CFG樁在建筑地基處理中的應(yīng)用

易劍輝，王瑛，鄭自元

（湖南航天建筑工程有限公司，長(zhǎng)沙410205）

1 引言

隨著城市工程建設(shè)的不斷發(fā)展，軟弱地基處理的方法也越來(lái)越多。長(zhǎng)螺旋鉆孔水泥粉煤灰碎石樁（cement flying-ash gravel pile，簡(jiǎn)稱CFG 樁）由于施工機(jī)械簡(jiǎn)單，便于操作、樁體材料來(lái)源廣泛、工程造價(jià)低、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，在全國(guó)各地廣泛使用。本工程地處丘陵與三角洲沖積平原交匯接觸地帶，場(chǎng)地原始地貌屬濱海平原地貌，地勢(shì)平坦，地面原始標(biāo)高為3.61～3.69m，東、北面為山體，西、南面為城市主干道。通過(guò)細(xì)致的沉降分析，進(jìn)而提出技術(shù)可靠、造價(jià)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)螺旋鉆孔CFG樁方案進(jìn)行建筑地基處理，以滿足場(chǎng)地工后沉降、建（構(gòu)）筑物不均勻沉降等要求。

2 工程概況

珠海阿茲耐涂料有限公司維修車間工程位于高欄港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)南水鎮(zhèn)，其平面尺寸為60m×128m，柱距8m，跨度30m，檐口高度13.6m，單層輕鋼結(jié)構(gòu)，場(chǎng)地未規(guī)劃有地下室。由于場(chǎng)地東、北面為山體，如采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁或灌注樁，短樁太多、施工困難、工期長(zhǎng)且造價(jià)高，場(chǎng)地西、南面有下臥淤泥層，沉降變形非常大，沉降需要很長(zhǎng)時(shí)間才能完成，如果地基處理不合適，往往會(huì)造成大量的樁后沉降和不均勻沉降，嚴(yán)重影響上部結(jié)構(gòu)建筑物及管線的正常使用。故本工程決定采用長(zhǎng)螺旋鉆孔CFG 樁對(duì)地基進(jìn)行處理。

3 工程地質(zhì)和水文條件

場(chǎng)地內(nèi)土（巖）層自上而下有：人工填土層（Qml）的填土層，（以中風(fēng)化或微風(fēng)化花崗巖塊石及廢混凝土塊為主，局部夾0.2～0.8m 厚耕植土層），平均厚度2.61m→沖積土層（Qal）的淤泥層、粉質(zhì)黏土層和中砂層, 平均厚度4.65m→殘積型土層（Qe1）的粉質(zhì)黏土層，平均厚度4.16m→基巖(γ52（3）)層的強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化花崗巖，平均厚度7.15m。本場(chǎng)地地下水主要為土孔隙潛水，但局部分布有滲透裂隙水，地下水主要受大氣降水和地表徑流補(bǔ)給影響，以蒸發(fā)及側(cè)向徑流為主要排泄途徑。

4 施工方案

4.1 施工設(shè)備

CFG26-400mm 型長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)（鉆孔最大深度26m，鉆桿標(biāo)配直徑400mm）、混凝土輸送泵（45～60m3/h，采用內(nèi)徑150mm 高強(qiáng)柔性管與鉆機(jī)連接）、容量為0.5～1.5m3的裝載機(jī)、PC200 挖掘機(jī)及備用柴油發(fā)電機(jī)各1 臺(tái)。

4.2 工藝要求

采用長(zhǎng)螺旋鉆孔CFG 樁，樁徑φ400mm，樁距1 450㎜、1 400mm，有效樁長(zhǎng)6～12m（以強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化花崗巖作為樁端持力層，樁端進(jìn)入持力層1m），保護(hù)樁頭不小于0.5m，該項(xiàng)目CFG 樁數(shù)量共計(jì)16 503m（1 537 根）?；炷翉?qiáng)度要求：C30。要求處理后CFG 樁復(fù)合地基承載力特征值：fspk=180kPa。

4.3 工藝原理

用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆至1m 持力層，用混凝土泵鉆穿鉆桿中心通道。在一定壓力下壓入樁孔中?；炷翝仓猎O(shè)定標(biāo)高后，采用自重至設(shè)計(jì)標(biāo)高，形成混凝土灌注樁。

4.4 施工工藝

施工工藝流程為：試成樁→場(chǎng)地平整→測(cè)量放線→鉆機(jī)就位→鉆孔成孔→壓灌混凝土→鉆機(jī)移位→報(bào)表記錄。

1）試成樁，確定施工參數(shù)。正式施工前，應(yīng)在工程非主要部位進(jìn)行試成樁，試成樁數(shù)量應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和場(chǎng)地地質(zhì)條件確定，不少于3 根。通過(guò)試樁確定合適的場(chǎng)地工程地質(zhì)條件的鉆孔深度、提鉆速度、壓灌樁的充盈系數(shù)等施工工藝參數(shù)。以指導(dǎo)下一步大規(guī)模CFG 樁的施工。

2）場(chǎng)地平整。在地基處理施工前，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行清理，清除各種雜物、石塊等，再進(jìn)行填土整平至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3）測(cè)量放線。根據(jù)樁位設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)確測(cè)設(shè)出樁位軸線、定位點(diǎn)，并用鋼筋做好標(biāo)記。

4）鉆機(jī)就位。鉆機(jī)就位后，保持鉆機(jī)平穩(wěn)、調(diào)整鉆塔垂直，鉆桿的連接應(yīng)牢固。鉆機(jī)定位后，應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，鉆頭與樁位點(diǎn)偏差不得大于20mm，開(kāi)孔時(shí)下鉆速度應(yīng)緩慢。鉆機(jī)啟動(dòng)前應(yīng)將鉆桿、鉆尖內(nèi)的土塊、殘留的混凝土等清理干凈。

5）鉆機(jī)成孔。鉆進(jìn)速度根據(jù)地層情況按成樁工藝試驗(yàn)確定的參數(shù)進(jìn)行控制。鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中，不宜反轉(zhuǎn)或提升鉆桿，如需提升鉆桿或反轉(zhuǎn)應(yīng)將鉆桿提至地面，對(duì)鉆尖開(kāi)啟門須重新清洗、調(diào)試、封口。樁間距小于1.3m 的飽和粉細(xì)砂及軟土層部位，宜采取跳打的方法，防止發(fā)生串孔。鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)遇到卡鉆、鉆機(jī)搖晃、偏斜或發(fā)生異常聲響時(shí)，應(yīng)立即停鉆，查明原因，采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)作業(yè)[1]。

6）壓灌混凝土。達(dá)到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高終孔后，應(yīng)先泵入混凝土并停頓10～20s，再緩慢提升鉆桿?；炷凛斔捅霉懿贾靡藴p少?gòu)澋?，混凝土泵與鉆機(jī)的距離不宜超過(guò)60m。混凝土的泵送宜連續(xù)進(jìn)行，邊泵送混凝土邊提鉆，提鉆速度應(yīng)根據(jù)土層情況確定，且應(yīng)與混凝土泵送量相匹配，保證管內(nèi)有一定高度的混凝土，保持料斗內(nèi)混凝土的高度不低于400mm，并保證鉆頭始終埋在混凝土面以下不小于1 000mm?；炷翍?yīng)采用和易性、沁水性較好、強(qiáng)度等級(jí)為C30 的商品混凝土,初凝時(shí)間不少于6h。灌注前坍落度宜為180～220mm。壓灌樁的充盈系數(shù)宜為1.0～1.2。樁頂混凝土超灌高度不宜小于0.5m。

7）鉆機(jī)移位。成樁后，應(yīng)及時(shí)清除鉆桿及泵（軟）管內(nèi)殘留混凝土并進(jìn)行下一樁位的施工。長(zhǎng)時(shí)間停置時(shí)，應(yīng)采用清水將鉆桿、泵（軟）管、混凝土泵清洗干凈。

8）報(bào)表記錄。CFG 樁施工過(guò)程中需設(shè)專人對(duì)其施工參數(shù)進(jìn)行記錄，記錄包括鉆孔垂直度、鉆孔深度、混凝土用量及強(qiáng)度、提鉆速度、施工時(shí)間、樁頂標(biāo)高等，參數(shù)記錄要求真實(shí)、準(zhǔn)確。復(fù)合地基、單樁檢測(cè)應(yīng)在成樁施工完成并間歇一定時(shí)間后進(jìn)行，間歇時(shí)間不少于28d[2,3]。

4.5 質(zhì)量控制

質(zhì)量控制包括以下2 方面：

1）成孔深度控制。成孔深度按建設(shè)單位提供的《巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告》、強(qiáng)風(fēng)化或中風(fēng)化花崗巖巖樣、測(cè)鉆桿長(zhǎng)度的方式進(jìn)行，孔深允許偏差±300mm。

2）樁質(zhì)量控制：（1）樁位偏差土方開(kāi)挖后量樁中心，允許偏差70mm，樁頂標(biāo)高至少要比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出0.5m；每灌注50m3混凝土必須有1 組試塊；（2）樁的靜載試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)量宜為總樁數(shù)的0.5%～1.0%，且數(shù)量不少于3 根；（3）樁身完整性檢測(cè)采用低應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)，抽取樁數(shù)不小于總樁數(shù)的10%；（4）商品混凝土廠家對(duì)砂、石子、水泥、粉煤灰、外加劑的質(zhì)量，檢驗(yàn)項(xiàng)目、批量和檢驗(yàn)方法，應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，每次灌注混凝土前提交原材料檢驗(yàn)報(bào)告和配合比試驗(yàn)報(bào)告單；（5）施工中應(yīng)對(duì)成孔、灌注混凝土等全過(guò)程檢查；（6）施工結(jié)束后，應(yīng)檢查混凝土強(qiáng)度，并應(yīng)做樁體質(zhì)量及承載力檢驗(yàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

目前，該項(xiàng)目地基與基礎(chǔ)分部已施工完畢且通過(guò)驗(yàn)收。珠海阿茲耐涂料有限公司維修車間工程采用長(zhǎng)螺旋鉆孔CFG 樁進(jìn)行建筑地基處理的應(yīng)用實(shí)踐取得了良好的效果。證明了CFG 樁進(jìn)行建筑地基處理不僅施工方便、技術(shù)可靠、造價(jià)經(jīng)濟(jì)，還能最大限度地保護(hù)周邊環(huán)境，贏得了參建各方的一致好評(píng)，為類似工程施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。