復(fù)合地基處理在施工中的應(yīng)用

李 燕 飛

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

復(fù)合地基處理在施工中的應(yīng)用

李 燕 飛

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)地基處理時(shí)采用CFG樁+碎石樁二元復(fù)合地基的技術(shù)要求進(jìn)行了分析，介紹了CFG樁和振動(dòng)沉管碎石樁的工藝流程和操作方法，總結(jié)了復(fù)合地基處理的優(yōu)越性。

地基處理，碎石樁，CFG樁，承載力

1 施工概況

某工程的地基處理采用CFG樁+碎石樁二元復(fù)合地基進(jìn)行處理，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，復(fù)合地基處理要求如下：

1)墊層下鋪設(shè)200厚砂石褥墊層。2)碎石樁樁直徑為400 mm，正方形布置，樁距1.2 m，有效樁長(zhǎng)13 m。CFG樁樁徑為400 mm，正方形布置，樁距1.2 m，有效樁長(zhǎng)16 m。在每4根碎石樁居中插打一根CFG樁，并與樁間土形成復(fù)合地基。

2 施工計(jì)劃

2.1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

熟悉建筑場(chǎng)地的情況；組織有關(guān)人員對(duì)圖紙進(jìn)行會(huì)審；編制與實(shí)際情況相結(jié)合的專(zhuān)項(xiàng)施工方案；做好安全、技術(shù)交底；施工CFG樁前，采用商品混凝土，由攪拌站出具C20混凝土的配合比；施工前碎石樁用碎石等材料進(jìn)行試驗(yàn)合格后施工。

2.2 施工生產(chǎn)準(zhǔn)備

1)施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃。機(jī)械進(jìn)場(chǎng)數(shù)量根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況而定，主要機(jī)械設(shè)備和機(jī)具見(jiàn)表1。

2)施工道路暢通，保證施工用碎石運(yùn)送到位，保證灌車(chē)能順利澆筑混凝土。

表1 擬投入主要機(jī)械設(shè)備一覽表 臺(tái)

3)根據(jù)全部機(jī)械設(shè)備的最大功率進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)計(jì)，布設(shè)用電線路以及配電箱等。

4)根據(jù)建設(shè)單位提供的基準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的的高程進(jìn)行復(fù)測(cè)，并做好測(cè)量放線記錄，并由建設(shè)或監(jiān)理單位復(fù)驗(yàn)合格，簽字蓋章齊全后方可進(jìn)行下一步工作，確定好CFG樁以及碎石樁的樁頂標(biāo)高。

5)根據(jù)地質(zhì)情況確定碎石樁及CFG樁的施工順序，碎石樁打樁施工順序按一側(cè)向另一側(cè)推進(jìn)施工，CFG樁施工順序在液化土層中，應(yīng)采取跳打或圍打方式進(jìn)行。先施工碎石樁，再插打施工CFG樁，應(yīng)在碎石樁施工完成14 d以后進(jìn)行消除液化，檢測(cè)合格后方可進(jìn)行CFG樁的施工。

6)材料要求。碎石樁樁體材料采用含泥量不大于5%的碎石，最大粒徑不得大于50 mm，樁孔內(nèi)填料的充盈系數(shù)一般選擇1.2～1.4。

3 施工工藝技術(shù)

地基處理采用CFG樁+碎石樁二元復(fù)合地基進(jìn)行地基處理：碎石樁樁徑0.4 m，正方形布樁，樁間距1.2 m，碎石樁處理后的復(fù)合地基承載力特征值不得小于150 MPa。CFG樁內(nèi)插于正方形中心，樁徑0.4 m。CFG樁處理后的復(fù)合地基承載力特征值一般不得小于350 MPa，單樁承載力特征值一般不得小于500 MPa。樁有效長(zhǎng)度約16 m，CFG樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C20。

3.1 CFG樁施工工藝技術(shù)

1)工藝流程。

施工準(zhǔn)備、定位測(cè)量→樁機(jī)就位→鉆進(jìn)成孔→拔管、澆筑混凝土→移機(jī)→成樁清理→成品保護(hù)→挖除空樁部分土方、清理樁間土→剔鑿樁頭→施工褥墊層。

2)操作方法。

a.施工準(zhǔn)備。根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，結(jié)合施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)參數(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇設(shè)備機(jī)械和施工方法。打樁前應(yīng)先平整場(chǎng)地，場(chǎng)地內(nèi)高差不大于10 mm，并清除現(xiàn)場(chǎng)雜物，根據(jù)建設(shè)單位提供的地勘資料標(biāo)記出場(chǎng)地范圍內(nèi)地下管線及地下構(gòu)筑物等的位置。測(cè)量放線，采用全站儀定出控制軸線、邊線以及控制線等并做好標(biāo)識(shí)。打樁施工前先將施工CFG樁的區(qū)域進(jìn)行場(chǎng)平，并在基坑內(nèi)做出高程控制樁點(diǎn)和建筑四角坐標(biāo)控制點(diǎn)，并報(bào)驗(yàn)合格后方可進(jìn)行樁位布點(diǎn)。

b.樁機(jī)就位。CFG樁樁機(jī)就位時(shí)，必須保持樁機(jī)機(jī)身平穩(wěn)，不發(fā)生偏斜、移位等，為準(zhǔn)確控制鉆孔深度、垂直度以及位置等，確保CFG樁垂直度允許偏差不大于1.5%。要在機(jī)架上或鉆桿上做出控制的標(biāo)尺，以便在施工中進(jìn)行觀測(cè)、控制及記錄。鉆桿調(diào)試。調(diào)直機(jī)架鉆桿，對(duì)好樁位點(diǎn)，開(kāi)動(dòng)機(jī)器鉆孔，達(dá)到控制深度后澆筑混凝土，成樁后，復(fù)測(cè)樁點(diǎn)位。

c.鉆進(jìn)成孔。鉆孔開(kāi)始時(shí)，應(yīng)關(guān)閉鉆頭閥門(mén)，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面樁點(diǎn)位置時(shí)，啟動(dòng)鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)。一般鉆進(jìn)速度應(yīng)先慢后快，這樣既能減少鉆桿在鉆進(jìn)過(guò)程中的搖晃，又容易檢查鉆孔的孔位偏差、垂直度偏差等，以便鉆進(jìn)過(guò)程中及時(shí)糾偏。在成孔過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)停止鉆進(jìn)，并查明原因后，排除故障方可繼續(xù)施工鉆進(jìn)，強(qiáng)制鉆進(jìn)易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移等，甚至使鉆桿、鉆具等損壞。當(dāng)鉆進(jìn)至鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)預(yù)定樁底標(biāo)高后，應(yīng)在停留位置相應(yīng)的鉆機(jī)塔身處作明顯標(biāo)記，作為施工時(shí)控制鉆孔深度的依據(jù)，并在施工中隨時(shí)用水準(zhǔn)儀等進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)鉆桿鉆進(jìn)深度達(dá)到標(biāo)記處時(shí)樁長(zhǎng)即滿足設(shè)計(jì)要求。施工時(shí)還需考慮施工場(chǎng)地作業(yè)面的標(biāo)高，鉆進(jìn)時(shí)作相應(yīng)調(diào)整。

d.混凝土澆筑及提升鉆桿。CFG樁成孔到設(shè)計(jì)底標(biāo)高后，應(yīng)停止鉆孔，開(kāi)始用HBT60型混凝土輸送泵泵送混合料，當(dāng)鉆桿空心充滿混合料后開(kāi)始提升鉆桿，嚴(yán)禁先提升鉆桿后泵送混合料。CFG樁的鉆桿提升速度宜控制在1.2 m/min～1.5 m/min，泵送混合料成樁過(guò)程宜連續(xù)進(jìn)行，不得隨意中斷。施工中每根樁的澆筑混凝土量不得少于設(shè)計(jì)灌注量，并且應(yīng)考慮混凝土輸送泵泵管及泵車(chē)內(nèi)的混凝土殘余量來(lái)控制澆筑混凝土過(guò)程中鉆桿的開(kāi)始提升時(shí)間，并用混凝土的澆筑總量來(lái)控制每根樁的混凝土澆筑停止時(shí)間，總量中還應(yīng)考慮保護(hù)樁頭所用混凝土的量?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C20,混凝土坍落度為180 mm±20 mm。為保證混凝土的施工性能，要及時(shí)與商品混凝土廠家溝通，做好混凝土的技術(shù)要求，施工時(shí)的混凝土坍落度應(yīng)按規(guī)范要求抽查，如不符合技術(shù)要求，要求商品混凝土廠家進(jìn)行調(diào)整，樁體混凝土要從樁底到樁頂標(biāo)高高出500 mm，施工褥墊層前鑿去超出的混凝土部分到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高?；炷翝仓r(shí)，要選有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)操工，用錘子敲打，以確定混凝土灌入量。要高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5 m以上，確保樁頂混凝土的密實(shí)度及施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求。

e.移機(jī)。當(dāng)上一根樁施工完畢后，將鉆機(jī)進(jìn)行移位，進(jìn)行下一根樁的施工。施工時(shí)由于CFG樁的出土量較多，經(jīng)常將臨近的樁位點(diǎn)覆蓋，有時(shí)還會(huì)因鉆機(jī)支撐時(shí)支撐腳壓在樁位旁使原標(biāo)定的樁位發(fā)生移動(dòng)。因此，下一根樁定位施工時(shí)，還應(yīng)根據(jù)軸線控制線或周?chē)鷺兜奈恢脤?duì)下一根樁的樁點(diǎn)位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位準(zhǔn)確。移機(jī)完畢根據(jù)需要將鉆孔出土清理至不影響施工的地點(diǎn)。

f.成樁清理。本工程CFG樁空樁長(zhǎng)度為 2 m～3 m。在單樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%時(shí)，我們將使用履帶式單斗液壓反鏟挖掘機(jī)(斗容量1 m3以?xún)?nèi))和人工配合將鉆樁孔泥土和預(yù)留的樁頭保護(hù)土清理到設(shè)計(jì)標(biāo)高。單樁成型后，要安排專(zhuān)職人員將樁頭四周散落的混凝土及時(shí)進(jìn)行清理，但不得擾動(dòng)樁身混凝土，以免影響樁身質(zhì)量。挖除土方時(shí)應(yīng)注意嚴(yán)格控制標(biāo)高，安排專(zhuān)人看護(hù)，避免挖掘機(jī)碰觸樁頭對(duì)樁身混凝土造成損傷。施工過(guò)程中采用履帶式單斗液壓反鏟挖掘機(jī)(斗容量1 m3以?xún)?nèi))配合，CFG樁完工后再統(tǒng)一清土至場(chǎng)內(nèi)甲方指定地點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求，灌注樁成型時(shí)由于樁頂500 mm混凝土密實(shí)度有可能達(dá)不到要求，所以必須預(yù)留500 mm的混凝土樁頭，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%以上時(shí)，再用機(jī)械鋸斷，距設(shè)計(jì)標(biāo)高將其鋸斷的混凝土拉運(yùn)到甲方指定位置。CFG樁驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行褥墊層施工，褥墊層厚度200 mm或300 mm，褥墊層材料一般選用5 mm～31.5 mm連續(xù)粒徑的碎石等材料，褥墊層宜采用小型挖掘機(jī)或小型裝載機(jī)進(jìn)行攤鋪，人工配合鋪平。采用靜力壓實(shí)法鋪設(shè)，褥墊層一般采用夯填度進(jìn)行控制，一般不得大于0.9。施工結(jié)束后，進(jìn)行復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)及低應(yīng)變檢測(cè)，檢測(cè)依據(jù)JGJ 79—2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，檢測(cè)合格后方可進(jìn)行下一步施工。

3.2 振動(dòng)沉管碎石樁施工工藝技術(shù)

1)施工工藝流程。樁位布置→機(jī)械就位→啟動(dòng)振沖器→振動(dòng)沖擊成孔→填料→振密成樁→檢查驗(yàn)收。

2)操作方法。a.樁位布置：采用全站儀，根據(jù)施工圖紙及控制點(diǎn)位等確定樁點(diǎn)位基線，布設(shè)樁點(diǎn)，采用直徑20的鋼筋在樁中心點(diǎn)下砸深200 mm～300 mm的孔，孔內(nèi)灌白灰做明顯標(biāo)記。b.機(jī)械就位：采用吊車(chē)起吊振沖器對(duì)準(zhǔn)樁點(diǎn)位。c.啟動(dòng)振沖器：?jiǎn)?dòng)振沖器，檢查電壓和振沖器空振電流是否正常。d.振沖沖擊成孔：吊機(jī)放下振沖器，使其對(duì)準(zhǔn)樁點(diǎn)位，并貫入土中，一般成孔速度控制在0.5 m/min～2.0 m/min，成孔過(guò)程中應(yīng)保持振沖器呈懸吊垂直狀態(tài)，以保證成孔垂直度。當(dāng)成孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)停止振沖，并將振沖器上提300 mm～500 mm。e.填料：在成孔過(guò)程中即可向振沖器的空心中填料，總填料量應(yīng)滿足碎石樁的充盈系數(shù)計(jì)算的方量，每次填入孔內(nèi)的碎石料0.2 m3～0.5 m3，然后將振沖器上提并重復(fù)沉入到填料中進(jìn)行振密。振密后留振不少于30 s。將振沖器提升300 mm～500 mm，重復(fù)填料、振密等以上步驟，自下而上逐段制作碎石樁體直至完成整個(gè)樁體，每米振密時(shí)間不少于1 min。f.振密成樁：每根樁都必須保證振密從孔底開(kāi)始，以每段300 mm～500 mm的長(zhǎng)度逐段自下而上直至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高。

4 結(jié)語(yǔ)

在高水位及液化場(chǎng)地，需要進(jìn)行地基處理，應(yīng)首選碎石樁及CFG樁二元復(fù)合地基，其一，能夠消除液化。其二，能夠滿足地基承載力的要求，相比較而言造價(jià)低，且施工方便，效率高。

On application of composite foundation treatment in construction

Li Yanfei

(ShanxiNo.1ConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

Combining with engineering cases, the paper analyzes technical requirements for the composite foundation with CFG pile and crushed pile in the foundation treatment, introduces their construction craft and operation methods, and sums up the advantages of the composite foundation treatment.

foundation treatment, crushed pile, CFG pile, loading capacity

2015-09-18

李燕飛(1980- )，男，工程師

1009-6825(2015)33-0087-03

TU472

A