建筑施工評職論文CFG樁在地基處理中的應用

　　摘要:本文結合工程實踐，介紹了工程大廈工程采用CFG樁復合地基，并進行樁基的后壓漿處理,不僅提高了復合地基的承載力，而且縮短了樁長，加快了施工進度。經試驗及時間檢驗，該工程地基處理效果良好，技術經濟效益顯著。

　　關鍵詞:CFG樁,后壓漿,地基處理

　　引言

　　GFG樁復合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高黏結強度樁，通過在基底和樁頂只減少設置一定厚度的褥墊層以保證樁、土共同承擔荷載，使樁、樁間土及褥墊層一起構成復合地基。樁端持力層應選擇承載力相對較高的土層。GFG樁復合地基時在碎石樁加固地基法的基礎上發展起來的一種地基處理技術，具有承載力提高幅度大、地基變形小，適用范圍廣、施工簡單、投資少等特點。

　　1 工程概況

　　某發展大廈工程位于廣東深圳，總建筑面積約6萬m2，為鋼骨混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒混合結構，地下4 層，地上18 層;采用筏板基礎，基坑南北長58.54m，東西長84.66m，基礎埋深18.5m。地下結構分純地下室和主樓部分(核心筒及外圍框架)，其地基承載力分別要求不低于700MPa和450MPa。

　　根據巖土工程勘察報告的意見和建議，主樓地基采用CFG樁處理。業主方委托專業地基公司進行了CFG樁設計，選擇第2 層卵石層(即第13 層)作為持力層(見圖1)，樁長24m，樁徑600mm，總計819 根樁。

　　按照工程總施工進度要求，CFG 樁的施工工期僅有40d。此外，施工場地極其狹小，材料不能足量堆放，打樁機、挖土機運行區域受限較多。

　　2 CFG 樁設計及后壓漿工藝

　　2.1 CFG 樁深化設計

　　為提高CFG 樁單樁承載力及滿足施工進度要求，決定采用樁底后壓漿施工技術，以縮短樁長，將持力層改為第10 層(見圖1、圖2)。

　　1)CFG 樁承載力計算

　　以第7號樁為例，樁徑600mm，樁長9.5m，根據《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008 第5.3.5 條規定，對單樁豎向極限承載力標準值進行計算。

　　壓漿前，單樁豎向極限承載力標準值：Quk=1475kN。

　　樁端壓漿后，后注漿單樁極限承載力標準值： Quk=3112kN。

　　樁端后壓漿CFG 樁承載力特征值取1500kN。

　　2)樁身強度驗算

　　fcu=3Ra /Ap=12.6MPa，樁身混凝土強度等級為C20。

　　3)CFG 樁復合地基設計CFG 樁復合地基承載力特征值：由fspk=(mRa /Ap)+β(1-m)fsk計算得，主樓、核心筒處CFG 樁面積置換率分別為0.02394 和0.0452，由此推算出主樓、核心筒處CFG樁樁間距分別為2.25m×2.25m 和1.65m×1.65m。

　　2.2 后壓漿施工技術要求

　　1)壓漿時間

　　壓漿過早，會因樁身混凝土強度過低而導致樁體破壞;壓漿過晚，沉渣凝固堵塞壓漿通道，影響壓漿效果。該工程于混凝土澆筑2d 后進行壓力注漿。壓漿樁與在施樁距離不小于8m。

　　2)水泥漿配比

　　水泥漿水灰比控制在0.4～0.7之間。實際壓漿過程中的做法是，先采用較稀的水泥漿，然后再用中等濃度水泥漿，最后用濃漿。

　　3)壓漿量

　　根據樁端后壓漿擴大部分的體積，進行壓漿量計算，確定一個基本值;然后在實際壓漿中，根據壓水試驗及壓漿過程中的反應進行適當調整。通過計算，該工程單樁水泥壓入量為600～800kg。

　　4)壓漿壓力

　　容許壓漿壓力，一般以不使底層結構破壞或少量破壞為前提條件。對于同一根樁，在不同的壓漿階段，其所需壓漿壓力也不同。一般在底層中，初始和結束階段的注漿壓力為2～3MPa;中間階段的壓漿壓力為1～2MPa。在實際施工中，先做壓水試驗，以疏通壓漿管的壓力作為壓漿的初始壓力，壓漿的壓力為初始壓力的2～3 倍。

　　5)壓漿終止標準

　　在施工中，隨時記錄壓漿壓力和壓漿量，并注意觀察周圍地面的變形情況。當滿足下列條件之一時，即刻終止壓漿。

　　①壓漿總量和壓漿壓力均達到設計要求;

　　②壓漿壓力超過1.5MPa，且水泥注入量超過600kg;

　　③壓漿總量已達到設計要求的70%，且壓漿壓力達到設計要求的150%并維持5min 以上。

　　3 施工工藝

　　3.1 工藝流程

　　CFG 樁后壓漿施工工藝流程：定位放線→啟動樁機對準樁位→樁機調平、鉆桿調直→關閉鉆頭閥門，啟動鉆頭鉆進到設計樁底標高→壓送混凝土、同時啟動卷揚機提升鉆桿直至施工設計樁頂標高→插壓漿管→樁端后壓漿→成品保護。

　　3.2 施工控制要點

　　1)壓漿管

　　壓漿管采用Φ40 焊接鋼管。在成樁過程中，待CFG 樁樁體混凝土澆筑完成后，立即將其插入樁中。為了確保水泥漿注入樁端土體，壓漿管底部須插入樁尖土30～40cm 深處(見圖3)。在實際施工中，為了保證壓漿管的插入深度，采用了自制的插管振搗器(見圖4)。

　　壓漿管埋設好后，立即向管內注滿清水并把兩端密封，以減少管內外壓力差，防止壓漿管的變形影響壓漿效果。壓漿導管連接采用套管焊接，焊縫應飽滿，不得有空隙。壓漿導管下端設置壓漿閥，每樁設置1個。

　　2)初注

　　在正式壓漿開始前，先試壓清水。一般情況下，按2～3 級壓力逐級加壓，并要求有一定的壓水量及壓水時間，壓水壓力以壓漿管疏通時的壓力值為準。初注階段壓漿壓力要小，漿液由稀到稠。操作時，要密切注意壓力、壓漿量和壓漿管的變化及壓漿節奏。該工程CFG 樁作用在砂礫石層上，砂礫石顆粒間的孔隙較大，為此采用了間歇壓漿法施工，即開啟壓漿泵先壓漿4～5min，停泵0.5～1min，然后再壓漿;如此反復，直到結束。

　　3)二次壓漿

　　初注停止30min 后，進行第二次壓漿。而由于持力層漿液逐漸趨于飽和狀態，第二次壓漿量很小，一般為一次壓漿量的1/3～1/4。由于CFG 樁布置較一般樁基密集，因此在壓漿后期，水泥漿注入量逐漸減小，用持續壓力時間及附近地表反映來確定終止條件。

　　4 試驗檢測

　　在樁基施工完畢后，需進行復合地基靜載荷試驗及CFG 樁低應變試驗。按照《建筑基樁檢測技術規范》JGJ 106-2003 及《建筑地基處理技術規范》JGJ 79-2002 的要求，復合地基靜載試驗主樓和核心筒各取3 點，共6 組;低應變試驗隨機抽取檢測，共檢測80 根樁。試驗結果如下：

　　1)靜載試驗。單樁復合地基承載力特征值大于700kPa，主樓區單樁豎向抗壓極限承載力大于3000kN，主樓區樁間土承載力特征值大于210kPa，均滿足規范及設計要求。

　　2)低應變檢測。Ⅰ類樁67根，占抽檢總數的84%;Ⅱ類樁13根，占抽檢總數的16%;未發現Ⅲ、Ⅳ類樁。

　　5 結語

　　經建筑沉降觀測，至結構施工完成，該工程累計沉降量在5～15mm 之間，變形量小、均勻，這表明地基處理效果良好。實踐證明，CFG 樁施工采用后壓漿技術是可行的，對于提高復合地基承載力、縮短樁長、節能降耗、加快施工進度和節約工期等都有很大作用。后壓漿技術工藝及所用設備簡單，便于普及，可帶來顯著的經濟效益和社會效益。

　　參考文獻：

　　[1]中華人民共和國行業標準.建筑樁基技術規范(JGJ94-94)[S].

　　[2]中華人民共和國行業標準.建筑地基處理技術規范(JGJ79-2002)[S].

　　[3]GB50007-2002，建筑地基基礎設計規范[S].

　　[4]GB50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[S].