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        CFG樁在建筑地基處理中的應(yīng)用

        2020-03-06 00:11:37易劍輝王瑛鄭自元
        工程建設(shè)與設(shè)計(jì) 2020年12期
        關(guān)鍵詞:混凝土施工

        易劍輝,王瑛,鄭自元

        (湖南航天建筑工程有限公司,長沙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越多。長螺旋鉆孔水泥粉煤灰碎石樁(cement flying-ash gravel pile,簡稱CFG 樁)由于施工機(jī)械簡單,便于操作、樁體材料來源廣泛、工程造價(jià)低、施工速度快等優(yōu)點(diǎn),在全國各地廣泛使用。本工程地處丘陵與三角洲沖積平原交匯接觸地帶,場地原始地貌屬濱海平原地貌,地勢平坦,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)的長螺旋鉆孔CFG樁方案進(jìn)行建筑地基處理,以滿足場地工后沉降、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),場地未規(guī)劃有地下室。由于場地東、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、工期長且造價(jià)高,場地西、南面有下臥淤泥層,沉降變形非常大,沉降需要很長時(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

        采用長螺旋鉆孔CFG 樁,樁徑φ400mm,樁距1 450㎜、1 400mm,有效樁長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。混凝土澆筑至設(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→場地平整→測量放線→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)要求和場地地質(zhì)條件確定,不少于3 根。通過試樁確定合適的場地工程地質(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)場地平整。在地基處理施工前,對(duì)場地進(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)測量放線。根據(jù)樁位設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)確測設(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。混凝土輸送泵管布置宜減少彎道,混凝土泵與鉆機(jī)的距離不宜超過60m?;炷恋谋盟鸵诉B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。混凝土應(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、測鉆桿長度的方式進(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

        目前,該項(xiàng)目地基與基礎(chǔ)分部已施工完畢且通過驗(yàn)收。珠海阿茲耐涂料有限公司維修車間工程采用長螺旋鉆孔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)。

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