CFG(素混凝土)短樁復(fù)合地基技術(shù)實(shí)施工作總結(jié)

1、Word文檔 CFG(素混凝土)短樁復(fù)合地基技術(shù)實(shí)施工作總結(jié) 0 序言 CFG短樁復(fù)合地基技術(shù)是我們依據(jù)北方地區(qū)建筑地質(zhì)狀況，針對(duì)一般CFG樁（簡(jiǎn)稱(chēng)：長(zhǎng)樁）施工中存在的不足，而提出的全新的地基加固理論。 1998年12月申報(bào)了創(chuàng)造專(zhuān)利，2021年8月國(guó)家專(zhuān)利局授予了創(chuàng)造專(zhuān)利權(quán)，專(zhuān)利證號(hào)：98 125248.6。經(jīng)過(guò)多年的施工實(shí)踐，CFG短樁復(fù)合地基技術(shù)推廣應(yīng)用取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和社會(huì)效益，現(xiàn)作以下總結(jié)。 1. 設(shè)計(jì)與施工 以總參謀部北京地區(qū)退休干部住宅區(qū)南1#、2#樓為例。 1.1工程概況 總參謀部北京地區(qū)退休干部住宅區(qū)南1#、2#樓位于朝陽(yáng)區(qū)安定門(mén)外大屯，安定路東側(cè)，北

2、小河路與辛店路之間，由總參謀部管理局投資興建，建筑物施工圖紙由總參謀部管理局建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。 南1#、2#樓均為地上24層，地下2層，建筑物長(zhǎng)度37.2m，南邊緣寬度24m，北邊緣寬度36.1m，箱形基礎(chǔ)，剪力墻結(jié)構(gòu)，0標(biāo)高相當(dāng)于肯定標(biāo)高南1#樓44.12m、2#樓44.22m，基礎(chǔ)埋深-8.81m。按設(shè)計(jì)要求處理后地基承載力設(shè)計(jì)值450kPa。 1.2工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件 1.2.1地層概況 依據(jù)北京市勘察設(shè)計(jì)討論院98技1014號(hào)勘察報(bào)告，擬建場(chǎng)區(qū)地層土分為人工積累層、新近沉積層及一般第四紀(jì)沉積層。 人工積累層：分布于地表的粉質(zhì)粘土填土層及房渣土1層，厚度1.43.2m。 新近沉積層：位

3、于人工積累層以下，呈帶狀分布在擬建南2#樓的西北和東南方向，為粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土層。 第四紀(jì)沉積層：該層位于人工積累層和新近沉積層以下，主要由下列土層組成： (1) 自標(biāo)高38.2040.38m以下為粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土層及砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土1層，層Es=6.6MPa，1層Es=11.1MPa。 (2) 標(biāo)高35.5736.83m以下為粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土層，層間分布有中中低壓縮性的砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土1層和中高壓縮性的粘土、重粉質(zhì)粘土2層。 (3)標(biāo)高32.2232.97m以下為細(xì)、中砂層。該層頂部分布有細(xì)、粉砂1層。砂層總厚度為3.403.90m。 (4)標(biāo)高28.4229.57m以下為粉質(zhì)粘土

4、、粘質(zhì)粉土層，及粘土、重粉質(zhì)粘土1層。層間夾有低壓縮性的粉、細(xì)砂2層及粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土3； (5) 標(biāo)高20.6021.90m以下為粉質(zhì)粘土層及粘土、重粉質(zhì)粘土2層，并分布有低壓縮性的粉、細(xì)砂1層及粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土3層。 1.2.2地下水概況 地下水水位各層分布狀況見(jiàn)表1，本場(chǎng)區(qū)第一層地下水中僅腐蝕性介質(zhì)C1在干濕交替狀況下，對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋具弱腐蝕性。 地下水各層分布狀況表 表1 1.2.3 建筑抗震設(shè)計(jì)的有關(guān)資料 依據(jù)勘探結(jié)果，擬建場(chǎng)區(qū)掩蓋層15m深度范圍內(nèi)的平均剪切波速值sm=240m/s。場(chǎng)地土類(lèi)型定為中軟場(chǎng)地土，場(chǎng)地掩蓋層厚度大于80米，建筑場(chǎng)地類(lèi)別屬于類(lèi)。 依據(jù)北京地區(qū)地震

5、烈度區(qū)劃圖，擬建場(chǎng)區(qū)地震基本烈度為8度。 在北京地區(qū)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)僅考慮近震影響，該場(chǎng)區(qū)地基土無(wú)液化的可能性。 1.3地基處理方案設(shè)計(jì) 1.3.1設(shè)計(jì)原則 滿(mǎn)意設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力經(jīng)深度修正后不小于450kPa。脆弱下臥層滿(mǎn)意強(qiáng)度要求。建筑物地基最終沉降量不大于8cm及傾斜值滿(mǎn)意規(guī)范要求。 1.3.2設(shè)計(jì)依據(jù) 北京市勘察設(shè)計(jì)討論院總參謀部北京地區(qū)退休干部住宅小區(qū)（南1#、2#樓）巖土工程勘察報(bào)告工程編號(hào)98技改014。 總參謀部管理局建筑設(shè)計(jì)院結(jié)2號(hào)總參大屯退干南1#住宅總參大屯退干南2#住宅基礎(chǔ)平面（地基處理）圖。 1.3.3地基處理方案選擇 勘察報(bào)告建議的方案有以下4種： (1)采納淺

6、層土換填處理的自然地基方案，挖除較軟的粘性土層和1層、2層，將槽底加深至標(biāo)高32.2032.70m，持力層土質(zhì)為細(xì)、粉砂1層和細(xì)中砂層，然后采納低標(biāo)號(hào)素混凝土或級(jí)配砂石分層壓實(shí)回填至擬定的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)底面標(biāo)高約為35.50m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（ fka）為260kPa，并經(jīng)粉、細(xì)砂1層深度修正后的承載力fa設(shè)計(jì)。 (2)鑒于擬建高層住宅均為單體建筑，各幢樓的地層土質(zhì)分布較為勻稱(chēng)，又無(wú)裙樓相連接等有利狀況，可在滿(mǎn)意高層建筑地基變形許可值的條件下，再由基礎(chǔ)造價(jià)的對(duì)比后，可考慮槽底加深至標(biāo)高34.00m，在持力層粉、細(xì)砂1層和細(xì)、中砂層以上，保留粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土層和粘土、重粉質(zhì)粘土2層的厚度在1.20

7、1.50m，且結(jié)合槽底的普遍釬探結(jié)果掌握保留土層的勻稱(chēng)性，然后采納低標(biāo)高的素混凝土回填至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高，根據(jù)此種淺層土換填處理的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（ fka）為180kPa，并經(jīng)粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土層，按基礎(chǔ)砌置標(biāo)高34.00m進(jìn)行深度修正后的承載力fa設(shè)計(jì)。 (3)采納鉆孔灌注樁方案 有關(guān)鉆孔灌注樁樁端的承載力標(biāo)準(zhǔn)值qp和和樁周土各層的摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值qs，按勘察報(bào)告給出的值進(jìn)行計(jì)算。 (4)采納預(yù)制樁樁基方案 1)選用400900mm預(yù)應(yīng)力離心混凝土管樁，樁尖須進(jìn)入持力層細(xì)砂1層內(nèi)不小于0.50m，下臥層為卵石、園礫層，建議單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值按1400kN/根考慮。 2)為了樁基施工能順當(dāng)進(jìn)行，建

8、議實(shí)行先鉆后打，預(yù)鉆的引孔嘗試和直徑由試驗(yàn)樁確定，同時(shí)應(yīng)在施工前將地下水降至標(biāo)高28.50m以下，以防止預(yù)鉆孔和打樁時(shí)發(fā)生涌砂、塌孔 行了13次，其中第十二次、十三次觀測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。 表3 1.6技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和結(jié)論 按北京市的市場(chǎng)價(jià)進(jìn)行比較： 方案，全部換填（厚度3米）造價(jià)需140萬(wàn)元，沉降大于7cm； 方案，換填厚度約2m，加之外擴(kuò)2m，造價(jià)需130萬(wàn)元，沉降量大于8cm； 方案，灌注樁，鋼筋混凝土單方造價(jià)850元，總造價(jià)200萬(wàn)元以上； 方案，預(yù)制樁，單方造價(jià)1020元，總造價(jià)240萬(wàn)元； 方案，CFG長(zhǎng)樁復(fù)合地基，單方造價(jià)700元，總造價(jià)170萬(wàn)元； 方案，CFG短樁復(fù)合地基，單方造價(jià)5

9、50元，總造價(jià)100萬(wàn)元，沉降量小于8cm。 結(jié)論：由以上比較可知，采納CFG短樁復(fù)合地基，既節(jié)省投資又能滿(mǎn)意設(shè)計(jì)要求，在以上比較幾個(gè)方案中是最優(yōu)的。 2 制定了相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) CFG短樁復(fù)合地基技術(shù)施工質(zhì)量嚴(yán)格執(zhí)行建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50202-2021），同時(shí)根據(jù)CFG短樁的施工特點(diǎn)，我們對(duì)短樁質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)的允許偏差等方面進(jìn)行了統(tǒng)一的規(guī)定。如表:CFG（或素混凝土）短樁允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量及檢驗(yàn)方法 表4 3 對(duì)CFG短樁復(fù)合地基樁間土承載力折減系數(shù)值的討論 般不發(fā)生擾動(dòng)和擠密，取1.0。 對(duì)通常取0.751.0，該取值范圍較寬，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果影響不小，如取值太過(guò)保守，則會(huì)造

10、成不小的鋪張。 由計(jì)算可知，值范圍為0.9071.0，的平均值為0.967，因而建議樁間土承載力折減系數(shù)值采納0.901.0。當(dāng)采納=1.0時(shí)，復(fù)合地基承載力的計(jì)算值與載荷試驗(yàn)測(cè)試值的誤差范圍為04.13%。 建議式（1）中值采納0.901.0，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料進(jìn)行樁設(shè)計(jì)時(shí)，也可采納其平均值0.967，或利用略保守一點(diǎn)的數(shù)值0.95。 4 短樁與長(zhǎng)樁相比的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn) 我們把一般CFG樁簡(jiǎn)稱(chēng)為長(zhǎng)樁，把CFG短樁簡(jiǎn)稱(chēng)為短樁。 我們經(jīng)過(guò)近2年分析、論證、討論，創(chuàng)造了CFG短樁復(fù)合地基技術(shù)，CFG短樁復(fù)合地基技術(shù)特點(diǎn)是將CFG樁端持力層選在北京地層韻律的第一層砂層或其它堅(jiān)硬土層上，其作用機(jī)理可視為端承樁，

11、以2層地下室78 m的基坑而言，其樁長(zhǎng)一般為2.505.0m。成孔工藝是長(zhǎng)螺旋干成孔或人工洛陽(yáng)鏟成孔，孔底用重錘夯實(shí)，灌注CFG拌合料或素混凝土?xí)r用振搗棒振密實(shí)成樁。同樣以1000 m2處理面積的2225層樓為例，地基處理費(fèi)用僅在35萬(wàn)元50萬(wàn)元，與長(zhǎng)樁方案相比能節(jié)約20%60%的費(fèi)用。其顯著特點(diǎn)是：省錢(qián)，施工質(zhì)量好，既能滿(mǎn)意設(shè)計(jì)承載力的要求，也能滿(mǎn)意最終沉降量的要求。 短樁技術(shù)與長(zhǎng)樁復(fù)合地基技術(shù)相比有如下不同： (1)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想：長(zhǎng)樁為疏樁理論，即疏而長(zhǎng)，很好地利用樁間土承受上部垂直荷載：短樁為密樁理論，即密而短，用較大的面積置換率，使樁擔(dān)當(dāng)較多的上部垂直荷載，樁土共同作用，達(dá)到上部荷載需

12、要的承載力。短樁技術(shù)很好地利用了地基沉降的規(guī)律。 (2)樁長(zhǎng)：長(zhǎng)樁的樁長(zhǎng)多在6米以上，有的甚至達(dá)1623米，短樁的樁長(zhǎng)在6米以下。 (3)置換率：長(zhǎng)樁面積置換率一般不大于10%，短樁面積置換率一般大于10%，有的高達(dá)20%。 (4)樁間距：長(zhǎng)樁布置時(shí)樁間距一般為36倍樁直徑，短樁布置時(shí)樁間距一般為13倍樁直徑。 (5)CFG料：長(zhǎng)樁CFG料強(qiáng)度等級(jí)一般均高于C20，且多摻泵送劑；短樁CFG料強(qiáng)度等級(jí)一般多用C10、C15，且不摻泵送劑，還可用粗骨料配制的素混凝土材料。 (6)愛(ài)護(hù)樁長(zhǎng)：長(zhǎng)樁愛(ài)護(hù)樁長(zhǎng)一般為0.50.7m，短樁愛(ài)護(hù)樁長(zhǎng)一般為0.10.3m。 (7)施工工藝：長(zhǎng)樁采納超流態(tài)工藝，即用

13、中孔長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔，用混凝土泵壓注CFG料成樁，或長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)引孔，振動(dòng)沉管灌注CFG料成樁；短樁采納長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔或人工洛陽(yáng)鏟成孔，孔底夯實(shí)，之后澆注CFG（或素混凝土），并用振搗棒振搗密實(shí)成樁。 (8)施工質(zhì)量：長(zhǎng)樁施工質(zhì)量比較難保證，短樁由于樁短，施工質(zhì)量極易保證。 (9)受力作用機(jī)理：長(zhǎng)樁多為摩擦樁或端摩擦樁，樁端可以沒(méi)有堅(jiān)硬層；短樁以端承力為主，樁端處須有堅(jiān)硬層，不能為脆弱層。 (10) 經(jīng)濟(jì)性：長(zhǎng)樁單位處理面積成本較高，相比之下短樁成本較為低廉。以總參謀部北京地區(qū)退休干部住宅小區(qū)12棟高層建筑為例，長(zhǎng)樁方案每棟樓CFG樁復(fù)合地基處理最低報(bào)價(jià)75萬(wàn)元，而短樁方案報(bào)價(jià)是45萬(wàn)元，僅地基處

14、理一項(xiàng)費(fèi)用節(jié)約360萬(wàn)元，相當(dāng)于每平方米建筑面積降低成本造價(jià)10元。再以北苑小區(qū)為例，一棟樓短樁方案報(bào)價(jià)僅30萬(wàn)元，而長(zhǎng)樁方案報(bào)價(jià)要80萬(wàn)元，僅地基處理一項(xiàng)費(fèi)用一棟樓即節(jié)約50萬(wàn)元，全區(qū)100棟高層樓，僅此一項(xiàng)節(jié)約費(fèi)用達(dá)5000萬(wàn)元。 5應(yīng)用的工程實(shí)例 (1) 北京北苑居住區(qū)4-01#、4-02#、3-05#、3-06#、3-08#、3-12#、5-13#（均為地下2層，地上2426層框架剪力墻結(jié)構(gòu)）7棟高層住宅樓； (2) 總參謀部北京地區(qū)退休干部住宅小區(qū)南1、2、4、5號(hào)住宅樓（地下2層，1、2樓為地上24層，4、5樓為地上28層，剪力墻結(jié)構(gòu)）； (3) 北京市房管一公司大屯職工宿舍5號(hào)樓

15、（地下2層，地上16層剪力墻結(jié)構(gòu)）； (4) 北京建國(guó)公寓A、B樓（地下2層，地上2224層，剪力墻結(jié)構(gòu)）； (5) 朝陽(yáng)區(qū)太陽(yáng)宮芍藥居小區(qū)302#樓，地上24層，地下3層； (6) 朝陽(yáng)區(qū)石佛營(yíng)廣廈時(shí)代家園一期9#10#住宅樓，其中9號(hào)樓地上28層，地下2層，10號(hào)樓為地下2層，地上22層； (7) 新發(fā)地住宅小區(qū)一期工程3#樓建筑物地下一層，地上1013層； (8) 廊坊大廠(chǎng)回族自治縣工業(yè)園區(qū)夏安路東側(cè)年產(chǎn)2500萬(wàn)平方米礦棉吸聲板項(xiàng)目地基處理工程； (9) 北京浩庭花園1#住宅樓（地下2層，地上16層）。 6效益分析 6.1經(jīng)濟(jì)效益分析 與長(zhǎng)樁相比，短樁節(jié)約工程投資成效顯著。 北京北苑小

16、區(qū)7棟地下2層、地上2426層住宅樓、總參北京地區(qū)退休干部住宅區(qū)南4棟地下2層、地上2428層住宅樓以及地下2層、地上2224層北京建國(guó)公寓A、B樓、北京浩庭花園1#住宅樓等高層住宅樓原設(shè)計(jì)為CFG樁，后改為長(zhǎng)3.55.0m的素混凝土短樁，其工程投資比一般CFG樁節(jié)省342萬(wàn)元，節(jié)省率超過(guò)40%。 假定北京每年建筑500棟有地下室的高層建筑，均采納短樁復(fù)合地基技術(shù)，按每棟樓節(jié)約30萬(wàn)元計(jì)算，每年可節(jié)約1.5億元工程投資，從98年至現(xiàn)在10年的時(shí)間，應(yīng)當(dāng)可以節(jié)約不少于15億元工程投資，可以說(shuō)明，短樁復(fù)合地基技術(shù)成果有著特別美妙的應(yīng)用前景。 6.2技術(shù)效益：從工程實(shí)踐效果及前述特點(diǎn)、施工要點(diǎn)，在質(zhì)

17、量上極易掌握，合格率均為100%，工期短，較其他工法縮短1/41/2的施工時(shí)間。 6.3社會(huì)效益：與CFG相比，長(zhǎng)樁改為短樁，節(jié)約了水泥、砂、石的用量，節(jié)約自然資源，也節(jié)省了大量的能源；利用工業(yè)廢料粉煤灰作素混凝土添加劑，解決了工業(yè)廢料的重復(fù)利用問(wèn)題。 6.4環(huán)保效益：素混凝土短樁施工時(shí)，無(wú)揚(yáng)塵，無(wú)振動(dòng)，適用于舊城改造，特殊是素混凝土可以從商品混凝土供應(yīng)單位統(tǒng)一選購(gòu)，不但節(jié)省成本，也消退了施工現(xiàn)場(chǎng)攪拌的環(huán)境污染，完全符合綠色環(huán)保的施工要求。 7 發(fā)表或溝通的學(xué)術(shù)論文 (1) CFG短樁復(fù)合地基技術(shù)用于高層建筑地基處理的探討(探礦工程1999年第4期) (2) CFG短樁復(fù)合地基技術(shù)在某小區(qū)地基處理中的應(yīng)用(探礦工程2021年第3期) (3)不等徑CFG短樁復(fù)合地基在某階梯形高層公寓樓的應(yīng)用(探礦工程2021年增刊) (4) CFG短樁復(fù)合地基樁間土承載力折減系數(shù)值的討論(探礦工程2021年增刊) (5) CFG短樁復(fù)合地基技術(shù)在高層建筑地基處理中的應(yīng)用(第五屆全國(guó)巖土工程實(shí)錄溝通會(huì))兵器工業(yè)出版社2021年9月 (6)CFG短樁復(fù)合