周文斌
摘 要:為了保證地基有足夠的承載力來確保建筑穩(wěn)固,就必須加強地基基礎工程的處理工作,CFG樁是地基處理技術的一種,具有變形能力小、承載能力高與成本低的優(yōu)點。本文介紹了CFG樁技術,并探討了其在處理建筑地基基礎中的應用。
關鍵詞:CFG樁 復合地基 特點 技術
1、CFG樁復合地基
1.1 CFG樁復合地基簡介
水泥粉煤灰碎石樁(簡稱CFG樁)是指在碎石中摻入一定量的石屑、粉煤灰和少量水泥,拌合成一種具有一定粘結(jié)強度的非柔性樁。CFG樁復合地基由樁、樁間土及褥墊層三部分構(gòu)成。CFG樁法適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基,對淤泥質(zhì)土應按地區(qū)經(jīng)驗或通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。
1.2 加固機理
簡單說,褥墊層是將上部基礎傳來的基底壓力通過適當?shù)淖冃我砸欢ǖ谋壤峙浣o樁及樁間土,使二者共同受力。同時土體受到樁的擠密而提高承載力,而樁又由于周圍土的側(cè)應力的增加而改善了受力性能,二者共同工作,形成了一個復合地基的受力整體,共同承擔上部基礎傳來的荷載。
褥墊層作用:保證樁與土共同承擔荷載,調(diào)整樁與樁間土之間豎向荷載及水平荷載的分擔比例。樁的作用:承擔基礎傳來的豎向、水平荷載,地基土產(chǎn)生一定的擠密作用,同時具有作用、預震作用。樁間土的作用:承擔豎向、水平荷載,對樁體進行約束,保證樁體正常工作。
1.3特點
預制混凝土樁具有較高的承載力,但造價較高;碎石樁的造價較低,但卻滿足不了高層建筑對地基承載力的要求;而CFG樁則具備了上述兩類樁的優(yōu)點,既造價低廉且承載力高。進行設計時,可通過改變CFG樁的樁長、樁距等來達到不同的復合地基承載力。通過改變樁長、樁徑、樁距等設計參數(shù),可使地基承載力大幅提高,其提高的幅度在2.5~3倍,對軟弱地基承載力提高很大。變形穩(wěn)定,沉降量小,如將CFG樁落在較硬的圖層上,其地基沉降量可控制在一定的范圍內(nèi)(在10mm以內(nèi))。工藝性好,由于大量采用粉煤灰,樁體材料具有較好的流動性,灌注方便易于控制施工質(zhì)量,同時節(jié)約大量水泥、鋼材,利用工業(yè)廢料粉煤灰降低工程費用,與預制鋼筋混凝土樁相比,可節(jié)約投資30%-40%。
2、CFG施工技術要點
2.1施工前準備
施工前準備的主要工作項目是測量放線,這其中有需要注意四點內(nèi)容:(1)首先,在施工測量中,要將必要的測量儀器交予專門的部門進行校對,實際操作中要嚴格遵循行業(yè)的規(guī)范要求,以確保測量數(shù)據(jù)的精度和準確度;(2)其次,施工前必須對相關的工作人員進行技能培訓學習,以保證技術人員在對施工圖紙和施工材料的復核上的準確性;(3)此外,要根據(jù)CFG樁的施工圖進行施工技術交底工作;(4)最后,在取樣實驗的基礎上選定施工所需要的材料。測量放線時,要嚴格按照復核管理機制的要求進行,使樁線在樁機就位前一直處于平衡狀態(tài),這樣才能確保立柱的垂直和地基的穩(wěn)定牢固。并且鉆機的平衡更是鉆機中心和樁柱中心一致的保證。因此,科學的管理機制是CFG樁施工工序順利進行的制度保障。
2.2樁機就位
CFG樁定好位后,按照設計要求在樁中心點處插標桿,放好樁位后移動CFG樁機到達指定樁位,用鉆機塔身的前后和左右的垂直標桿檢查塔身垂直度,校正位置,使鉆桿垂直對準樁中心。開鉆前量好鉆具的長度,并在機架上標明進尺深度標志,保證成孔深度和有效樁長,樁機就位必須鋪墊平穩(wěn),立柱垂直穩(wěn)定牢固,鉆頭對準樁位,檢查鉆頭活門是否閉合,合格后進行鉆機就位。
2.3鉆進成孔
鉆孔開始時必須確認樁位的編號、孔口標高、孔深,準確無誤后關閉鉆頭閥門,向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時,啟動轉(zhuǎn)機,鉆進速度要先慢后快,如果發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或卡鉆時應放慢進尺,鉆頭到達設計樁底標高時,于動力頭底面停留位置相應的鉆機塔身處作醒目的標記,作為施工時控制樁長的依據(jù)。鉆進過程中,平臺應保持平衡,未達到設計標高不得反轉(zhuǎn)或提升鉆桿,如因特殊情況要提升鉆桿或反轉(zhuǎn),應將鉆桿提升至表面,對鉆頭活門重新沖洗、疏通、閉合。
2.4清孔與灌注
在成孔程序結(jié)束以后,需要用水稀釋孔內(nèi)的泥漿,重復此操作一至兩次,以達到清理孔口的效果。然后向孔內(nèi)灌注混凝土拌和料。這一施工過程要注意以下幾點:(1)每一根樁的灌注料量不小于預期灌注量;(2)采用連續(xù)填料法,保證成樁的連續(xù)均勻;(3)成孔后,鉆桿不能立即拔出,而是要用符合要求的碎石填充,使其自然沉到孔內(nèi)的底部;(4)在灌注混合材料時,對其實際輸入量進行計量。對于沒有達到設計要求高度的鉆孔,不能將鉆桿提升或者反轉(zhuǎn),而如有特殊情況,必須對需要反轉(zhuǎn)的鉆頭活塞進行徹底的清洗,這樣才能保證記錄數(shù)據(jù)的準確。CFG樁的灌注混合料必須嚴格按照比例將碎石、水泥和粉煤灰進行攪拌,攪拌時間大約在一分半鐘。
2.5振密
對于填充底部的石料,要借助鉆機的水平振力對其進行振密。當由于砂層抗壓阻力引起的電機電流上升到60安時,CFG樁周圍的砂土已經(jīng)完成振密過程。不斷重復此過程,直至達到孔口。鉆桿和壓灌的配合程度,直接關系到CFG樁的質(zhì)量高低。因此,必須控制好鉆桿的提升速度,不至于對地基的承載力產(chǎn)生負壓作用。
2.6拔管
實踐施工過程中,當鉆桿的芯管充滿了混合材料以后,即可開始拔管。施工樁一般要高出設計的高程,當灌注成樁以后,應當在樁頂上蓋土封,起到保護的作用。
2.7清土及剔樁
第一步清土在灌壓樁施工完畢后立即將多余混凝土鏟除;第二步在成樁后5d左右剔樁,避免因樁身強度較大時剔樁困難;清土采用小型機械設備及人工開挖、運輸,避免斷樁及對地基土的擾動;清土頂留至少20cm人工清除,找平;清槽后人工截樁,采用3根鋼釬間隔120mm,水平向楔入樁體,直至上部樁體斷開,樁頂采用小釬修平;因剔樁造成樁頂開裂、斷裂,按樁基混凝土接樁規(guī)定,斷面鑿毛,刷素水泥漿后用高一級混凝土填補并振搗密實。
2.8現(xiàn)場清理與測試
在CFG樁施工完成之后,要對現(xiàn)場進行清理,其中包括平整場地、清理樁頭等。之后,根據(jù)有關規(guī)定在混凝土達到一定強度之后,對CFG樁處理技術下的地基進行載荷測試。這一施工流程,既能保證施工現(xiàn)場有足夠的空間進行施工操作,又能完成對地基承載力的檢測。
3、結(jié)束語
CFG樁技術在地基處理中發(fā)揮了重要作用,需要給予高度重視。由于 CFG樁技術具有多種優(yōu)勢,應用較為廣泛,因而我們要加強對CFG樁在地基處理中應用技術的研究與應用,結(jié)合實際施工情況,采取有效的施工措施,并要逐步優(yōu)化施工工藝,提高地基施工的穩(wěn)定性,保證建筑施工質(zhì)量,促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻:
[1]王興山,劉明亮,劉麗萍. 淺析CFG樁在地基處理中的應用[J].科技風, 2012,04(25):13-14.
[2]曾煒,王大力.CFG樁在軟土地基處理中的應用研究[D].重慶交通大學, 2012,10(26):34-35.
[3]趙來斌.淺析CFG樁復合地基在地基處理中的應用[J].工程勘察 2013年增刊 第1期, 2013,04(21):25-26.
[4]黃驍,張曉亮,王玫力.CFG樁在地基處理中的應用研究[D].吉林大學, 2014,11(01):11-12.