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        高層住宅軟土地基加固CFG樁設(shè)計應(yīng)用分析

        2020-08-02 11:48:45樊文杰
        關(guān)鍵詞:施工

        【摘要】軟土地基加固對于高層住宅樓的安全穩(wěn)定性至關(guān)重要,本文首先介紹了軟土地基加固方法步驟,并且對常用軟土地基加固方法進行了說明;之后重點對CFG樁的材料、設(shè)計、施工等要點進行了分析,為以后類似工程提供了必要的技術(shù)參考。

        【關(guān)鍵詞】 高層住宅;軟土地基;CFG樁;材料;施工

        隨著我國城鎮(zhèn)化進程加快,目前全國范圍內(nèi)各大城市都在征地建住宅,而高層住宅是當前最為流行的建筑形式,能夠大大提高單位面積土地使用率,緩解當前城市土地緊張情況。高層住宅樓由于層數(shù)高、自重大,對地基承載力要求很高,而城市規(guī)模發(fā)展肯定會不可避免遇到軟土地基情況,因此對該類地基加固設(shè)計成為現(xiàn)在建筑工程的重要技術(shù)之一。

        1、軟土地基加固方法的選取步驟

        在選擇軟土地基加固手段上,需遵循以下幾個步驟:

        (1)以地質(zhì)勘探明確項目區(qū)地質(zhì)、地形條件為前提,根據(jù)建筑工程性質(zhì)、相關(guān)抗震要求,選取兩種以上地基加固方案進行比較分析[1];

        (2)對初步選定的加固方案進行可行性研究,包括加固效果、加固成本對比分析,在滿足地基承載力要求基礎(chǔ)上選擇最為經(jīng)濟實用方案;

        (3)對最終確定的施工方案進行現(xiàn)場加固試驗,通過技術(shù)專家組驗收合格后方可大面積開展,并且根據(jù)實際施工情況調(diào)整加固參數(shù),使其達到一個最好的加固效果[2]。

        2、常用軟土地基加固方法分析

        2.1置換加筋墊層法

        置換加筋墊層法的意思就是將軟土地基層全部清除,之后換填上支撐強度高、性質(zhì)穩(wěn)定的土層,但是若建筑工程對地基承載力要求很高,則還需要結(jié)合加筋法,即在土層中植入鋼筋,以提高地基承載力。換填土層分層夯實,其最大干密度ρmax計算公式見(2-1)[3]。

        2.2強夯法

        強夯法是應(yīng)用最普遍的地基加固方法之一,原理很簡單,就是利用重達數(shù)噸的重錘從一定高度落下砸在地基上,強烈的沖擊力能夠使原有地基結(jié)構(gòu)被壓密,壓縮性和含水率均大大降低。該方法施工時需應(yīng)用大型機具,而且適用于粒徑大于0.05mm的砂土、碎石土、雜填土等,對飽和的粉土和粘性土作用不大[4]。

        2.3擠密樁法

        擠密樁法就是在地基上鉆樁孔,之后將充填材料放入樁孔中分層夯實,既可以提高軟土地基承載力,又能減少原地基含水量,其中灰土擠密樁應(yīng)用最為廣泛。擠密樁法加固地基不需要大量開挖地基,能夠減少成本,但是也依賴于大型機具,對施工場地環(huán)境要求較高。

        2.4 CFG樁法

        CFG樁全稱為水泥粉煤灰碎石樁,經(jīng)過這些材料按照一定配比形成一個高粘結(jié)性、低強度的混凝土樁,不過會與樁體之間的土體共同承載建筑重量,傳遞至更深處的持力層。CFG樁法在2000年左右被較大范圍使用,具有綜合成本低、整體承載力好的特點,是目前較為先進的一種軟土地基加固手段[5]。

        3、 CFG樁在地基加固中的設(shè)計和施工要點分析

        3.1? CFG樁體主要材料分析

        3.1.1水泥

        CFG樁常用的水泥包括普通硅酸鹽水泥(425號)和礦渣水泥,其中以普通硅酸鹽水泥質(zhì)量較好,不過成本較高。CGF樁材料中摻合了粉煤灰,所以水泥漿的流動性很好,可使用泵進行輸送,大大加快了施工進度,而且塌落度較小,有效保證了樁體填充的密實度。

        3.1.2粗骨料

        CFG樁所有的粗骨料可以為礦渣、石灰石、花崗巖碎石等材料,一般為節(jié)約成本就地取材即可。粗骨料的用量根據(jù)地基實際情況確定,在一定范圍內(nèi)粗骨料越多,樁體強度越高,但是會影響密實度。

        3.1.3粉煤灰

        作為外加劑,粉煤灰可以提高材料的易和性,一般以CaO作為外加劑最多,外加劑添加量也是以現(xiàn)場試驗為準,一般其用量是水泥用量的25%左右。

        3.2? CFG樁技術(shù)設(shè)計要點分析

        CFG樁樁徑范圍在350~600mm,樁孔布置一般呈梅花形(見下圖1)[6],也有方形布置??拙嘁话銥?~5倍樁徑,以排為單位給樁孔編號,在施工時需要進行跳躍施工,否則會影響樁孔形狀完整性。為保證CFG樁質(zhì)量,要注意以下幾個設(shè)計要點:

        (1)選擇合適的樁孔布置形式,要求樁體下部持力層厚度必須不低于2.0m,壓縮模量不低于12MPa,樁長控制在15m以下,否則不能保證樁體承載力滿足設(shè)計值。樁體空隙之間土體的承載力必須在80kPa以上,否則需要用其他方法加強地基;

        (2)CFG樁地基加固系統(tǒng)方案設(shè)計完工后,要驗算樁體強度是否滿足要求,采用試驗室試塊形式(邊長為200mm正方體試塊),經(jīng)過28d標準養(yǎng)護,對其抗壓強度f0的要求見(3-1)所示。

        3.3? CFG長螺旋鉆孔成樁技術(shù)施工要點分析

        長螺旋鉆孔成樁技術(shù)是目前CFG最常見的施工方式,適用性廣泛,而且成樁質(zhì)量好,在很多地區(qū)都取得了很好效果,在此對該技術(shù)施工要點進行分析。

        (1)施工前進行配合比試驗,要求坍落度在150mm左右,施工時拔管速度控制在1.0~1.2m/min,遇到淤泥質(zhì)地層拔管速度在此降低,且澆筑時采用間隔施工法;

        (2)樁體標高至少高出設(shè)計樁頂位置0.5m,在冬季氣溫低于5℃時不得施工,并且對已經(jīng)完工樁體采取保溫措施;

        (3)樁體養(yǎng)護超過28d后,進行清土和截樁時要避免對樁身造成損害,最后要對樁身完整性進行抽樣探測,比例不得低于20%。

        結(jié)語:

        軟土地基加固技術(shù)是建筑土木工程施工時無法避免的情況,在選擇加固方法時必須要深入實地勘測觀察,綜合項目特點來選擇最適合技術(shù),兼顧經(jīng)濟性和實用性。CFG樁融合了混凝土的強度及材料的價格低等優(yōu)點,在全國多地高層住宅樓基加固中得到成功運用,便于大范圍推廣,同時也為土木建筑學(xué)科材料及施工技術(shù)發(fā)展拓展了思路。

        參考文獻:

        [1]梁志峰.某軟土地基多層住宅筏板基礎(chǔ)方案的比較[J].住宅與房地產(chǎn), 2019(15):34-38.

        [2]盧亦焱,黃和平,陳善雄.軟土地基上住宅建筑不均勻沉降分析[J].土工基礎(chǔ)(5):1-4,40.

        作者簡介:

        樊文杰(1984.02—),男,山東莒南,畢業(yè)于山東農(nóng)業(yè)大學(xué),本科,工程師,研究方向:建筑工程施工;

        朱崇權(quán)(1987.06—),男,山東臨沂人,畢業(yè)于山東農(nóng)業(yè)大學(xué),本科,工程師,研究方向:建筑工程施工;

        姜曉勇(1981.12—),男,山東臨沂人,畢業(yè)于山東大學(xué),本科,工程師,研究方向:建筑工程施工。

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