CFG樁在寧夏銀川春熙苑項目上的應(yīng)用

曹建春

摘要：在高層和超高層建筑施工過程

中，CFG樁復(fù)合地基粘結(jié)強(qiáng)度樁得到廣泛的應(yīng)用，本文通過闡述基本原理，介紹銀川市興慶區(qū)春熙苑小區(qū)工程項目的實際情況，并對試驗結(jié)果進(jìn)行分析，同時提出相應(yīng)的政策建議，進(jìn)而為工程項目應(yīng)用CFG樁奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：CFG樁 工程項目 復(fù)合地基

1 基本原理

在復(fù)合地基中，CFG樁復(fù)合地基粘結(jié)強(qiáng)度樁作為代表，在高層和超高層建筑施工過程中得到廣泛的應(yīng)用。水泥粉煤灰碎石樁簡稱CFG樁（cement fIying-ash gravel pile），通常情況下，該樁粘結(jié)強(qiáng)度比較高，通過加水對水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等進(jìn)行拌和而形成。對于復(fù)合地基來說，其組成通常包括樁間土、褥墊層等。通過褥墊層，進(jìn)而使得CFG樁復(fù)合地基與基礎(chǔ)進(jìn)行相互連接。對于樁端來說，無論是在一般土層，還是處于堅硬的土層，都能夠確保樁間土始終發(fā)揮作用。無論是強(qiáng)度，還是模量，由于樁體比樁間土都要大，在荷載的作用下，與樁間土表面應(yīng)力相比，樁頂應(yīng)力通常要大許多。在樁的作用下，通過向較深的土層中傳遞承受的荷載，進(jìn)而在一定程度上減少了樁間土的承擔(dān)荷載。這樣，復(fù)合地基因樁的作用，進(jìn)而提高了自身的承載力，減少了變形，另外由于CFG樁不配筋，并且樁體摻和料主要選擇工業(yè)廢料粉煤灰，進(jìn)而在一定程度上降低了工程造價。

2 工程概況

銀川市興慶區(qū)春熙苑小區(qū)，建筑面積82000平方米，地下一層，多層建筑6幢6層3.1萬平方米，3幢高層5.1萬平方米，主樓為22層，另有1層地下室，副樓8層，均為框架結(jié)構(gòu)。對于高層大樓來說，通過采用CFG樁與水泥土樁復(fù)合地基進(jìn)行相應(yīng)的加固處理，其中涉及到的兩種類型的樁共計3600余根。根據(jù)設(shè)計要求，復(fù)合地基的承載力為350kpa。采用長螺旋鉆、機(jī)動洛陽鏟分別對CFG樁和水泥土樁進(jìn)行成孔處理，其樁身強(qiáng)度分別為20Mpa、5Mpa。采用5～10m礫石對褥墊層進(jìn)行處理，褥墊層的厚度通常為0.2m。

2.1 工程地質(zhì)條件 高層大樓場地地形較平坦，地貌單元屬澗河II級階地。其工程地質(zhì)條件如表1所示。

2.2 平面布置 對于銀川市興慶區(qū)春熙苑小區(qū)來時，該項目3幢高層占地面積約為45×143.4m2，其中主樓高62.5m，其平面圖呈現(xiàn)長方形，根據(jù)設(shè)計要求，在主樓的兩側(cè)各設(shè)置一棟副樓，并且高32m。采用CFG樁，水泥土長樁，水泥土短樁3種類型的樁對復(fù)合地基進(jìn)行處理。在布樁過程中，需要對樁受力的合理性進(jìn)行綜合考慮，為了增大對樁的側(cè)阻力，需要對樁間土應(yīng)力σs產(chǎn)生的附加應(yīng)力進(jìn)行充分的利用。通常情況下，如果σs越大，那么作用在樁上的水平力也就越大，相應(yīng)的樁側(cè)阻力就越大。在布置復(fù)合地基的過程中，采用夯實水泥土短樁與CFG樁按照成排間隔的方式進(jìn)行布置，CFG樁與水泥土短樁間隔控制在0.75m，采取水泥土長樁圍護(hù)的隔水措施對褥墊層周圍進(jìn)行處理。在有效樁長方面，主樓的CFG樁、水泥土樁短樁、水泥土樁長樁、副樓的CFG樁、水泥土樁短樁、水泥土樁

長樁分別不小于12m、7.5m、12m、14.5m、7m和14.5m，

其樁徑為0.5m。

3 分析試驗結(jié)果

3.1 復(fù)合地基靜載荷試驗 施工現(xiàn)場的條件對試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)成一定的影響，按照單樁處理面積加權(quán)平均的辦法對不同樁型單樁復(fù)合地基承載力進(jìn)行試驗，進(jìn)一步評價水泥土樁和CFG樁混合地基的承載能力。在試驗過程中，通過選擇兩組復(fù)合地基進(jìn)行相應(yīng)的試驗，每組試驗各選取一個CFG樁和水泥土樁單樁。第一組標(biāo)記為CFG-308#樁和SNT-410#樁，第二組標(biāo)記為CFG-518#樁和SNT-632#樁。通過分析試驗結(jié)果，進(jìn)而在一定程度上可知：復(fù)合地基靜載荷試驗曲線屬于光滑曲線，并且屬于漸進(jìn)型，在曲線不存在相應(yīng)的陡降點。當(dāng)s/b=0.01，其值超過最大加荷量的一半，因此，在承載力設(shè)計值方面，CFG樁、水泥土樁的單樁復(fù)合地基通常取最大加荷量的一半。

3.2 單樁豎向抗壓靜載荷試驗 在試驗過程中，對于CFG樁來說，如果單樁極限承載力超過1000kN，地基的承載力在這種情況下能夠提高130%；對于水泥土樁來說，如果單樁極限承載力超過5000kN，地基的承載力在這種情況下能夠提高20%，兩組實驗都滿足相應(yīng)的設(shè)計要求。通過研究分析試驗結(jié)果，在總沉降量方面，4根樁都低于10mm，并且在《規(guī)范》規(guī)定的范圍內(nèi)，復(fù)合相應(yīng)的設(shè)計要求，沉降量隨著時間、荷載的變化都是均勻變化。通過分析可知，當(dāng)Q=1000kN和Q=500kN時，CFG樁、水泥土樁都沒有超出極限承載力范圍。通過分析單樁復(fù)合地基靜荷試驗結(jié)果，與53#CFG樁的樁間土相比，692#CFG樁要好，與416#水泥土樁的樁間土相比，382#水泥土樁要好，進(jìn)而提高了單樁復(fù)合地基的承載力。

3.3 輕便觸探試驗 為了對加固前后樁間土的承載力變化進(jìn)行對比，待工程項目完工后，為了便于進(jìn)行試驗，需要布置7個輕便觸探點。通過對樁間土測試結(jié)果進(jìn)行綜合分析，淺層樁間土經(jīng)水泥土樁與CFG樁處理后，其承載力不低于120kpa，明顯優(yōu)于地基處理前的樁間土承載力。

3.4 檢測應(yīng)變樁身完整性 在本工程項目施工過程中，通過對463根CFG樁樁身的完整性進(jìn)行中低應(yīng)變檢測，根據(jù)檢查結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，檢測的463根CFG樁，均屬于完整樁或基本完整樁。

4 結(jié)論

通過對上述試驗結(jié)果進(jìn)行分析，本文得出以下結(jié)論：①通過對復(fù)合地基靜壓結(jié)果進(jìn)行分析，與采用組合型復(fù)合地基相比，本文采用的復(fù)合地基的優(yōu)勢非常明顯。在施工過程中通過利用兩種樁的優(yōu)點，復(fù)合地基的承載力大大提高，同時控制了地基變形。②在施工過程中，對于復(fù)合地基來說，由于在CFG樁樁體材料中摻入了工業(yè)廢料粉煤灰，并且沒有配筋，與素混凝土樁相比，樁間土的承載能力在一定程度上得以充分發(fā)揮，并且受力與變形與素混凝土基本類似。本文使用的復(fù)合地基，其優(yōu)點表現(xiàn)為：承載能力強(qiáng)、變形小、施工簡單，最重要的是能夠確保工程項目質(zhì)量。③在處理效果方面，夯實水泥土樁處理地基是一種較好的處理方法，與原地基變形模量相比，通過采用夯實水泥土樁加固后的復(fù)合地基具有較大的增長，明顯提高抗變形能力。④復(fù)合地基的樁和樁間土強(qiáng)度，受褥墊層以及墊層的材料和厚度的直接影響，對于褥墊層來說，褥墊層厚度的科學(xué)性、合理性，在一定程度上能夠提高復(fù)合地基的基承載力，同時沉降變形大大減少。⑤實驗證明，該工程的地基處理方案，無論是質(zhì)量控制，還是造價，以及社會、環(huán)境效益等都十分理想，因而具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

在施工過程中，通過分析CFG樁復(fù)合地基和夯實水泥土樁復(fù)合地基的承載機(jī)理和特性，同時將兩者進(jìn)行相互結(jié)合，充分利用CFG樁的高承載力和水泥土樁的抗變性能，進(jìn)而為工程質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

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