CFG樁在高層建筑地基處理工程中的應用

CFG樁在高層建筑地基處理工程中的應用一、前言水泥粉煤灰碎石樁 (CementFly-ashGravel) 簡稱CFG樁,處理軟弱地基的一種新方法,它是在碎石樁的基礎(chǔ)上摻入適量石屑、粉煤灰和少量水泥加水拌和后制成的一種具有一定強度的樁體。其骨料仍是碎石,用摻入石屑來改善顆粒級配,摻人粉煤灰來改善混合料的和易性,并利用其活性減少水泥用量,摻入少量水泥使其具有一定的粘結(jié)強度,具有某些柔性樁特點的高粘結(jié)強度樁。CFG樁、樁間土、和褥墊層一起構(gòu)成柔性樁復合地基。CFG樁90年代應用在多層和高層建筑地基處理工程 ,被列為建設(shè)部重點推廣技術(shù)和國家科委重點推廣研究成果。經(jīng)過十多年的研究和推廣應用使其在我國的基本建設(shè)中起了非常主要的作用。目前CFG樁在房屋的地基加固中得到廣泛運用。二、工法特點CFG樁通過振動沉管成樁和樁間土通過碎石褥墊層形成CFG復合地基,彌補了碎石樁和素混凝土樁的缺陷 :2.1改變樁長、樁徑、樁距等設(shè)計參數(shù) ,可使承載力在較大的范圍內(nèi)調(diào)整。2.2有較高的承載力 ,承載力的提高幅度在 250%～300%之間,對軟土地基承載力提高更大。2.3沉降量小,變形穩(wěn)定快,如將CFG樁落在較硬的土層上,可較嚴格地控制地基沉降量。2.4工藝性好,由于大量采用粉煤灰 ,樁體材料具有良好的流動性與和易性 ,灌筑方便,沉樁質(zhì)量好,易于控制施工質(zhì)量。2.5可大量節(jié)約水泥、鋼材 ,利用工業(yè)廢料,消耗大量粉煤灰,降低工程費用。三、適用范圍本工藝適用于加固砂土、粉土、松散粘土、粘土和淤泥質(zhì)粘土,一般深度小于 25m的軟土地基加固。當天然地基土是具有良好的擠密效果的砂土、 粉土時,有時承載力可提高 2倍以上。對塑性指數(shù)高的飽和粘土 ,擠土作用微乎其微。由于樁間土承載力小 ,土的荷載分攤比低 ,會嚴重影響加固效果。對于強度很低的飽和軟粘土 ,要慎重對待。在使用前要現(xiàn)場做試樁,進行試驗,來確定其適用性。四、工藝原理4.1CFG樁同時具有對地基的擠密加固作用和對地基的置換加固作用的雙重作用 ,由于CFG樁樁體強度較高 ,在粘性土地基上,擠密效果不佳時 ,CFG樁可有效地將地基荷載傳遞到深處土層,確保對地基的置換加固作用。4.2CFG樁復合地基通過在樁和基礎(chǔ)間設(shè)置柔性褥墊層 ,使調(diào)整樁土相對變形的問題從根本上得到解決。4.3CFG樁復合地基的強度和模量比較均勻 ,對上部結(jié)構(gòu)受力和抗震極為有利。4.4 褥墊層使樁間土的有效接觸應力增加 ,提高了樁周土的抗剪強度,使的樁體承載力得到提高。4.5 褥墊層對于地基的不均勻沉降也有一定的補償作用。五、工藝操作要點5.1操作要點:5.1.1 施工前鋪設(shè)一層 0.5。l.OmT作墊層(C組以上填料),碾壓平整、穩(wěn)定 ,確保樁機施工的需要。5.1.2 把預制好的樁尖按現(xiàn)場放樣樁位就位埋好 ,確保樁尖頂面水平。5.1.3 樁機就位保持水平、穩(wěn)固 ,調(diào)整沉管與地面垂直 ,確保垂直偏差不大于 1%;5.1.4 沉管過程中作好記錄 ,激振電流每米記錄一次 ,對土層變化處應特別說明 ,直至樁機反復抬起 ,電流明顯增大,沉管無法繼續(xù),待沉管至設(shè)計標高并抬架時應開動馬達 ,原地留振不小于 10s:5.1.5 終孔后須盡快用料斗進行空中投料 ,直到管內(nèi)混合料面與鋼管料口平齊 ,如上料量不夠,須在拔管過程中補充投料,以保證成樁樁頂標高滿足設(shè)計要求 ;5.1.6 拔管時速度盡量勻速提升 ,一般控制在 1.0～1.5m/min,遇淤泥或淤泥質(zhì)土 ,拔管速率可放慢至 0.6～0.8m/min。邊振動邊拔管 ,在拔管過程中不允許反插 ;5.1.7 由于設(shè)計滿堂布樁且間距較小 ,一般采取連打跳排的施打工序。但施工新樁時與已打鄰樁的間隔時間不應小于

7d,

必要時可在混合料內(nèi)摻入緩凝早強劑

;5.1.8 當樁管拔出地面

,確認樁符合設(shè)計要求后

,其上部可用粒狀材料或粘土進行封頂并做好標記

;5.1.9 在確定樁頂標高施工擴大樁頭前

,應先鑿除樁體保護樁長至擴大樁頭底部標高?？硺额^前樁周工作墊層碎石土為避免機械擾動造成斷樁宜采用人工進行開挖?？硺额^可采用風稿自上而下鑿除混凝土至指定標高 ,也可用鏨子截樁至指定標高

;5.1.10 當CFG樁在鑿除浮漿后或由于淺部斷樁

(1.5m

之內(nèi),

超過

1.5m

接樁挖開樁土體可能會導致相鄰

CFG樁斷樁

)造成樁體頂面標高低于擴大樁頭底面標高時

,應采用強度高出樁身一級的混凝土進行接樁。接樁部分的樁徑應比設(shè)計樁徑大20cm,與既有樁體的咬結(jié)長度不小于 20cm。5.1.11 施工完成后 14天內(nèi)不得上重型機械碾壓樁頂。5.2測量與試驗5.2.1 施工過程中應有計劃地進行打新樁時對已打但尚未結(jié)硬樁的樁頂位移測量 ,以估算頂部樁徑的縮小量 ;對已打并結(jié)硬樁進行樁頂位移測量 ,以判斷是否斷樁。一般當樁位移超過 10mm,需開挖進行查驗 ;5.2.2 試驗人員每工班都應對混凝土坍落度進行一次抽檢;5.2.3 混合料攪拌均勻后 ,應隨機對每臺樁機每一個臺班做一組試塊,測其28d抗壓強度R28。六、材料要求水泥采用強度等級為32.5級的普通硅酸鹽水泥,水泥進場時應有出廠合格證并在現(xiàn)場取樣檢驗;粉煤灰一般采用細度不大于25%的Ⅱ級或Ⅱ級以上的粉煤灰,粉煤灰進場時同樣要求必須有合格證,并在現(xiàn)場取樣檢驗;碎石粒徑采用20-40mm級配,其含泥量不大于3%且符合國家現(xiàn)行標準?！镀胀ɑ炷劣?碎石或卵石質(zhì)量標準檢驗方法》JCJ53的規(guī)定;石屑一般采用粒徑2.5-20mm含泥量不大于5%,細模度符合中砂要求。當石屑缺少時,可采用中砂或粗砂代替石屑;為控制成樁后樁頂浮漿厚度不超過200mm,混凝土的坍落度應控制在30-60mm之內(nèi)?；旌狭蠎獓栏裼嬃?強制攪拌,

每盤混合料的攪拌時間不得小于

lmin

。七、機具設(shè)備要求CFG樁成孔、灌筑一般采用振動式沉管打樁機

,配

DZJ90型變矩式振動錘

,主要技術(shù)參數(shù)為

:電動機功率

90KW、激振力0―747KN、質(zhì)量6700Kg。也可根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況和設(shè)計要求的樁長、樁徑,選用其他類型的振動錘。亦可采用履帶式起重機、走管式或軌道式打樁機 ,配有挺桿、樁管。此外配備混凝土攪拌機及電動氣焊設(shè)備及手推車或機動翻斗車 ,吊斗等機具。八、效益分析1.CFG樁經(jīng)濟分析CFG樁的主要優(yōu)勢是造價低廉 ,在施工中由于粉煤灰的使用,大量減少了水泥的用量 ,振動沉管機械簡單 ,安全隱患