摘要:采用CFG樁是在高層建筑基礎施工中較常使用的復合地基處理方法,本文結合工程實例,向大家介紹CFG樁施工相關內容,為大家了解CFG樁復合地基提供參考。
關鍵詞:CFG樁;復合地基;施工
一、項目簡介
XX項目位于內蒙古自治區(qū)大青山?jīng)_洪積扇地區(qū),建筑物占地東西長約105.80m,南北寬約33.90m,主樓地上19層,高79.20m,框架~剪力墻結構,筏板基礎,裙樓地上3層,高13.50m,框架結構,筏板基礎,均設1層地下室。
本工程±0.000相當于絕對標高1058.60m,場地自然地面標高平均值為1057.750m,主樓筏板底標高為-7.40m,筏板厚2m,裙樓筏板底標高為-6.60m,筏板厚1m。
二、復合地基設計方案
采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)法對主樓地基土進行處理,利用復合地基來承重,處理后復合地基承載力特征值為370kPa,最終沉降量在要求的控制范圍內,均滿足設計要求。
采用長螺旋鉆孔成孔、管內泵壓混合料的成樁工藝進行施工。樁身混合料是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成,樁身混合料強度等級為C20,水泥設計采用32.5普通或礦渣硅酸鹽水泥,摻加袋裝Ⅰ或Ⅱ級粉煤灰,以增加混合料的和易性和可泵性,每方混合料中粉煤灰的摻入量宜為70~90㎏?;旌狭系呐浜媳软毻ㄟ^試驗來確定,坍落度應控制在160~200mm。由于是泵送混凝土,故粗骨料粒徑不宜太大,宜選用5~16mm碎石。
設計CFG樁樁徑為400mm,設計有效樁長為11m,樁頂保護樁長0.5m;采用正方形形式進行布樁,布樁間距為1.80m,總布樁數(shù)為780根,CFG樁樁位布置情況詳見“CFG樁樁位平面布置圖”。
樁頂和基礎之間設置褥墊層,以保證樁土共同承擔荷載,減少基礎底面的應力集中,墊層厚度為200mm,墊層材料可選用中粗砂。
三、CFG樁復合地基施工方案
擬建場地處于市區(qū),為防止擾民和民擾問題的發(fā)生,同時考慮到基坑距周邊建筑較近的原因不宜選用振動機具,以免對基坑邊坡的安全穩(wěn)定造成影響,基于以上幾方面的考慮并結合在相似地質條件場地的施工經(jīng)驗,本地基處理工程采用長螺旋鉆孔成孔(2臺KLB620A1鉆機)、管內泵壓混合料的CFG樁成樁工藝(2臺HBTS80-A混凝土泵)。
(一)施工工藝流程
在項目現(xiàn)場完成土方開挖作業(yè)后,完成場地現(xiàn)有標高及樁位標記,鉆機就位啟動,待鉆頭鉆入地下達到設計標高后,按規(guī)定速度泵送混凝土并同時勻速上提鉆桿至地表,如此往復完成全部打樁任務。在此之后,開始樁間土清理及樁頭剔鑿工作,上述工作完成后即進入到CFG樁復合地基檢測階段。
(二)材料準備:
1、混凝土強度等級為C20,設計坍落度為160-200mm;
2、水泥采用32.5普通或礦渣硅酸鹽水泥;
3、粗骨料選用5-16mm碎石;
4、細骨料選用含泥量小于5%的細砂;
5、袋裝Ⅰ或Ⅱ級粉煤灰。
四、施工控制及質量保證措施
(一)混合料泵送過程的質量和施工控制
1、施工前先將混凝土泵的料斗及管線用清水濕潤,然后攪拌一定的水泥砂漿進行泵送潤滑管線。
2、鉆孔達到設計深度后,一邊泵送一邊拔管,拔管速率控制必須與泵送量相匹配,泵送量達到鉆桿芯管一定高度后,方可拔管,拔管速率在現(xiàn)場試成樁后確定。根據(jù)CFG樁混合料的泵送量和樁徑反算拔管速率,以保證鉆頭始終埋在CFG樁混合料液面以下,避免進水、夾泥等質量缺陷的發(fā)生。
3、施工時要始終保持混凝土泵料斗內的混合料液面在料斗底面以上一定高度,以免泵送時吸入空氣,造成堵管。
(二)成樁的質量和施工控制
1、樁位控制
在施工前應根據(jù)設計圖紙,確定建筑物的控制軸線,并將樁的準確位置施放到施工作業(yè)面上。樁位定位方法現(xiàn)場采用插以木制短棍撒白灰點來表示樁位,點位應明顯易找且不易破壞。
2、垂直度控制
鉆機就位后,應用鉆機塔身的前后垂直標桿檢查導桿,校正位置,使鉆桿垂直對準樁位中心, 樁身垂直度偏差不得大于1%。鉆孔開始時,封住鉆頭閥門,使鉆桿向下移動至鉆頭觸及地面時,開動鉆機旋動鉆頭。一般應先慢后快,在成孔過程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時,應停機或放慢進尺。
3、樁長控制
根據(jù)樁長,確定鉆孔深度。當樁尖到達鉆孔深度位置時,在動力頭底面停留處與鉆機塔身相應位置作醒目標注,作為施工時控制樁長的依據(jù)。當動力頭底面到達標注時,樁長即滿足設計要求。
4、成樁控制
成孔時鉆頭到達設計標高后,鉆桿停止鉆動,開始泵送混合料,禁止將鉆桿往上提30cm再泵料。成樁過程宜連續(xù)進行,應避免后臺上料慢造成的供料不足、停機待料現(xiàn)象。若施工中因其它原因不能連續(xù)灌注,須根據(jù)勘察報告和施工已掌握的場地土質情況,避開飽和砂土、粉土層,不宜在這些土層內停機。成樁過程中必須保證排氣筏正常工作。當成樁至樁頂標高2.0m以內時,應連續(xù)泵料至樁體混合料高出樁頂標高。
(三)斷樁及清土施工控制
1、初步斷樁及清土
在地基處理施工全過程中需及時清運棄土,確保打樁施工的工期及作業(yè)面的平整。根據(jù)現(xiàn)場施工情況和業(yè)主對工期的要求,在確保樁身質量的前提下,對該工程確定采用人工斷樁、機械倒運方法清運打樁棄土和樁間保護土,具體操作程序如下:
(1)人工初步斷樁
在CFG樁成樁初凝以后即可組織人工按照CFG樁樁位平面布置圖確定樁位位置,用鐵锨和十字鎬開挖截斷樁身混合料,這時樁身雖已結硬,但強度較低,此時人工斷樁只是將打樁棄土內與樁身相連的混合料挖除,為機械清運打樁棄土創(chuàng)造條件。同時,為減少下一步樁頭處理的工作量,挖除時可將保護土層內的樁頭一并挖除30cm ,保留余下20cm的樁頭并及時覆蓋,在清運保護土層后嚴格按有關要求截除。
(2)機械清運打樁棄土、樁間保護土層
施工現(xiàn)場配備履帶式挖掘機,打樁施工結束當樁身混凝土強度達到標準強度的75%以上后,安排挖掘機進入基坑作業(yè),及時將打樁棄土、樁間保護土倒運并適當集中,采用運土車輛將其運出現(xiàn)場,同時配備足夠人工配合挖掘機進行基底整平,用水準儀嚴格控制標高。
機械倒土由于需要挖掘機進入打樁工作面,必須專人指揮并遵循以下原則:
a. 不可對設計樁頂標高以下的樁體產(chǎn)生損害;
b. 不能擾動樁間土;
c. 為避免挖掘機在施工過程中碰樁,預留20cm土層人工清除。
現(xiàn)場嚴格規(guī)定挖掘機的行走路線,挖掘機進入施工現(xiàn)場需在打樁工作面以上鋪墊不小于50cm的保護土層方可行走,禁止直接在打樁工作面上行走,工作時需嚴格控制標高,不得超挖,運土車輛不得進入地基處理范圍,需由挖掘機將打樁棄土、樁間保護土倒運至基坑邊,方可裝車運走。
2、截樁頭
保護土層清除后可進行樁頭處理,將樁頂設計標高以上樁頭截斷,一般成樁7天后即可進行截樁頭工作。本工程采用人工截樁方法,具體如下:
(1)用水準儀確定樁頂標高,兩人或四人用鋼釬水平方向兩兩相對用大錘同時擊打,將樁頭截斷。嚴禁用鋼釬向斜下方擊打或用一個鋼釬單向擊打樁身;
(2)樁頭截斷后,用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設計標高,并把樁頂找平,樁頂表面不可出現(xiàn)斜面,樁頂標高允許偏差為0~+20mm。
如果在清運打樁棄土、保護土層或截樁頭時造成樁體斷在設計樁頂標高以下,必須采取補救措施,先將樁頂修平、鑿毛,用CFG樁樁身混合料相同標號的素混凝土接樁至樁頂設計標高。
(四)褥墊層鋪設
褥墊層鋪設厚度為200mm,材料選用中粗砂或粒徑為5~16mm的碎石,夯填度不大于0.9 (夯填度為壓實后厚度與虛鋪厚度之比)。施工時可先人工虛鋪220-230mm,之后用平板振搗器夯3~4遍直至密實。褥墊層施工完畢后,應向監(jiān)理單位報驗,多準備一份褥墊層施工驗收及驗槽資料做竣工報告用。
(五)樁的施工允許偏差應符合下列要求
1、樁長允許偏差≤100mm
2、樁徑允許偏差20mm
3、垂直度允許偏差≤1%
4、樁位允許偏差:對滿堂布樁基礎≤0.4d,即16cm。
五、結語
本文的編寫以項目實例為根本依據(jù),對于CFG樁的施工與大家交流共勉。
作者簡介:
王偉 (1983-),男(蒙古族),內蒙古達茂旗人,工程師,工作單位:內蒙古自治區(qū)本級政府投資非經(jīng)營性項目基建辦公室。
孟曉燕(1983-),女(漢族),內蒙古呼和浩特人,教師.內蒙古師范大學青年政治學院。