高層住宅軟土地基加固CFG樁設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

【摘要】軟土地基加固對于高層住宅樓的安全穩(wěn)定性至關(guān)重要，本文首先介紹了軟土地基加固方法步驟，并且對常用軟土地基加固方法進(jìn)行了說明;之后重點(diǎn)對CFG樁的材料、設(shè)計(jì)、施工等要點(diǎn)進(jìn)行了分析，為以后類似工程提供了必要的技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】 高層住宅;軟土地基;CFG樁;材料;施工

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，目前全國范圍內(nèi)各大城市都在征地建住宅，而高層住宅是當(dāng)前最為流行的建筑形式，能夠大大提高單位面積土地使用率，緩解當(dāng)前城市土地緊張情況。高層住宅樓由于層數(shù)高、自重大，對地基承載力要求很高，而城市規(guī)模發(fā)展肯定會不可避免遇到軟土地基情況，因此對該類地基加固設(shè)計(jì)成為現(xiàn)在建筑工程的重要技術(shù)之一。

1、軟土地基加固方法的選取步驟

在選擇軟土地基加固手段上，需遵循以下幾個(gè)步驟：

（1）以地質(zhì)勘探明確項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)、地形條件為前提，根據(jù)建筑工程性質(zhì)、相關(guān)抗震要求，選取兩種以上地基加固方案進(jìn)行比較分析[1];

（2）對初步選定的加固方案進(jìn)行可行性研究，包括加固效果、加固成本對比分析，在滿足地基承載力要求基礎(chǔ)上選擇最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用方案;

（3）對最終確定的施工方案進(jìn)行現(xiàn)場加固試驗(yàn)，通過技術(shù)專家組驗(yàn)收合格后方可大面積開展，并且根據(jù)實(shí)際施工情況調(diào)整加固參數(shù)，使其達(dá)到一個(gè)最好的加固效果[2]。

2、常用軟土地基加固方法分析

2.1置換加筋墊層法

置換加筋墊層法的意思就是將軟土地基層全部清除，之后換填上支撐強(qiáng)度高、性質(zhì)穩(wěn)定的土層，但是若建筑工程對地基承載力要求很高，則還需要結(jié)合加筋法，即在土層中植入鋼筋，以提高地基承載力。換填土層分層夯實(shí)，其最大干密度ρmax計(jì)算公式見（2-1）[3]。

2.2強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是應(yīng)用最普遍的地基加固方法之一，原理很簡單，就是利用重達(dá)數(shù)噸的重錘從一定高度落下砸在地基上，強(qiáng)烈的沖擊力能夠使原有地基結(jié)構(gòu)被壓密，壓縮性和含水率均大大降低。該方法施工時(shí)需應(yīng)用大型機(jī)具，而且適用于粒徑大于0.05mm的砂土、碎石土、雜填土等，對飽和的粉土和粘性土作用不大[4]。

2.3擠密樁法

擠密樁法就是在地基上鉆樁孔，之后將充填材料放入樁孔中分層夯實(shí)，既可以提高軟土地基承載力，又能減少原地基含水量，其中灰土擠密樁應(yīng)用最為廣泛。擠密樁法加固地基不需要大量開挖地基，能夠減少成本，但是也依賴于大型機(jī)具，對施工場地環(huán)境要求較高。

2.4 CFG樁法

CFG樁全稱為水泥粉煤灰碎石樁，經(jīng)過這些材料按照一定配比形成一個(gè)高粘結(jié)性、低強(qiáng)度的混凝土樁，不過會與樁體之間的土體共同承載建筑重量，傳遞至更深處的持力層。CFG樁法在2000年左右被較大范圍使用，具有綜合成本低、整體承載力好的特點(diǎn)，是目前較為先進(jìn)的一種軟土地基加固手段[5]。

3、 CFG樁在地基加固中的設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)分析

3.1? CFG樁體主要材料分析

3.1.1水泥

CFG樁常用的水泥包括普通硅酸鹽水泥（425號）和礦渣水泥，其中以普通硅酸鹽水泥質(zhì)量較好，不過成本較高。CGF樁材料中摻合了粉煤灰，所以水泥漿的流動性很好，可使用泵進(jìn)行輸送，大大加快了施工進(jìn)度，而且塌落度較小，有效保證了樁體填充的密實(shí)度。

3.1.2粗骨料

CFG樁所有的粗骨料可以為礦渣、石灰石、花崗巖碎石等材料，一般為節(jié)約成本就地取材即可。粗骨料的用量根據(jù)地基實(shí)際情況確定，在一定范圍內(nèi)粗骨料越多，樁體強(qiáng)度越高，但是會影響密實(shí)度。

3.1.3粉煤灰

作為外加劑，粉煤灰可以提高材料的易和性，一般以CaO作為外加劑最多，外加劑添加量也是以現(xiàn)場試驗(yàn)為準(zhǔn)，一般其用量是水泥用量的25%左右。

3.2? CFG樁技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

CFG樁樁徑范圍在350～600mm，樁孔布置一般呈梅花形（見下圖1）[6]，也有方形布置?？拙嘁话銥?～5倍樁徑，以排為單位給樁孔編號，在施工時(shí)需要進(jìn)行跳躍施工，否則會影響樁孔形狀完整性。為保證CFG樁質(zhì)量，要注意以下幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

（1）選擇合適的樁孔布置形式，要求樁體下部持力層厚度必須不低于2.0m，壓縮模量不低于12MPa，樁長控制在15m以下，否則不能保證樁體承載力滿足設(shè)計(jì)值。樁體空隙之間土體的承載力必須在80kPa以上，否則需要用其他方法加強(qiáng)地基;

（2）CFG樁地基加固系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)完工后，要驗(yàn)算樁體強(qiáng)度是否滿足要求，采用試驗(yàn)室試塊形式（邊長為200mm正方體試塊），經(jīng)過28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，對其抗壓強(qiáng)度f0的要求見（3-1）所示。

3.3? CFG長螺旋鉆孔成樁技術(shù)施工要點(diǎn)分析

長螺旋鉆孔成樁技術(shù)是目前CFG最常見的施工方式，適用性廣泛，而且成樁質(zhì)量好，在很多地區(qū)都取得了很好效果，在此對該技術(shù)施工要點(diǎn)進(jìn)行分析。

（1）施工前進(jìn)行配合比試驗(yàn)，要求坍落度在150mm左右，施工時(shí)拔管速度控制在1.0～1.2m/min，遇到淤泥質(zhì)地層拔管速度在此降低，且澆筑時(shí)采用間隔施工法;

（2）樁體標(biāo)高至少高出設(shè)計(jì)樁頂位置0.5m，在冬季氣溫低于5℃時(shí)不得施工，并且對已經(jīng)完工樁體采取保溫措施;

（3）樁體養(yǎng)護(hù)超過28d后，進(jìn)行清土和截樁時(shí)要避免對樁身造成損害，最后要對樁身完整性進(jìn)行抽樣探測，比例不得低于20%。

結(jié)語：

軟土地基加固技術(shù)是建筑土木工程施工時(shí)無法避免的情況，在選擇加固方法時(shí)必須要深入實(shí)地勘測觀察，綜合項(xiàng)目特點(diǎn)來選擇最適合技術(shù)，兼顧經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。CFG樁融合了混凝土的強(qiáng)度及材料的價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，在全國多地高層住宅樓基加固中得到成功運(yùn)用，便于大范圍推廣，同時(shí)也為土木建筑學(xué)科材料及施工技術(shù)發(fā)展拓展了思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁志峰.某軟土地基多層住宅筏板基礎(chǔ)方案的比較[J].住宅與房地產(chǎn)， 2019（15）：34-38.

[2]盧亦焱，黃和平，陳善雄.軟土地基上住宅建筑不均勻沉降分析[J].土工基礎(chǔ)（5）：1-4，40.

作者簡介：

樊文杰（1984.02—），男，山東莒南，畢業(yè)于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，本科，工程師，研究方向：建筑工程施工;

朱崇權(quán)（1987.06—），男，山東臨沂人，畢業(yè)于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，本科，工程師，研究方向：建筑工程施工;

姜曉勇（1981.12—），男，山東臨沂人，畢業(yè)于山東大學(xué)，本科，工程師，研究方向：建筑工程施工。