(jié)硬的已打樁頂端埋設(shè)標桿，并在結(jié)硬之后對打新樁時已打樁的樁頂位移加以測量。如果樁間土擠密效果較好，打樁振動會引起地表下沉，樁頂因為受擠上升而產(chǎn)生斷樁的風險相對較小。若樁頂向上位移距離較大，那么斷樁的風險較大，若上升超過10 mm，則斷樁可能性較小。

5.3.2 加強施工監(jiān)測

加強對沉樁的監(jiān)測，以便技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)施工中的問題，便于施工管理人員進行決策，從而保證工程質(zhì)量。施工前，要選擇足夠的有代表性的測點，以測量場地標高，沉管過程中也應(yīng)隨時測量地面標高是否隆起，防止斷樁。施工過程中，應(yīng)加強對樁頂標高的觀測，必要時對樁頂上升幅度較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量事故的樁開挖探查。

6 結(jié)語

隨著建筑工程施工范圍的逐步擴展，水泥粉煤灰碎石樁分和地基在建筑地基工程中的應(yīng)用范圍也更加廣泛，為了確保地基處理水平以及整個建筑的施工質(zhì)量，施工部門一定要掌握技術(shù)要點，明確施工中可能出現(xiàn)的風險并預(yù)先制定緊急預(yù)案，降低風險帶來的影響。同時還應(yīng)加強技術(shù)應(yīng)用過程的管理，細化各施工細節(jié)，從而促進我國建筑行業(yè)的良性發(fā)展。

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