中建八局第二建设有限公司 250000
摘要：为了解决淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土等复杂软弱地基处理难题，保证工程结构安全，为今后类似工程提供相应的施工技术参考，并为企业新技术的发展奠定基础，总结提炼形成了G&CFG柔刚复合地基施工技术。
关键词：多桩；CFG桩；碎石桩；褥垫层
一、引言
随着国民经济的高速发展，不仅需要选择在地基条件良好的场地从事建设，而且有时也不得不在地质条件不良的地基上进行修建。软弱地基就是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。它是指基本上未经受过地形及地质变动，未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂土和淤泥质土等地层构成的地基。软弱地基的特点决定了在这种地基上建造工程，必须进行地基处理，地基处理的目的就是采取适当的措施改善地基条件。
二、工程概况
中建八局第二建设有限公司承建的桂林叠彩万达广场工程，位于桂林市叠彩区南洲大桥南侧、滨江北路西侧，芳华路北侧。建筑物为一栋4~5层商场，建筑高度20.7~23.7m，局部下设一层地下室，总建筑面积为11.1万㎡，其中设备夹层地基为独立基础。该工程地质为较厚的杂填土层，杂填土层厚0.6~13.2m，杂色，松散，为黏性土含建筑垃圾及少量生活垃圾组成，硬质含量约为10~30%，分布不均匀，堆填时间约2年，未固结，高压缩性。
工程地基与基础设计前，经多次研究及组织专家论证，本工程确定采用G&CFG柔刚复合地基施工技术，即碎石桩（简称G桩）和水泥粉煤灰碎石桩（简称CFG桩）二级地基处理方案，G桩为柔性桩，CFG桩为刚性桩。G桩和CFG桩相互交叉呈梅花型布置，先施工碎石挤密桩，碎石桩经检测达到设计要求后再进行CFG桩施工，CFG桩施工完成进行复合地基检测。本工程地基采用G&CFG柔刚复合地基施工技术后，经检测能达到设计要求，目前本工程基本完成，建筑物的地基变形在规范允许之内。
三、工艺特点
3.1 采用柔刚两种地基处理技术，消除软弱地基液化，极大提高了地基承载力；
3.2 该工法先进行柔性桩施工、后进行刚性桩施工，消除了两种桩型施工的相互干扰影响，保证了地基处理质量；
3.3 该工法地基采用二级处理、二级检测，为地基处理质量提供了保障；
3.4 在两种桩型顶部设共用砂石褥垫层，有利于两桩及土的应力调整，减少了地基不均匀沉降。
四、施工工艺
4.1 总体工艺流程
施工准备（图纸移交、场地平整）→碎石挤密桩施工→碎石挤密桩检测→CFG桩基成孔、浇灌砼→砼养护→土方开挖→桩头破除→CFG桩检测→砂石褥垫层施工。
碎石桩为挤密桩，机械振动、挤密对地质土层影响大，CFG桩为素混凝土桩，容易被振动挤压扰动造成断桩，所以现场需合理安排施工工序，先组织碎石桩施工，7天后进行检测合格后进行CFG桩施工。
4.2 操作要点
4.2.1 碎石挤密桩操作要点
4.2.1.1 施工准备
1、人员准备
每一桩机由一名经验丰富、素质较高、责任心较强的机械操作人员担任机长，并派一个专门质检人员对施工过程进行详细记录，另安排上料人员两到三人（小型装载机上料，人员配合）、施工人员一名。
2、机械准备
结合工程设计要求，采用DZ75KS型振动沉管机，桩径500mm，施工前机械调试完好。另外每台沉管机安排一台小型装载机装卸碎石料。
3、材料准备
材料选用已经检验合格的碎石料，石料粒径不大于5cm，含泥量不大于5％。
4.2.1.2 工艺流程及方法
工艺流程：桩机就位→振动沉管到设计桩长→加料→拔管1.2m→反插0.6m→提管0.3m→留振15～20秒→拔管1.2m→按此循环作业
1、桩机就位。根据桩机走行钢轨上标出的桩位标记，移动桩机，使桩机对准打桩线。应保证起重设备平稳，导向架与地面垂直，垂直偏角不应大于1.5%，成孔中心与设计桩位偏差不应大于50mm
2、桩身的深度按设计要求，在钢管桩体上做好标记，保证钢管桩达到设计要求。开启机械沉管到持力层，达到持力层的标志是：电流突然增大，瞬间总电流达到100A以上，沉管明显受阻或下沉缓慢，并伴有剧烈的振动。
3、沉管到位后开始加料，并保证连续加料，每根桩加料量按以下公式现场计算：π×0.25×0.25×L×1.15（充盈系数）＝0.226Lm3，L为沉管实际桩长。
4、拔管：振动拔管，高度1.2m（由标识控制）。
5、反插：反插0.6m。
6、留振密实：反插0.6m后再提管0.3m，使双叶门打开，留振15～20秒，使管内石料在振动作用下，通过自重等作用填充密实孔内石料，以达到密实效果。
7、重复以上拔管－反插－留振工序过程，完成该桩全部工作。
8、对试桩做详细施工记录，并请旁站监理复核无误后签字认可，再进行下一试桩作业。
4.2.1.3 注意事项
1、作业人员，特别是机长，严格按工艺流程规定的拔管、反插高度和留振时间作业。
2、在施工过程如遇到技术复杂问题，立即上报监理、业主、勘察及设计协助解决，使桩作业达到预期效果。
3、采用振动法沉管成孔，根据设计及规范要求，钢管柱在振动过程要求垂直，避免钢管桩倾斜，受力不均匀。振动过程中边振动边校正。
4、成孔的过程中，振动锤边振动边提拔，重复几次，保证钢管桩内的碎石密实。
5、桩身满足要求后用小推车或小型装载机分批加入填料，然后振实提管，严格防止出现“断桩和缩颈桩”。
4.2.2 CFG桩操作要点
4.2.2.1 施工工艺流程
CFG桩施工流程如下：
图4.2-1 CFG桩施工流程
4.2.2.2 场地平整、障碍物清除及排水
施工前根据场地平面布置用挖掘机对场地进行必要的铺垫、平整、碾压，确保地基有足够的承载力，满足钻机行使需要，地面坡度小于1%。
4.2.2.3 钻机就位
1 钻机就位时，必须保持机身平稳，确保施工中不发生倾斜、位移。
2 钻机钻头与桩位对正，调整液压支腿，确保钻杆垂直度偏差小于1%。桩位偏差不应大于0.4倍桩径。
3 将钻头与桩位点垂直对位，关闭钻头的出料阀门。
4.2.2.4 钻孔
1 起动动力头，开始成孔，根据不同地层，钻进速度应控制在1.5～2.5m/min以内。达到设计深度后，空转30秒后停钻。
2 测量定位保证桩位偏差小于2cm。
3 钻孔孔深不小于设计桩长，钻具组装完成后，需丈量钻具总长，根据孔深要求做出明显标记，施工过程中桩长允许偏差±10cm。
4 螺旋钻进应根据地层变化及时调整钻进速度，并通过电流表控制进尺，电流增大时，说明空内阻力增大，应降低钻进速度，确保桩长和桩径。
5 成孔达到设计深度后，先泵送CFG桩混合料后提钻，严禁先提钻后泵料，当钻杆芯管内混合料高度与地面平齐时开始提钻，边提钻边泵送CFG桩混合料，提钻速度必须与CFG混合料泵送速度一致，以防止出现缩径和断桩。
6 在钻至设计桩底标高后，经监理和质检员双方复核无误后，可进行下步工序施工。
4.2.2.5 泵送混凝土
1 成孔后，立刻用商品混凝土通过导管和钻杆送到孔底，当钻杆顶端球阀排气时（此时钻杆内混凝土已满），立即启动主卷扬机提升钻杆，提升速度一般为1.2～1.5m/min，并且与泵送速度相匹配，当钻头提升至距基础底面0.5～1.0m时，清除钻孔口溢出的泥浆和混凝土，最后提出钻杆。
2 首次混凝土灌注前，应用清水清洗送料管道。注意桩底灌注质量，混凝土下入钻杆时马上提起钻杆，高度不得超过30cm，钻杆管满后再进行正常提钻杆。
3 成孔混凝土泵送应紧密配合，避免桩身灌注时停顿，随时检查泵管密封情况，以防漏水。遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料，以防止出现缩径和断桩。
4 每泵压一次提钻一般不超过25cm，匀速提钻并保证钻头刃尖始终埋在混凝土内，防止断桩。
5 成桩
1）在钻杆提升过程中，施工人员应及时清除钻孔口处的泥、螺旋上的土，直到露出钻孔处干净混凝土为止。
2）成桩后应对桩头进行妥善保护，不得有机械和车辆在其上行走或堆放重物。注意保护好桩头，24小时内不扰动。
3）移动桩机到下一桩位。应注意防止泥块掉入已施工的桩孔中。且不能用液压腿压在已施工的桩上。
4）施工桩顶标高高出设计桩顶标高不少于0.5米。
4.2.2.6 桩头破除
采用风镐钻配合人工破除，用风镐钻在破到接近设计标高时改用人工凿除、修平，防止超破。凿桩头时，先用切割机在设计标高处，沿桩周边环切一圈，然后再用风镐将设计标高以上的砼破碎。在破除前要仔细复核标高，所有桩渣全部外运。
4.2.3 褥垫层施工
在两种桩型顶部设置300mm厚的褥垫层，宽度按基础图要求；石褥垫层材料为碎石，碎石粒径＜30mm，褥垫层铺设采用静力压实法，夯填度不得大于0.9。
五、成本经济分析
桂林叠彩万达广场工程，位于桂林市叠彩区南洲大桥南侧、滨江北路西侧，芳华路北侧，总建筑面积为11.1万㎡，地基为杂填土层。该工程采用G&CFG柔刚复合地基施工工法，解决了复杂软弱地基处理难题，保证工程结构安全，创造了经济效益。
总包合同工程量清单碎石桩综合单价为440元/m?，专业分包合同签订的包工包料包机械价格为304元/m?，本工程碎石桩共3460根，共3681m?，获得经济效益=3681*（440-304）=500616元。
总包合同工程量清单CFG桩综合单价为965元/m?，专业分包合同签订的包工包机械价格为350元/m?，砼材料为320元/m?，本工程CFG桩共4578m?，获得经济效益=4578*（965-350-320）=1350510元。
以上合计创造的经济效益=500616+1350510=1851126元
六、总结
本工艺先后应用于桂林叠彩万达广场工程、南宁绿地中心房地产项目一期工程、密云县水源路南侧土地储备项目（华润万象城）。解决了淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土等复杂软弱地基处理难题，保证工程结构安全，间接创造了经济效益，具有广泛的推广应用前景。
参考文献
【1】JGJ94-2008建筑桩基技术规范
【2】GB50202-2009建筑地基基础工程施工质量验收规范
【3】ZJQ08-SGJB202 《建筑地基基础工程施工技术标准》
论文作者:蒋立勇,陈伟,高金明,潘秀菊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/3/1
标签：地基论文; 碎石论文; 钻杆论文; 褥垫论文; 工程论文; 标高论文; 桩头论文; 《建筑学研究前沿》2017年第28期论文;