摘要:采用CFG樁是在高層建筑基礎(chǔ)施工中較常使用的復(fù)合地基處理方法,本文結(jié)合工程實(shí)例,向大家介紹CFG樁施工相關(guān)內(nèi)容,為大家了解CFG樁復(fù)合地基提供參考。
關(guān)鍵詞:CFG樁;復(fù)合地基;施工
一、項(xiàng)目簡介
XX項(xiàng)目位于內(nèi)蒙古自治區(qū)大青山?jīng)_洪積扇地區(qū),建筑物占地東西長約105.80m,南北寬約33.90m,主樓地上19層,高79.20m,框架~剪力墻結(jié)構(gòu),筏板基礎(chǔ),裙樓地上3層,高13.50m,框架結(jié)構(gòu),筏板基礎(chǔ),均設(shè)1層地下室。
本工程±0.000相當(dāng)于絕對標(biāo)高1058.60m,場地自然地面標(biāo)高平均值為1057.750m,主樓筏板底標(biāo)高為-7.40m,筏板厚2m,裙樓筏板底標(biāo)高為-6.60m,筏板厚1m。
二、復(fù)合地基設(shè)計(jì)方案
采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)法對主樓地基土進(jìn)行處理,利用復(fù)合地基來承重,處理后復(fù)合地基承載力特征值為370kPa,最終沉降量在要求的控制范圍內(nèi),均滿足設(shè)計(jì)要求。
采用長螺旋鉆孔成孔、管內(nèi)泵壓混合料的成樁工藝進(jìn)行施工。樁身混合料是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成,樁身混合料強(qiáng)度等級為C20,水泥設(shè)計(jì)采用32.5普通或礦渣硅酸鹽水泥,摻加袋裝Ⅰ或Ⅱ級粉煤灰,以增加混合料的和易性和可泵性,每方混合料中粉煤灰的摻入量宜為70~90㎏?;旌狭系呐浜媳软毻ㄟ^試驗(yàn)來確定,坍落度應(yīng)控制在160~200mm。由于是泵送混凝土,故粗骨料粒徑不宜太大,宜選用5~16mm碎石。
設(shè)計(jì)CFG樁樁徑為400mm,設(shè)計(jì)有效樁長為11m,樁頂保護(hù)樁長0.5m;采用正方形形式進(jìn)行布樁,布樁間距為1.80m,總布樁數(shù)為780根,CFG樁樁位布置情況詳見“CFG樁樁位平面布置圖”。
樁頂和基礎(chǔ)之間設(shè)置褥墊層,以保證樁土共同承擔(dān)荷載,減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中,墊層厚度為200mm,墊層材料可選用中粗砂。
三、CFG樁復(fù)合地基施工方案
擬建場地處于市區(qū),為防止擾民和民擾問題的發(fā)生,同時(shí)考慮到基坑距周邊建筑較近的原因不宜選用振動機(jī)具,以免對基坑邊坡的安全穩(wěn)定造成影響,基于以上幾方面的考慮并結(jié)合在相似地質(zhì)條件場地的施工經(jīng)驗(yàn),本地基處理工程采用長螺旋鉆孔成孔(2臺KLB620A1鉆機(jī))、管內(nèi)泵壓混合料的CFG樁成樁工藝(2臺HBTS80-A混凝土泵)。
(一)施工工藝流程
在項(xiàng)目現(xiàn)場完成土方開挖作業(yè)后,完成場地現(xiàn)有標(biāo)高及樁位標(biāo)記,鉆機(jī)就位啟動,待鉆頭鉆入地下達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,按規(guī)定速度泵送混凝土并同時(shí)勻速上提鉆桿至地表,如此往復(fù)完成全部打樁任務(wù)。在此之后,開始樁間土清理及樁頭剔鑿工作,上述工作完成后即進(jìn)入到CFG樁復(fù)合地基檢測階段。
(二)材料準(zhǔn)備:
1、混凝土強(qiáng)度等級為C20,設(shè)計(jì)坍落度為160-200mm;
2、水泥采用32.5普通或礦渣硅酸鹽水泥;
3、粗骨料選用5-16mm碎石;
4、細(xì)骨料選用含泥量小于5%的細(xì)砂;
5、袋裝Ⅰ或Ⅱ級粉煤灰。
四、施工控制及質(zhì)量保證措施
(一)混合料泵送過程的質(zhì)量和施工控制
1、施工前先將混凝土泵的料斗及管線用清水濕潤,然后攪拌一定的水泥砂漿進(jìn)行泵送潤滑管線。
2、鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,一邊泵送一邊拔管,拔管速率控制必須與泵送量相匹配,泵送量達(dá)到鉆桿芯管一定高度后,方可拔管,拔管速率在現(xiàn)場試成樁后確定。根據(jù)CFG樁混合料的泵送量和樁徑反算拔管速率,以保證鉆頭始終埋在CFG樁混合料液面以下,避免進(jìn)水、夾泥等質(zhì)量缺陷的發(fā)生。
3、施工時(shí)要始終保持混凝土泵料斗內(nèi)的混合料液面在料斗底面以上一定高度,以免泵送時(shí)吸入空氣,造成堵管。
(二)成樁的質(zhì)量和施工控制
1、樁位控制
在施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,確定建筑物的控制軸線,并將樁的準(zhǔn)確位置施放到施工作業(yè)面上。樁位定位方法現(xiàn)場采用插以木制短棍撒白灰點(diǎn)來表示樁位,點(diǎn)位應(yīng)明顯易找且不易破壞。
2、垂直度控制
鉆機(jī)就位后,應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后垂直標(biāo)桿檢查導(dǎo)桿,校正位置,使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心, 樁身垂直度偏差不得大于1%。鉆孔開始時(shí),封住鉆頭閥門,使鉆桿向下移動至鉆頭觸及地面時(shí),開動鉆機(jī)旋動鉆頭。一般應(yīng)先慢后快,在成孔過程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí),應(yīng)停機(jī)或放慢進(jìn)尺。
3、樁長控制
根據(jù)樁長,確定鉆孔深度。當(dāng)樁尖到達(dá)鉆孔深度位置時(shí),在動力頭底面停留處與鉆機(jī)塔身相應(yīng)位置作醒目標(biāo)注,作為施工時(shí)控制樁長的依據(jù)。當(dāng)動力頭底面到達(dá)標(biāo)注時(shí),樁長即滿足設(shè)計(jì)要求。
4、成樁控制
成孔時(shí)鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后,鉆桿停止鉆動,開始泵送混合料,禁止將鉆桿往上提30cm再泵料。成樁過程宜連續(xù)進(jìn)行,應(yīng)避免后臺上料慢造成的供料不足、停機(jī)待料現(xiàn)象。若施工中因其它原因不能連續(xù)灌注,須根據(jù)勘察報(bào)告和施工已掌握的場地土質(zhì)情況,避開飽和砂土、粉土層,不宜在這些土層內(nèi)停機(jī)。成樁過程中必須保證排氣筏正常工作。當(dāng)成樁至樁頂標(biāo)高2.0m以內(nèi)時(shí),應(yīng)連續(xù)泵料至樁體混合料高出樁頂標(biāo)高。
(三)斷樁及清土施工控制
1、初步斷樁及清土
在地基處理施工全過程中需及時(shí)清運(yùn)棄土,確保打樁施工的工期及作業(yè)面的平整。根據(jù)現(xiàn)場施工情況和業(yè)主對工期的要求,在確保樁身質(zhì)量的前提下,對該工程確定采用人工斷樁、機(jī)械倒運(yùn)方法清運(yùn)打樁棄土和樁間保護(hù)土,具體操作程序如下:
(1)人工初步斷樁
在CFG樁成樁初凝以后即可組織人工按照CFG樁樁位平面布置圖確定樁位位置,用鐵锨和十字鎬開挖截?cái)鄻渡砘旌狭?,這時(shí)樁身雖已結(jié)硬,但強(qiáng)度較低,此時(shí)人工斷樁只是將打樁棄土內(nèi)與樁身相連的混合料挖除,為機(jī)械清運(yùn)打樁棄土創(chuàng)造條件。同時(shí),為減少下一步樁頭處理的工作量,挖除時(shí)可將保護(hù)土層內(nèi)的樁頭一并挖除30cm ,保留余下20cm的樁頭并及時(shí)覆蓋,在清運(yùn)保護(hù)土層后嚴(yán)格按有關(guān)要求截除。
(2)機(jī)械清運(yùn)打樁棄土、樁間保護(hù)土層
施工現(xiàn)場配備履帶式挖掘機(jī),打樁施工結(jié)束當(dāng)樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75%以上后,安排挖掘機(jī)進(jìn)入基坑作業(yè),及時(shí)將打樁棄土、樁間保護(hù)土倒運(yùn)并適當(dāng)集中,采用運(yùn)土車輛將其運(yùn)出現(xiàn)場,同時(shí)配備足夠人工配合挖掘機(jī)進(jìn)行基底整平,用水準(zhǔn)儀嚴(yán)格控制標(biāo)高。
機(jī)械倒土由于需要挖掘機(jī)進(jìn)入打樁工作面,必須專人指揮并遵循以下原則:
a. 不可對設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以下的樁體產(chǎn)生損害;
b. 不能擾動樁間土;
c. 為避免挖掘機(jī)在施工過程中碰樁,預(yù)留20cm土層人工清除。
現(xiàn)場嚴(yán)格規(guī)定挖掘機(jī)的行走路線,挖掘機(jī)進(jìn)入施工現(xiàn)場需在打樁工作面以上鋪墊不小于50cm的保護(hù)土層方可行走,禁止直接在打樁工作面上行走,工作時(shí)需嚴(yán)格控制標(biāo)高,不得超挖,運(yùn)土車輛不得進(jìn)入地基處理范圍,需由挖掘機(jī)將打樁棄土、樁間保護(hù)土倒運(yùn)至基坑邊,方可裝車運(yùn)走。
2、截樁頭
保護(hù)土層清除后可進(jìn)行樁頭處理,將樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上樁頭截?cái)啵话愠蓸?天后即可進(jìn)行截樁頭工作。本工程采用人工截樁方法,具體如下:
(1)用水準(zhǔn)儀確定樁頂標(biāo)高,兩人或四人用鋼釬水平方向兩兩相對用大錘同時(shí)擊打,將樁頭截?cái)?。?yán)禁用鋼釬向斜下方擊打或用一個(gè)鋼釬單向擊打樁身;
(2)樁頭截?cái)嗪?,用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高,并把樁頂找平,樁頂表面不可出現(xiàn)斜面,樁頂標(biāo)高允許偏差為0~+20mm。
如果在清運(yùn)打樁棄土、保護(hù)土層或截樁頭時(shí)造成樁體斷在設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以下,必須采取補(bǔ)救措施,先將樁頂修平、鑿毛,用CFG樁樁身混合料相同標(biāo)號的素混凝土接樁至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高。
(四)褥墊層鋪設(shè)
褥墊層鋪設(shè)厚度為200mm,材料選用中粗砂或粒徑為5~16mm的碎石,夯填度不大于0.9 (夯填度為壓實(shí)后厚度與虛鋪厚度之比)。施工時(shí)可先人工虛鋪220-230mm,之后用平板振搗器夯3~4遍直至密實(shí)。褥墊層施工完畢后,應(yīng)向監(jiān)理單位報(bào)驗(yàn),多準(zhǔn)備一份褥墊層施工驗(yàn)收及驗(yàn)槽資料做竣工報(bào)告用。
(五)樁的施工允許偏差應(yīng)符合下列要求
1、樁長允許偏差≤100mm
2、樁徑允許偏差20mm
3、垂直度允許偏差≤1%
4、樁位允許偏差:對滿堂布樁基礎(chǔ)≤0.4d,即16cm。
五、結(jié)語
本文的編寫以項(xiàng)目實(shí)例為根本依據(jù),對于CFG樁的施工與大家交流共勉。
作者簡介:
王偉 (1983-),男(蒙古族),內(nèi)蒙古達(dá)茂旗人,工程師,工作單位:內(nèi)蒙古自治區(qū)本級政府投資非經(jīng)營性項(xiàng)目基建辦公室。
孟曉燕(1983-),女(漢族),內(nèi)蒙古呼和浩特人,教師.內(nèi)蒙古師范大學(xué)青年政治學(xué)院。