王紅利

（安陽市中南建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 安陽 455000）

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，建筑業(yè)得到了極大的發(fā)展。當(dāng)前，城市發(fā)展面臨著“人多地少”的困境，土地資源大幅減少，如何最大限度發(fā)揮有限土地資源的價值作用成為關(guān)鍵。為解決這一矛盾，現(xiàn)代建筑逐步向高層建筑、地下空間發(fā)展，為保證地基穩(wěn)定必須合理選擇地基處理技術(shù)。CFG樁是由水泥、粉煤灰等材料拌合而成的一種新型高強(qiáng)度樁。將其用于高層建筑地基施工，可有效加強(qiáng)地基強(qiáng)度，降低工程成本，在地基處理方面取得了良好的效果。

1 CFG樁復(fù)合地基加固機(jī)理

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，通過成樁機(jī)將碎石、粉煤灰等材料攪拌加工形成的一種高強(qiáng)度樁。通過與樁間土的相互作用，可形成一種新型復(fù)合地基處理技術(shù)。目前，在砂土、粉土、淤泥質(zhì)土等多種地基內(nèi)均可采用這種地基處理技術(shù)。在加固地基中，CFG樁的作用機(jī)理主要體現(xiàn)在樁體作用、褥墊層作用、擠密作用和排水作用等方面，具體如下：1）樁體作用。CFG樁內(nèi)的材料經(jīng)一系列反應(yīng)后，將生產(chǎn)鋁酸鈣水化物等，此類化合物不溶于水，可向碎石間孔隙內(nèi)不斷填充，交織成空間網(wǎng)狀體系，此時，相比樁間抗剪強(qiáng)度，樁體相對較高，隨地基沉降變形，基礎(chǔ)附加應(yīng)力將向樁體上逐步集中，樁間土分擔(dān)變小，在樁體置換作用下，將大大提升地基承載力。2）褥墊層作用。荷載作用下，相比樁間土，樁體壓縮變形小，褥墊層的設(shè)置，可樁間土和基礎(chǔ)底面接觸，充分發(fā)揮樁間土的承載力，從而滿足樁土共同承擔(dān)荷載的效果。3）擠密作用。于CFG樁而言，樁間土具有擠密作用，可提升樁體承載力。一般在粉土、砂土等地基中具有良好的擠密效果。4）排水作用。混合料內(nèi)的粉煤灰、水泥用量直接決定CFG樁體材料的排水性能，因此，樁體的透水性良好，具有顯著的排水作用。

2 工程概況

某建筑工程地上36層，總高度為104.20m，為剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)及柱下獨立基礎(chǔ)；燃?xì)庹{(diào)壓站、車庫配電室、送風(fēng)機(jī)房和垃圾站為地上1層、開閉所為地上2層。除燃?xì)庹{(diào)壓站和開閉所以外均有地下車庫為2層，基礎(chǔ)深度約12.00m?？偨ㄖ娣e214894.21m2，其中地下建筑面積61750.94m2，地上建筑面積153143.27m2，框架/剪力墻結(jié)構(gòu)。

擬建場地地面比較平坦，地面高程39.88m～43.53m。地貌位置屬永定河沖洪積扇的上部，主要是永定河的沖積、洪積物。在鉆探所達(dá)50m深度范圍內(nèi)，場地地層由人工填土層、第四紀(jì)沖洪積層組成。本場地勘探深度范圍內(nèi)地下水為第四系孔隙潛水，地下水主要含水層為(6)層細(xì)砂和(7)層卵石，均屬強(qiáng)透水性土層。地下水主要受大氣降水及側(cè)向徑流補(bǔ)給。根據(jù)勘察報告，整個建筑場地潛水靜止水位埋深為30.00m～31.00m之間，即標(biāo)高12.00m～11.00m之間。根據(jù)調(diào)查資料地下水位年變幅為2.00m～3.00m。擬建場區(qū)近3～5年最高水位標(biāo)高:據(jù)北京市有關(guān)地下水觀測資料表明，潛水靜止水位標(biāo)高在16.00m上下，水位埋深約為26.00m。

3 施工方案確定

由工程地質(zhì)剖面圖可知主要地基持力層為細(xì)砂層(4)，其承載力特征值為250kPa，結(jié)構(gòu)要求基底壓力630～710kPa，天然地基的承載力不能滿足設(shè)計要求。

綜合以上工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，并考慮設(shè)計要求，選擇CFG樁復(fù)合地基處理方案，采用長螺旋鉆機(jī)成孔，壓灌混凝土的工藝，槽底預(yù)留土50cm。在清除樁間土剔除樁頭后鋪30cm厚中粗砂或石屑褥墊層并夯實，要求褥墊層夯填度≤0.9。

CFG樁施工結(jié)束28天后，應(yīng)進(jìn)行復(fù)合地基靜載試驗。樁身抽取不少于10%的樁進(jìn)行低應(yīng)變動力，檢測樁身的完整性。

4 高層建筑CFG樁復(fù)合地基施工工藝

1）測放樁位。測量儀器需要定時檢測。根據(jù)設(shè)計設(shè)定的坐標(biāo)以及高程確定樁位和標(biāo)高。在確定鉆機(jī)位置之前需對樁位進(jìn)行再次測量，而后經(jīng)由建設(shè)方及相關(guān)人員驗收簽字后才可進(jìn)行鉆孔作業(yè)。在鉆孔前還需測量出地面的實際高程以便設(shè)計鉆孔深度，以及混凝土灌注的高度。2）鉆機(jī)就位。根據(jù)打樁順序，鉆機(jī)就位調(diào)整平穩(wěn)。檢查垂直度時，施工人員可以從鉆機(jī)的正、側(cè)面這兩個相互垂直方向來檢查，注意鉆具要垂直，鉆頭的錐尖要對準(zhǔn)樁位中心點。開鉆前質(zhì)檢員對樁位進(jìn)行復(fù)核，并檢查鉆頭直徑及安裝對位質(zhì)量，注意兩個方面的內(nèi)容，一是兩側(cè)的閥門是否處于關(guān)閉自如的狀態(tài)，二是在成孔時鉆頭兩邊的閥門是否處于密閉狀態(tài)。3）成孔。鉆機(jī)就位完成檢測工作后即開啟電機(jī)，進(jìn)行鉆孔作業(yè)。鉆孔過程中作業(yè)人員需從正面、側(cè)面來觀測成孔是否垂直，發(fā)現(xiàn)偏斜及時調(diào)整，保證鉆孔的垂直。在進(jìn)行成孔作業(yè)時，若非特殊情況不能停止鉆孔，需保證連續(xù)作業(yè)。成孔達(dá)到設(shè)計深度后，不進(jìn)尺空轉(zhuǎn)2-3min。為保證后續(xù)作業(yè)順利進(jìn)行，鉆孔過程中產(chǎn)生的泥土需及時處理。此外需注意的是，在整個施工過程中，相關(guān)人員要保證施工原始記錄這一工作做好。4）壓灌混凝土。鉆孔至設(shè)計標(biāo)高后，先提鉆20～30cm開始壓灌混凝土，用泵車先打3～4次混凝土，使鉆桿(導(dǎo)管)中混凝土具有一定的高度。在進(jìn)行壓灌成樁過程中，邊泵送混凝土邊提拔鉆具，輸送泵每泵一次，鉆具的提升高度需按試樁確定的提升量進(jìn)行控制。壓灌成樁過程中提鉆與輸送混凝土應(yīng)自始至終密切配合，鉆具底端出料口不得高于孔內(nèi)混凝土的液面(一般孔內(nèi)混凝土面應(yīng)高于出料口1.0m)，需注意的是，壓灌成樁過程中不能停頓，需要一次性順利灌注。在整個施工階段中，相關(guān)施工人員必須對各種記錄表格進(jìn)行填寫，并確保數(shù)據(jù)等內(nèi)容是可靠和準(zhǔn)確的。5）移機(jī)。灌樁完成后，按照打樁順序，將鉆機(jī)移至下一根樁位，重復(fù)以上步驟進(jìn)行下一根樁的施工。當(dāng)樁機(jī)在移動時，要有人員在旁注意和檢查，避免樁機(jī)本身和支腿對樁體產(chǎn)生破壞。在樁機(jī)移機(jī)到下一個樁位施工的時候，為了保證樁位準(zhǔn)確，要先以軸線或周圍樁的位置為依據(jù)，復(fù)核所需施工的樁位。為了保證混凝土地泵的正常使用，每次混凝土泵作業(yè)完成后，需要用清水將泵及管道系統(tǒng)進(jìn)行清洗。6）開挖樁間土。CFG樁成樁兩周后開始開挖樁間土。樁間土開挖采用人工配合小挖機(jī)進(jìn)行。為防止機(jī)械碰壞樁頭，開挖前按照設(shè)計樁位位置在地面做好標(biāo)記。樁間土邊開挖邊清理，基底面預(yù)留10cm人工清理。開挖過程中，在基坑四周做好排水溝和集水井，及時抽排雨水。7）截樁頭。樁頭截割采用水平切割機(jī)截割，邊開挖樁間土邊截割樁頭，以便于及時清理樁頭。截割前按設(shè)計樁頂標(biāo)高做一圈記號，截割時切割機(jī)要保持水平，以保證截割后的樁頂面水平。為防止破壞樁的完整性，截割時嚴(yán)禁用機(jī)械或大錘擊打樁頭。8）檢測、試驗。CFG樁施工完，樁體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值后，由檢測單位進(jìn)行選樁、檢測。具體內(nèi)容如下：(1)基坑開挖后，應(yīng)及時檢查樁數(shù)、樁位和樁頂外觀質(zhì)量。(2)進(jìn)行單樁復(fù)合地基靜載試驗以驗證復(fù)合地基承載力是否滿足設(shè)計要求，保證CFG樁復(fù)合地基的可行性。(3)進(jìn)行單樁抗壓靜載試驗的目的是驗證單樁豎向承載力是否滿足設(shè)計要求。(4)檢驗樁身的完整性。9）褥墊層施工。結(jié)束上述施工后，可鋪設(shè)300mm厚砂石褥墊層，砂石配合比以試驗室配合比為準(zhǔn)。褥墊層鋪設(shè)范圍為:底板墊層外邊緣外擴(kuò)300mm。先虛鋪配好的砂石料約320mm，用平板振搗器振實2～3遍，振實后厚度為300mm。

5 結(jié)束語

綜上所述，CFG樁復(fù)合地基在高層建筑中的應(yīng)用，可大幅提升地基承載力，有效控制建筑物的沉降變形，且具有良好經(jīng)濟(jì)效益。隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，在城市化進(jìn)程不斷加快的今天，土地資源愈加珍貴，建筑設(shè)計逐步向高層化、大型化發(fā)展，開展CFG樁復(fù)合地基研究具有重要意義。