張 建,姜亞軍
陜西省第八建筑工程公司,陜西 西安 710065
近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展,高層建筑大量涌現(xiàn)。由于高層建筑重心高、荷載大的特點(diǎn),要求地基的強(qiáng)度與變形均很高。為此,較多地采用樁基礎(chǔ)或樁—箱基礎(chǔ)來(lái)滿足這一要求,但需耗費(fèi)大量鋼筋、水泥,造價(jià)相當(dāng)高。人們發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)鼗吝_(dá)到一定強(qiáng)度時(shí),可采用CFG樁復(fù)合地基,比傳統(tǒng)的樁基礎(chǔ)具有明顯的優(yōu)勢(shì),能夠取得較為滿意的效果。
CFG復(fù)合地基相比其他傳統(tǒng)的樁基,具有如下優(yōu)點(diǎn):
1)適用性廣,承載力提高幅度大,CFG樁復(fù)合地基技術(shù)適用于非飽和及飽和的粉土、粘性土、填土、砂土、淤泥質(zhì)土等地質(zhì)條件,處理后,復(fù)合地基的承載力與原地基承載力相比,可提高2倍~5倍;
2)施工簡(jiǎn)便,工期短,CFG樁施工方法一般為長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送砼法,施工時(shí),沒(méi)有鋼筋籠制作等工序,成孔成樁一次完成減少了成樁時(shí)間,加快了施工速度;
3)造價(jià)低,由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高,變形減小,再加上CFG樁不配筋且充分發(fā)揮樁間土的承載能力,同時(shí),樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和料,大大降低了工程造價(jià),一般為樁基的1/3-1/2,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益非常顯著;
4)保護(hù)環(huán)境,CFG樁施工時(shí),不需泥漿護(hù)壁,沒(méi)有泥漿外運(yùn),既節(jié)約了資金,又無(wú)環(huán)境污染,對(duì)市內(nèi)施工,非常適合。
工程實(shí)踐表明,對(duì) CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計(jì),就承載而言一般不會(huì)有太大的問(wèn)題,可能出問(wèn)題的是 CFG 樁的施工。了解其施工工藝及在施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,并懂得如何防止這些問(wèn)題的發(fā)生對(duì)設(shè)計(jì)和施工人員來(lái)時(shí)是十分重要的。
CFG復(fù)合地基施工流程為:設(shè)備、人員進(jìn)場(chǎng)→測(cè)放樁位、材料采購(gòu)→試樁施工→樁基順序施工→清槽至樁頂標(biāo)高鑿樁頭→檢測(cè)→褥墊層施工→退場(chǎng)。其中,單樁施工工藝流程:鉆機(jī)就位→鉆孔→清空至設(shè)計(jì)深度→灌注混凝土→提鉆并灌注砼至孔口。
施工前應(yīng)具備下列資料和條件:建筑物場(chǎng)地工程地質(zhì)報(bào)告和必要的水文資料;CFG 樁布樁圖,并應(yīng)注明樁位編號(hào),以及設(shè)計(jì)說(shuō)明和施工說(shuō)明;建筑場(chǎng)地鄰近的高壓電纜、電話線、地下管線、地下構(gòu)筑物及障礙物等調(diào)查資料;建筑物場(chǎng)地的水準(zhǔn)控制點(diǎn)和建筑物位置控制坐標(biāo)等資料;具備“三通一平”條件。
CFG樁施工方法,根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)地基土的性質(zhì)、埋深、場(chǎng)地周邊是否有居民、有無(wú)對(duì)振動(dòng)反應(yīng)敏感的設(shè)備等多種因素,大多選擇采用長(zhǎng)螺旋鉆孔法或振動(dòng)沉管法。
1)CFG樁長(zhǎng)螺旋鉆孔法施工。長(zhǎng)螺旋鉆孔法適用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密實(shí)以上的砂土,該施工方法應(yīng)采取長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)進(jìn)行施工。具體的施工步驟是:(1)先對(duì)鉆桿的位置以及垂直度進(jìn)行校核,要確保鉆桿的垂直度偏差小于1%;(2)配取混凝土拌合料,其拌制的混合料的塌落度應(yīng)該控制在160mm~200mm范圍之間;(3)把鉆頭閥門(mén)關(guān)閉,然后開(kāi)始往下移動(dòng)鉆桿直到鉆頭觸及地面,然后開(kāi)啟電機(jī),把鉆桿旋轉(zhuǎn)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高;(4)為了能有效地防止鉆桿搖晃,以及能隨時(shí)可檢查并糾正鉆桿偏位的差值,宜采取先慢后快,提拔速度適宜控制在2m/min~3m/min之間的成孔方式。
2)CFG樁振動(dòng)沉管法施工。振動(dòng)沉管灌注成樁適用于粉土、黏性土及素填土地基。該施工方法的具體步驟是:(1)先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理,并且按照設(shè)計(jì)做好底層封底;(2)按照施工圖紙的要求進(jìn)行施工放樣、布置好樁位并且對(duì)樁位進(jìn)行標(biāo)志;(3)采取試樁步驟,以準(zhǔn)確地確定出混合料的配合比、施打順序以及拔管速度等參數(shù)。(4)進(jìn)行樁機(jī)就位,但值得注意的是應(yīng)該要確保樁機(jī)的水平、穩(wěn)固,保證其垂直度偏差在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。
在施工中,可能存在如下問(wèn)題:堵管、斷樁、竄孔、縮樁、擴(kuò)徑、樁體不垂直等。因此,為了有效地保證CFG樁的施工質(zhì)量,結(jié)合筆者工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了關(guān)鍵的幾個(gè)質(zhì)量控制要點(diǎn):
1)選取適當(dāng)?shù)氖┕ぴO(shè)備。從上面分析可表明,CFG施工方法主要是采取長(zhǎng)螺旋鉆孔法或者振動(dòng)沉管法施工方法,因此必定是主要采用振動(dòng)沉管機(jī)或者螺旋鉆機(jī)。而對(duì)于選取何種施工機(jī)械,關(guān)鍵是先確定選取何種施工方法才能確定,選取施工方法后,結(jié)合具體工程特點(diǎn)而選取相應(yīng)施工機(jī)械的設(shè)備參數(shù)等。例如,對(duì)于在北方地區(qū)采用CFG施工來(lái)說(shuō),由于地質(zhì)大多數(shù)是硬土層,為此CFG樁的施工多采用螺旋鉆預(yù)引孔結(jié)合振動(dòng)沉管機(jī)制樁的混合施工方法,采取這種混合方法可有效地防止打樁被震壞或樁間土被受擾動(dòng)。因此,在施工前,必須先了解該工程的地質(zhì)條件等,然后選取相適應(yīng)的施工方法以及施工機(jī)械設(shè)備;
2)選取相適應(yīng)的施工工藝。對(duì)于CFG樁施工來(lái)說(shuō),其成樁的步驟的相當(dāng)重要,采取不合理的成樁工藝對(duì)于CFG施工來(lái)說(shuō)將會(huì)徒勞的。而選取施工工藝,歸根到底還是要結(jié)合工程的地質(zhì)條件,而選取有效的施工工藝。同時(shí),在施工中緊密對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè),結(jié)合施工的變化而采取相適應(yīng)的解決方法;
筆者總結(jié)了對(duì)于不同情況所應(yīng)采取的解決措施如下:
(1)在飽和軟土中成樁,應(yīng)采用隔樁跳打施工方案;而在飽和的松散粉土中施工,隔樁跳打亦不宜采用;當(dāng)滿堂布樁時(shí),宜從中心向外推進(jìn)施工,或從一邊向另一邊推進(jìn)施工,且應(yīng)采用螺旋鉆引孔的方案,避免新打樁的振動(dòng)造成已打樁的斷樁;
(2)設(shè)置保護(hù)樁長(zhǎng),使樁在加料時(shí),比設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)多加0.5m,避免新打樁振動(dòng)導(dǎo)致已打樁受振動(dòng)擠壓,混合料上涌使樁徑縮??;
(3)拔管過(guò)程避免反插,否則,由于樁管垂直度的偏差,容易使土與樁體材料混合,導(dǎo)致樁身?yè)酵劣绊憳渡碣|(zhì)量;
(4)控制好混合料的坍落度,所拌制的混合料的坍落度適宜控制在3cm~5cm之間,而且應(yīng)確保其有較好的和易性。結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為了能有效地保證CFG的成樁質(zhì)量,拔管速率應(yīng)控制在為1.2m/min~1.5m/min范圍之間,而且樁頂浮漿應(yīng)控制在10cm左右;
3)加強(qiáng)施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)。在施工過(guò)程中,應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,以便針對(duì)性地采取有效措施,有效控制成樁質(zhì)量,重點(diǎn)應(yīng)做好施工場(chǎng)地標(biāo)高觀測(cè)、已打樁樁頂標(biāo)高的觀測(cè)、對(duì)有懷疑的樁的處理等工作。
CFG復(fù)合地基以其獨(dú)有的特性,大大拓寬了復(fù)合地基技術(shù)的應(yīng)用范圍,為高層建筑地基提供了新的技術(shù)方法,將在今后地基基礎(chǔ)應(yīng)用中產(chǎn)生較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[1]康景文.CFG樁復(fù)合地基的應(yīng)用及其發(fā)展[J].地基基礎(chǔ),2001,31(01):39-42.
[2]徐任華.CFG樁復(fù)合地基在高層建筑中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2004,29(11):49-50.
[3]孫燕,朱鋼.CFG樁復(fù)合地基的性狀.[J].廣西工學(xué)院學(xué)報(bào),2007,28(9):28-30.