摘要:基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。如果地基承载力不足,就要采取措施对地基进行加固处理。常用的地基处理措施有:换填垫层法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、水泥粉煤灰碎石 (CFG) 桩法等。CFG桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂和水按一定配合比均匀搅拌形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基,具有工效高、成本低、工后变形小、沉降稳定快的优点。本工程因场地内填土埋深变化较大,经过综合分析比较,确定采用水泥粉煤灰碎石CFG桩法对地基进行处理。
关键词:地基处理;CFG桩;桩基检测;工程实例
一、工程概况
本工程由4栋公寓式高层住宅和8栋多层连排住宅及1栋服务配套用房组成,高层区地下2层,地上26层,建筑总面积 95625.96㎡,,建筑结构安全等级为二级,地基基础设计等级乙级
二、工程地质条件
各地层的岩性特征自上而下分层描述如下:
1、素填土①(Qml):褐黄色、灰褐色、黄色、灰蓝色等,以黏性土为主,含腐殖质和植物根系、少量泥岩及砂岩碎块,土质不均匀;松散状态,自然堆填时间1~2年,未完成自重固结;场地内部分区域有分布,揭露层厚0.5~4.2m,平均厚度1.64m,厚度不均匀。
2、粉质黏土②-1(Q3el):黄色、褐黄色,可塑状态,细粒土中有砂粒,用手搓、捻感觉有少量细颗粒,稍有粘滞感觉,无摇震反应,干强度中等,韧性中等;部分钻孔内有揭露,揭露层厚0.5m~2.8m,平均厚度1.97m,土层厚度不均匀;该层现场进行标准贯入试验3次,经杆长修正后4.0~6.0击,平均值为5.3击。
3、粉质黏土②-2(Q3el):黄色、褐黄色,硬塑状态,细粒土中有砂粒,用手搓、捻感觉有少量细颗粒,稍有粘滞感觉,无摇震反应,干强度中等,韧性中等;部分钻孔内有揭露,揭露层厚0.7~3.0m,平均厚度2.07m,土层厚度不均匀;该层现场进行标准贯入试验3次,经杆长修正后10.8~12.1击,平均值为11.4击。
4、细砂③(Q3el):砂土颜色为黄色、淡黄色,矿物成分主要以石英为主,粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85%,颗粒形状以圆形、亚圆形为主,粘粒含量5%~10%,稍湿,松散~稍密状态,干钻能钻进;部分钻孔内有揭露,揭露层厚1.5m~2.2m,平均厚度1.85m,土层厚度不均匀。
5、泥岩④(E3b):灰蓝色、灰,多为黏土质泥岩,含少量砂质,岩芯采取率在80%以上,为古近系半胶结半成岩的极软岩,以中风化为主,岩体基本质量等级属Ⅴ级,岩芯多呈长柱状,表现为坚硬状,具遇水膨胀,干后易收缩开裂;部分钻孔内有揭露,揭露层厚1.4~8.7m,平均厚度5.11m,厚度不均匀,本次钻探未揭穿其底面;该层做标准贯入试验6次,经杆长修正后70.8~89.0击,平均值80.3击,标准值75.8击。
6、泥质细砂岩⑤-2(E3b):黄色、淡黄色、灰色、灰黄色,细砂为主,含少量黏粒,细砂颗粒为圆形、亚圆形,泥质胶结,胶结程度弱,强风化;干钻不易钻进,水钻不加压或低压钻进速度较快,水钻芯样呈松散状细砂状与胶结黏粒随钻探用水返出孔口;岩石为极破碎岩,结合性差,属极软岩,岩石基本质量等级属Ⅴ级;岩层厚度不均匀,揭露层厚5.0~11.3,平均厚度11.29m。
三、CFG桩施工方法
1、工程CFG桩施工前先要进行试桩,为了给下一步地基处理工程施工提供参数依据,其中包括:
(1)根据地质情况初步选定施工工艺和施工顺序的合理性,确定施工控制参数及工序时间,相关人员的配备磨合;
(2)主要设备的适用性、配套设备的型号及数量;
(3)桩身质量、处理后单桩承载力或地基承载力是否达到设计要求。
2、CFG桩施工顺序
(1)桩位的施工流水顺序,依次向后退打,以有利于保护先施工的桩不被挤坏或挤歪。施工顺序考虑隔排桩跳打(即隔一根桩位)。
(2)测量放线定桩位,具备施工条件时,根据设计施工图纸开始,按照如意C、D、A、B栋顺序进行测量放线,纵横向间距均为1m,(图纸要求)布设测放CFG桩位。
(3)移机就位,桩机就位须平整、稳固,调整沉管与地面垂直,确保垂直度偏差不大于1%,桩尖对准桩位。
(4)沉管造孔,沉管过程中注意桩机的稳定,严禁倾斜和错位。沉管过程中做好记录,激振电流每沉1m记录本一次和沉管所耗的总时间,严格控制最后30s电机的电流电压值。并对土层变化处理应特别说明,直到沉管至设计标高。
(5)填料加密 ,沉管达到要求深度后,立即填灌桩芯混合料,尽量减少间隔时间。填料前检查沉管内是否吞进桩尖或进水进泥。待沉管至设计标高后须尽快投料,直到管内混合料面与钢管投料口平齐,以保证成桩桩顶、桩高满足设计要求。
(6)成桩,当混合料填加至钢管投料口平齐后,先振动5~10s,再开始拔管,边振边拔,每拔0.5~1.0m,停拔留振5~10s,如此反复,直至沉管全部拔出。沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制,拔管速度应控制在1.2~1.5m/min。确认成桩符合设计要求然后移机继续下一根桩施工。
3、CFG桩质量控制
为保证CFG桩复合地基的施工质量,应注意以下几个问题:
(1)选用合理的施工机械设备。在施工准备阶段,必须详细了解地质情况,从而合理地选用施工机械。这是确保CFG桩复合地基质量的有效途径。
(2)深入了解地质情况,采用合理的施工工艺。在施工过程中,成桩的施工工艺对CFG桩复合地基的质量至关重要,不合理的施工工艺将造成重大的质量问题,甚至导致质量事故,而要选择确定合理的施工工艺必须深入了解地质情况。
(3)施工中应检查桩身混合料的配合比、塌落度、成孔深度、混合料灌入量等。
(4)设置保护桩长。使桩在加料时,比设计桩长多加0.5m,将沉管拔出后,用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3~5秒,提高桩顶混合料密实度。
(5)施工结束后应对桩顶标高,桩位、桩体强度及完整性、复合地基承载力及褥垫层的质量做检查
四、CFG桩基及复合地基检测
1、检测方法
按规范及设计图纸要求,采用静力载荷试验检测增强体单桩及复合地基静载承载力特征值,采用低应变法检测增强体单桩桩身完整性。
2、试验点数量及选取
(1)根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)的要求,复合地基载荷试验或复合地基增强体单桩静载荷试验的数量不应少于总桩数的1%,且每个单体工程的复合地基静载荷试验的试验数量不应少于3点。
(2)根据设计要求,复合地基载荷试验或复合地基增强体单桩静载荷试验的选取数量应参照《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)的要求。
(3)根据规范及设计要求,采用低应变动力试验检测桩身完整性,检查数量不低于总桩数的10%。
3、现场检测
(1)低应变检测
(2)复合地基静载检测
单桩竖向抗压静载荷试验曲线图
复合地基静载荷试验曲线图
五、工程应用实例分析
广西建工.吉祥家园房地产项目,项目占地面积30760.83㎡,建筑总面积 95625.96㎡地下2层,地基处理采用2720桩CFG桩进行加固处理,实施效果理想,取得了非常好的经济效益和社会效益。
六、结语
选取合理的地基处理方式是保障基础甚至结构安全施工的重要保障,CFG桩复合地基处理后的承载力满足要求和整体稳定性要求,又能取得可观的经济效益,在以后的工程中可以借鉴利用。
参考文献
[1]《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012).
[2]江正荣 朱国梁《简明施工手册》(第四版)中国建筑工业出版社.
[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB 50202-2002).
[4]赵志缙 赵 帆《高层施工技术》(第二版)中国建筑工业出版社.
作者简介
侯祖佳(出生年月1984-10)男,汉族,广西横县人,学历本科学士,工程师,主要从事项目管理工作。
论文作者:侯祖佳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/18
标签:地基论文; 厚度论文; 载荷论文; 细砂论文; 工程论文; 黄色论文; 平均论文; 《基层建设》2019年第8期论文;