復(fù)合地基設(shè)計(jì)中CFG樁的關(guān)鍵點(diǎn)分析

陸曉宇

摘 要：隨著地基施工技術(shù)和打樁技術(shù)的不斷發(fā)展，各種樁也被廣泛應(yīng)用到地基施工當(dāng)中，其中CFG樁復(fù)合地基由于經(jīng)濟(jì)性和受力特性顯著，在建筑地基處理中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是高層建筑工程當(dāng)中發(fā)揮了重要的作用。本文主要對(duì)CFG樁在復(fù)合地基處理工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析談?wù)?，?duì)其作用和施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析探討，以期能夠發(fā)揮出CFG樁的最大效益。

關(guān)鍵詞：復(fù)合地基；CFG樁；房建工程；樁間土

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.102

0 引言

CFG樁是水泥粉煤灰石樁的別稱，在伴隨著節(jié)能工程和打樁技術(shù)出現(xiàn)的一種打樁技術(shù)，這種石樁的沉降量較低，能夠承載較大的力，且經(jīng)濟(jì)性較好，在各類建筑的地基工程中得到了廣泛應(yīng)用，其中在房建工程的復(fù)合地基當(dāng)中也很常見，與復(fù)合地基的匹配性也是很高的，因而對(duì)其進(jìn)行研究，對(duì)于提升打樁技術(shù)具有重要價(jià)值。

1 CFG樁概述

CFG樁是用水泥、粉煤灰、石屑等混合材料拌合制成的石樁，這種石樁的制作費(fèi)用比較低，且強(qiáng)度較高，利用CFG樁能夠使打樁受力更加均勻，并形成共同的受力體，從而將力從CFG樁傳導(dǎo)到樁間土和褥墊層上，使每層都能夠均勻受力，從而加快打樁效率。CFG樁中的歲石成分能夠有效改善石樁級(jí)別，增強(qiáng)石樁的強(qiáng)度，而所用的粉煤灰則能夠加強(qiáng)石樁的后期強(qiáng)度，將粉煤灰、碎石和石屑混合到一起制成CFG樁則能夠明顯增強(qiáng)樁體的強(qiáng)度，從而使地基加固的強(qiáng)度提升。具體來(lái)說(shuō)CFG在地基處理上具有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：一是CFG樁的施工工藝比較簡(jiǎn)單，操作不復(fù)雜，施工人員能夠輕松掌握CFG樁的施工方法，也方便施工工人維護(hù)；二是CFG樁由于受力均勻所產(chǎn)生的振動(dòng)也比較小，對(duì)周圍產(chǎn)生的噪音影響也比較小，振動(dòng)小對(duì)周圍建筑地基的影響也比較小，不會(huì)因地基打樁振動(dòng)而發(fā)生沉降或變形。且這種打樁技術(shù)與普通振沖碎石樁相比不會(huì)產(chǎn)生很多建筑垃圾，對(duì)環(huán)境影響也比較??；三是CFG樁的制作成本比較低，所用的水泥、粉煤灰、碎石和石屑等都能夠直接就地取材，有效減少建筑工程在石樁制作上的成本；四是CFG樁本身的受力特性可以與水泥攪拌樁媲美，對(duì)于沒有條件的建筑工程可以采用CFG樁來(lái)代替水泥攪拌樁；五是CFG樁中所用的粉煤灰、碎石等都屬于工業(yè)廢料，這些廢料可以被回收再利用，能夠有效節(jié)約能源，減少工業(yè)廢料對(duì)環(huán)境的污染，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。由此可以看出，CFG樁在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)方面均具有較高的效益表現(xiàn)，因而在實(shí)際的建筑、道路等工程中得到了廣泛應(yīng)用，國(guó)家對(duì)CFG樁的研究也是越來(lái)越多。

2 CFG樁復(fù)合地基在房建工程中的作用

CFG樁復(fù)合地基主要是由三個(gè)部分構(gòu)成的，包括CFG樁體本身還有褥墊層以及樁間土，這種復(fù)合地基與普通樁基相比具有突出的承載力優(yōu)勢(shì)，并且通過(guò)相應(yīng)的施工技術(shù)能夠有效提升樁基的承載能力，由于本身所用的樁基材料很大一部分屬于工業(yè)廢料，因而樁基本身的造價(jià)成本也大大降低，而其承載能力卻比其他樁基表現(xiàn)更為出色，這對(duì)于提升房建工程整體的經(jīng)濟(jì)效益具有重要影響和價(jià)值。且CFG樁復(fù)合地基的施工速度快，還能夠保持相同水平的施工效果，有效控制和縮短房建工程的施工時(shí)間，因而也使得CFG樁復(fù)合地基在各類房建工程中得到了廣泛應(yīng)用。CFG復(fù)合地基在加固建筑工程地基方面優(yōu)勢(shì)主要是體現(xiàn)在樁體、樁間土和褥墊層。其中褥墊層在CFG樁基中發(fā)揮了重要作用，如果只存在樁體和樁間土的話，當(dāng)豎向作用力作用于樁體和樁間土?xí)r，兩者都會(huì)發(fā)生一定的沉降變形。但由于樁間土和樁體之間的模量存在較大差異，因而力對(duì)樁體和樁間土的作用力也會(huì)不同，而添加褥墊層之后則能夠有效的解決樁體和樁間土作用力不同的問題。添加褥墊層之后能夠?qū)⒆饔迷跇扼w和樁間土上的作用力分為兩個(gè)，這樣樁體和樁間土分別收到的作用力也就想通了，從而能夠減少CFG樁對(duì)基礎(chǔ)應(yīng)力產(chǎn)生集中作用，在保護(hù)復(fù)合地基的同時(shí)還能夠增強(qiáng)復(fù)合地基的承載力和強(qiáng)度。

同時(shí)，CFG樁還能夠?qū)Φ鼗廉a(chǎn)生擠密作用，使得CFG樁體承載力提升的同時(shí)，周圍地基土側(cè)應(yīng)力也會(huì)隨之增加，這樣樁體的受力性能也會(huì)發(fā)生一定的改變，將樁體與周圍地基土形成一個(gè)受力整體，共同承載來(lái)自上部建筑產(chǎn)生的荷載力，由此可以看出CFG復(fù)合地基在強(qiáng)度和粘結(jié)性方面的表現(xiàn)都非常突出，能夠有效增強(qiáng)地基的承載能力，并且還能發(fā)揮側(cè)阻作用和置換作用，與其他普通樁基相比其承載力能夠得到不斷的提升，強(qiáng)度和抗壓性的表現(xiàn)也不俗，因而對(duì)于高層建筑或是上部力作用較大的工程而言是非常適用的一種復(fù)合地基。

3 CFG樁復(fù)合地基的施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 CFG樁施工工藝

在地基處理工程中應(yīng)用CFG樁時(shí)一般是選擇長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁的方法，這種施工操作相應(yīng)比較簡(jiǎn)單，且施工精度也比較高，施工人員在掌握起來(lái)也沒有那么麻煩。具體來(lái)說(shuō)可以分為以下幾個(gè)施工步驟：

一是樁位放線，通過(guò)這一步來(lái)確定打樁的準(zhǔn)確位置，在放線時(shí)施工人員不僅要依照樁位布置圖進(jìn)行防線，而且還要參考甲方提供的地基軸線，運(yùn)用鋼尺和經(jīng)緯儀等工具來(lái)確定具體的樁位，在確定位置之后，不要急于施工，而是應(yīng)該由監(jiān)理人員進(jìn)行確認(rèn)簽證后，再用水準(zhǔn)儀對(duì)施工平面的高度進(jìn)行測(cè)量，確定出施工平面上各個(gè)樁位的位置。

二是長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)，施工人員在確定各個(gè)樁位的準(zhǔn)確位置之后，將鉆機(jī)移動(dòng)到相應(yīng)位置上，這里使用的是長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)，將鉆機(jī)的鉆頭堆裝之前確定好的樁位，在實(shí)際開動(dòng)前對(duì)樁位再次進(jìn)行檢查，以確定樁位位置的準(zhǔn)確，然后調(diào)整鉆頭的角度，使鉆機(jī)和鉆架保持垂直，且在開動(dòng)鉆機(jī)前要將鉆機(jī)的鉆腳固定住，以免在鉆動(dòng)過(guò)程中發(fā)生移位，導(dǎo)致打樁位置出現(xiàn)偏差，影響后期的施工。

三是下鉆成孔，將鉆機(jī)擺放到固定位置之后，對(duì)施工圖紙和施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)資料進(jìn)行確定，綜合考慮鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度，在鉆機(jī)鉆動(dòng)過(guò)程中，施工人員要把握好鉆機(jī)的速度，讓鉆桿能夠始終保持垂直，這樣能夠保證鉆的孔不會(huì)出現(xiàn)偏差，并根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖來(lái)設(shè)定相應(yīng)的鉆孔深度。

四是壓灌CFG樁混合料，再將樁孔打好之后，將CFG樁的混合料注入其中，形成CFG樁，在注入前要把握好CFG樁混合料的混合比例，并且采用管內(nèi)泵壓CFG混合料的形式將其泵入到樁孔當(dāng)中，然后將鉆具提起進(jìn)行灌樁，直到設(shè)計(jì)高度位置。

3.2 CFG樁施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)

在采用CFG樁進(jìn)行地基處理過(guò)程中，施工人員應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)事項(xiàng)，以保證CFG樁施工質(zhì)量：一是對(duì)于CFG樁混合料的選擇上，一般是采用水泥、沙子、碎石和粉煤灰混合方式，其中水泥可用普通硅酸鹽水泥，但水泥質(zhì)量一定要過(guò)關(guān)，不要用不合格水泥來(lái)制樁，以免影響石樁的質(zhì)量，為之后的工程施工埋下安全隱患。而在碎石的選擇上則可以選擇10～20mm大小的碎石，含泥量可以控制在2%以下。而沙子的選擇則要用中細(xì)砂，含泥量應(yīng)控制在%以下，這樣才能保證CFG樁的質(zhì)量和強(qiáng)度；二是在混合CFG樁材料時(shí)要注意配合比的控制，一般來(lái)說(shuō)CFG樁中1m?混合料中包括255kg水、375kg水泥、1005kg石子、667kg沙子和60kg粉煤灰，在混合時(shí)要嚴(yán)格按照相應(yīng)的比例來(lái)進(jìn)行拌合，并可根據(jù)施工的具體情況加入一定的泵送劑，方便泵送。在拌合完成之后應(yīng)對(duì)混合料的坍落度進(jìn)行檢查，坍落度維持在160～200mm之間的混合料才算合格；三是在灌注混合料時(shí)采用的是管內(nèi)泵壓方法，將混合料直接泵送到鉆孔內(nèi)，并且要同時(shí)將鉆桿提起，鉆桿上升的速度應(yīng)該和混合料泵送的速度相同，這樣才能保證鉆孔內(nèi)混合料泵送的均勻性，避免中間出現(xiàn)空隙，影響石樁的質(zhì)量。施工人員在提起鉆桿過(guò)程中應(yīng)該控制鉆桿內(nèi)始終留有半管混合料，且鉆尖要始終停留在混合料當(dāng)中，直到混合料高度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高之后可以將鉆具完全提出。在灌注混合料過(guò)程中，要注意測(cè)定混合料的充盈系數(shù)，根據(jù)不同建筑工程來(lái)確定相應(yīng)的充盈系數(shù)，以保證鉆孔內(nèi)的混合料澆筑質(zhì)量，以免影響后期CFG石樁的施工質(zhì)量；四是注意外界溫度的控制，混凝土在外界溫度較低時(shí)會(huì)加速凝結(jié)，因而在外界溫度較低時(shí)可通過(guò)對(duì)混凝土加熱來(lái)維持混凝土的質(zhì)量，保證混凝土的泵送質(zhì)量，并且施工人員可通過(guò)一定的保溫措施來(lái)減少外界溫度對(duì)混凝土的影響。

3.3 樁間土及褥墊層施工處理

在澆筑完CFG樁之后，對(duì)樁間土進(jìn)行清理，在清理的過(guò)程中施工人員應(yīng)該注意盡量避免水進(jìn)入到基槽當(dāng)中，以免水浸泡對(duì)基槽造成一定的質(zhì)量影響，拖后施工的進(jìn)度。因而，在清運(yùn)施工上，施工人員可以用小機(jī)械來(lái)對(duì)棄土進(jìn)行清理，并且要按照一定的施工技術(shù)規(guī)范和技術(shù)人員的指示來(lái)進(jìn)行棄土清運(yùn)，保護(hù)好已經(jīng)澆筑完成的CFG樁，并且還要保護(hù)好之前澆筑過(guò)程中所做的放線點(diǎn)標(biāo)識(shí)。在清理時(shí)施工人員應(yīng)該格外小心，避免清理機(jī)械碰到CFG樁體產(chǎn)生摩擦力作用在樁體上，導(dǎo)致樁體出現(xiàn)斷樁的問題，同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)基層的保護(hù)，在將棄土全部清理的同時(shí)保護(hù)好地基層和樁體。在完成棄土清理之后，則應(yīng)該進(jìn)行樁間土的施工，技術(shù)人員應(yīng)該從房建工程的設(shè)計(jì)方面出發(fā)，既要滿足樁間保護(hù)土的施工需求，又要滿足房建工程的施工需要，確保建筑工程強(qiáng)度不會(huì)發(fā)生變化，因而施工技術(shù)人員也是要做好測(cè)算工作，采用水準(zhǔn)儀對(duì)樁間土進(jìn)行跟蹤測(cè)量，并控制好房屋建筑的高度。

4 結(jié)語(yǔ)

CFG樁在地基處理中的應(yīng)用較廣，其具有成本低、污染少、工期短等優(yōu)點(diǎn)，能夠適應(yīng)不同建筑工程的地基處理，尤其是在復(fù)合地基的應(yīng)用當(dāng)中發(fā)揮著重要作用。因而應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)CFG樁技術(shù)的研究，克服在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的各類問題，不斷提升CFG樁復(fù)合地基的施工技術(shù)和效果，從而不斷推廣CFG樁在地基處理工程中的應(yīng)用，不斷優(yōu)化CFG樁的施工效果。

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