儲江生 (建研地基基礎工程有限責任公司安徽分公司,安徽 合肥 230051)
水泥粉煤灰碎石樁是由水泥、粉煤灰、碎石屑或砂加水拌和而形成的高強度樁,簡稱CFG樁,樁、樁間土和褥墊層一起構成復合地基。CFG樁復合地基具有承載力提高幅度大、地基變形小的特點,適用范圍較大。該樁為從20世紀90年代國外引進國內,經建設部建研地基所推廣應用,安徽省合肥市于2007年至今逐步廣泛應用建筑地基加固基礎中。在CFG樁推廣和應用中,發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場經常出現(xiàn)不同程度質量缺陷和質量事故問題,本文將對此進行探討。
設計說明圖紙要求一般在基槽土承載力特征值達150kPa以上的,保護層厚度為50cm;若基槽土承載力較低而達不到150kPa的,保護層厚度在80cm~100cm,地下水豐富地層保護層厚度取大值;若保護層預留不夠,造成樁間土影響或破壞,復合地基加固承載力不能滿足設計要求。
由于CFG樁為復合地基加固土層承載力,其樁布點均勻布置在筏板或條形基礎之下,CFG樁機結構和行駛特點,基槽邊至CFG樁樁位點至少80cm預留工作面,考慮鉆機大小不一,一般預留80cm~120cm,鉆機大取大值。
CFG樁可適用于地下水以上的粘土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土,但要求基槽內作業(yè)時無水鉆機能正常施工,否則泡濕土中找樁位或者移動鉆機都十分困難,影響樁位或垂直度偏差過大,甚至出現(xiàn)部分樁超出筏板基礎邊線之外等質量事故。
CFG樁參數(shù)主要為樁長和樁徑,在施工中樁長由工人控制,沒有人跟蹤記錄或跟蹤記錄不全,資料反映統(tǒng)一性“一刀切”樁長,與現(xiàn)場實際嚴重不符(樁長規(guī)范為+100mm);樁徑由于鉆桿磨損,大部分鉆桿直徑都小,施工成樁直徑一般偏小20mm~40mm;提醒注意,在施工之前需測量鉆桿直徑,若不滿足設計要求(規(guī)范為-20mm),需焊接鉆桿,確保鉆桿直徑滿足設計要求。
由于CFG樁施工為隱蔽工程,按規(guī)范要求,在施工現(xiàn)場留有一臺經緯儀測控每根樁施工的垂直度;樁的垂直度超規(guī)范,其CFG樁承受力的效果就有影響。實際施工中,基本無人用經緯儀測控,而由工人肉眼看鉆桿上的吊錘,有的工人甚至不進行吊錘核對垂直度,對上樁位就開鉆施工,造成樁身傾斜,樁位偏差超規(guī)范。
在飽和粉土、粉細砂、淤泥、淤泥質土層采用CFG樁施工,即使樁間距滿足3~5倍樁徑也可能發(fā)生竄孔現(xiàn)象;若相鄰樁孔混凝土面下降和混凝土面冒氣孔等異?,F(xiàn)象,就應該采用跳打法施工,否則會造成樁離析、斷樁或低樁頭等質量缺陷。在合肥南淝河邊某項目CFG樁的施工中,由于存在軟土地質現(xiàn)象而沒采取跳打法施工,一棟樓只有最后一根樁是完整的,其余樁全為斷裂或離析有缺陷樁,造成該棟樓重新施工,樁位重新布置,直接經濟損失近30萬元。
長螺旋鉆孔壓灌成樁施工鉆至設計深度后,應控制提拔鉆桿時間,混合料泵送量應與拔管速度相配合,不得在飽和砂土或飽和粉土層內停泵待料;沉管灌注成樁施工拔管速度宜為1.2m/min~1.5m/min,若遇到淤泥質土,拔管速度應適當減慢;拔管速度控制不合理,易造成塌孔斷樁、離析、縮徑等現(xiàn)象。
由于CFG樁為細石混凝土且含粉煤灰,在實際施工中需保證泵內混凝土的流動性和和易性,確保壓灌樁質量,每車次需至少測量3次坍落度;長螺旋鉆壓灌成樁施工的坍落度宜為160mm~200mm,振動沉管灌注樁成樁施工的坍落度宜為30mm~50mm;按照《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79-2012),每天24h,1臺鉆機需留置試塊不少于1組(3塊),試塊成型后7d內需送實驗室標樣。根據多年施工資料反映,大多資料無商品混凝土坍落度監(jiān)控記錄,但試塊無專人制作,現(xiàn)場留有試塊且無合理養(yǎng)護措施,造成試塊抗壓強度不合格,資料無法閉合。
CFG樁灌樁結束后,需進行28d養(yǎng)護,同時等待做試驗檢測;但總包單位需做施工其它準備工作如基坑支護、降水、挖塔吊基礎等,在做這些工作時,成品保護意識不足,挖機、設備以及重型汽車等在基槽內行走,嚴重擾動樁頭,造成樁頂以下2m范圍內存在大量斷樁。如合肥市某項目4#樓,大挖進入基槽清樁棄浮土,造成總樁數(shù)22%的樁上部斷裂質量事故,后經處理花費近10萬元進行彌補。
基槽存在預留50cm以上保護土層,28d后需清除這部分樁間土,一般用小挖機清挖,由于挖機司機技術水平不一,存在許多挖機挖斷、拌斷樁頭等現(xiàn)象,造成樁頭局部離析或部分樁低于樁頂標高。根據筆者多年參加CFG樁驗收統(tǒng)計,一棟樓少則10余根,多則近半數(shù)樁需補樁頭,樁頭高低不平整缺陷,補樁頭質量事故普遍存在。
復合地基基槽四周需做排水溝,CFG樁施工結束后,應加強降排水工作。合肥地區(qū)土老粘土大部分有微膨脹性,若基槽內排水不暢,保護層預留不足,造成樁頂處樁間土遇水泡濕,泡濕部分土需清除,造成降低基槽標高或局部用混凝土澆筑到設計標高等質量事故。
CFG樁復合地基加固在安徽省正廣泛應用,尤其長螺旋鉆中心壓灌成樁工藝屬于非擠土(或部分擠土)成樁工藝,具有穿透能力強、無泥皮、無成渣、低噪音、無振動、無泥漿污染、施工效率高及質量容易控制等特點,在加固地基處理過程中注意該樁型特點以及“出現(xiàn)的問題”,避免以后發(fā)生類似CFG樁質量事故,充分發(fā)揮CFG樁的技術優(yōu)勢,給國家和社會帶來廣泛的經濟效益。
[1]JGJ79-2012,建筑地基處理技術規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.
[2]GB50202-2002,建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2002.