素土擠密樁與CFG樁法應(yīng)用于自重濕陷性場(chǎng)地的地基處理

李文軍

（中煤建設(shè)集團(tuán)工程有限公司，北京 100013）

素土擠密樁與CFG樁法應(yīng)用于自重濕陷性場(chǎng)地的地基處理

李文軍

（中煤建設(shè)集團(tuán)工程有限公司，北京 100013）

素土擠密樁法廣泛應(yīng)用處理自重濕陷性場(chǎng)地土質(zhì)的濕陷性，但高層建筑施工，單一素土擠密樁法多年來(lái)的工程經(jīng)驗(yàn)，不能解決承載力提高要求。通過(guò)工程實(shí)例對(duì)素土擠密樁與CFG樁復(fù)合地基處理方式用于自重濕陷性場(chǎng)地高層建筑的地基處理，研究其處理工藝，探討濕陷性改善效果和承載力提高效果，以其工藝簡(jiǎn)便、造價(jià)低優(yōu)點(diǎn)，推廣在自重濕陷性場(chǎng)地高層建筑的地基處理的應(yīng)用。

素土擠密樁 CFG樁 濕陷性 高層建筑 地基處理

1　前言

對(duì)于濕陷性土質(zhì)區(qū)域高層建筑施工，需要采用素土擠密樁與CFG樁復(fù)合地基來(lái)消除濕陷性和提升地基承載力。本文結(jié)合山西河津地區(qū)工程實(shí)例分析，解決了地基承載力不足與地基濕陷性的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)進(jìn)行效果針對(duì)性分析，該處理方式工藝簡(jiǎn)便，造價(jià)低，確保消除濕陷性，保證工程質(zhì)量可以廣泛推廣。

2　工程概況及復(fù)合地基類型

擬建工程位于山西河津地區(qū)，地處地貌類型為汾河Ⅱ級(jí)階地，場(chǎng)地所在地區(qū)按《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB 50025—2004）劃定屬隴東－陜北－晉西地區(qū)，屬自重濕陷性場(chǎng)地，地基濕陷等級(jí)Ⅲ～Ⅳ級(jí)（嚴(yán)重～很嚴(yán)重）。工程設(shè)計(jì)為20棟地上18層，地下2層的高層建筑群，基底埋深-6.0m，勘探深度55m內(nèi)未見(jiàn)地下水，基礎(chǔ)下濕陷性黃土厚度10米～18.8米，基底荷載設(shè)計(jì)值320kpa。經(jīng)復(fù)核，設(shè)計(jì)采用樁型為素土擠密樁與CFG樁復(fù)合地基，具體參數(shù)為：

素土擠密樁（夯擴(kuò)）：有效樁長(zhǎng)15m，樁間距0.90m，正三角形布樁，設(shè)計(jì)要求處理后滿足樁身壓實(shí)系數(shù)不小于0.97，樁間土擠密系數(shù)不小于0.93，成孔直徑為400mm，成樁直徑為500mm。處理深度范圍內(nèi)全部消除濕陷性，要求復(fù)合地基承載力特征值不小于180kPa。CFG（素混凝土）樁：設(shè)計(jì)有效樁長(zhǎng)L=16～17.0m，樁徑D=400mm，樁間距1.80m正三角形布樁，混凝土強(qiáng)度為C25，要求處理后復(fù)合地基承載力特征值不小于320kPa，單樁承載力特征值不小于580kN。

3　素土擠密樁與CFG樁法地基處理的原則

工程中單獨(dú)應(yīng)用素土擠密樁或CFG樁處理地基已有許多成功實(shí)例，但都有應(yīng)用范圍的局限性。素土擠密樁是由樁間擠密土和回填素土夯實(shí)的樁體組成，它是一種人工復(fù)合地基，其作用是通過(guò)素土擠密樁法提高地基的密實(shí)度，處理地下水位以上的濕陷性黃土，以消除黃土地基的自重濕陷性，提高地基土承載力和增強(qiáng)其水穩(wěn)性。但單用素土擠密樁不能滿足高層建筑對(duì)地基承載力的要求。CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁，和樁間土及其上面的褥墊層一起組成CFG復(fù)合地基，通過(guò)褥墊層共同承擔(dān)上部荷載，適用于處理粘性土、粉土、砂土等地基，但對(duì)濕陷性黃土地基、軟塑、流塑狀態(tài)的地基土不適用。鑒于兩種樁單獨(dú)不能滿足設(shè)計(jì)要求，故采用素土擠密樁與CFG樁聯(lián)合應(yīng)用，即素土擠密樁部分或完全消除黃土的濕陷性，提高樁間土的承載能力，增加樁間土對(duì)CFG樁的側(cè)摩阻力，加上CFG樁樁體承載力高的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)承載力設(shè)計(jì)要求。

4　素土擠密樁與CFG樁復(fù)合地基工藝分析

4.1素土擠密樁地基處理工藝及要求

測(cè)量放線→樁機(jī)就位→擠密成孔→樁孔夯填→表層處理。（1）測(cè)量放線固定點(diǎn)位時(shí)采用灌注白灰法，將鋼釬打孔作為放樣的方法，孔深約為25cm。（2）樁機(jī)就位要注意吊架能夠牢固地支撐在樁機(jī)當(dāng)中。（3）擠密成孔要檢驗(yàn)垂直度，偏差控制在1.5%以下，超過(guò)1.5%需要返工。（4）樁孔夯填前要對(duì)填土取樣測(cè)量，以便了解其干密度，從而確定回填量。（5）夯孔完成后對(duì)表層填土進(jìn)行處理，確保夯填質(zhì)量。

4.2CFG樁地基處理工藝及要求

測(cè)量放線→樁機(jī)定位→校正鉆桿鉆進(jìn)→啟動(dòng)樁機(jī)，旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)下沉至設(shè)計(jì)樁底→啟動(dòng)砼輸送泵至鉆桿充滿砼后，邊提升邊繼續(xù)壓灌砼至設(shè)計(jì)樁頂→成樁→移至下一樁位重復(fù)上述工序施工→樁頭保護(hù)及樁體養(yǎng)護(hù)。（1）測(cè)量放線，樁機(jī)定位要注意地基的平整度，要保證鉆機(jī)處于垂直狀態(tài)，底座處于水平狀態(tài)。（2）鉆進(jìn)成孔施工將樁機(jī)的鉆頭閥門(mén)關(guān)閉，同時(shí)下放鉆桿，當(dāng)鉆頭到達(dá)地面時(shí)，便可啟動(dòng)錘頭。（3）將混凝土灌入鉆孔同時(shí)注意提升鉆桿，使提升速度保持在2～4m/min之間，以便控制成樁質(zhì)量。（4）檢查成樁質(zhì)量，符合要求則可進(jìn)行下一個(gè)樁位的施工。

5　地基處理效果分析

5.1濕陷性消除效果分析

素土擠密樁處理后，取現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖土及試樁施工成孔土樣，通過(guò)素土擊實(shí)試驗(yàn)，探井開(kāi)挖及取樣，素土（夯擴(kuò)）樁樁身密度試驗(yàn)，素土擠密（夯擴(kuò)）樁樁間土密度試驗(yàn)，素土壓實(shí)系數(shù)介于0.96～0.99之間，單樁素土平均壓實(shí)系數(shù)介于0.97～0.98。全部試樁樁體素土平均壓實(shí)系數(shù)為0.98，樁體素土壓實(shí)基本基本均勻，表明樁體素土夯填質(zhì)量較好，滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)濕陷性試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，樁間土不存在濕陷性，樁間土的干密度得到顯著的提升。表明利用素土擠密樁對(duì)濕陷性黃土地基進(jìn)行處理之后，地基原有性質(zhì)得到有效改善，不但能夠使?jié)裣菪缘靡韵?，同時(shí)也可以降低原狀黃土地基所具有的壓縮性，從而使?jié)裣菪渣S土地基強(qiáng)度以及承載力水平得以提高。

5.2承載力提升效果分析

CFG樁養(yǎng)護(hù)期后，采用單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)，根據(jù)靜載荷試驗(yàn)結(jié)果及規(guī)范有關(guān)規(guī)定，取最大加載量的一半為各試驗(yàn)點(diǎn)復(fù)合地基承載力特征值，即各試驗(yàn)點(diǎn)承載力特征值均為320kPa。所以，該場(chǎng)地經(jīng)素土擠密后+CFG樁處理，其復(fù)合地基承載力特征值為fspk≥320kPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

6　結(jié)語(yǔ)

本工程采用素土擠密（夯擴(kuò)）樁+CFG（素混凝土）樁復(fù)合地基方案進(jìn)行地基處理是可行的。試樁所用設(shè)備和工藝符合本工程實(shí)際地質(zhì)條件，成孔成樁質(zhì)量良好，施工進(jìn)度快。其工藝簡(jiǎn)便，造價(jià)經(jīng)濟(jì)，值得在濕陷性黃土地區(qū)的高層建筑地基處理中推廣。

［1］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ 79-2002、J220-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

［2］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50025-2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.