房屋建筑施工中的地基處理技術(shù)探討

陳 溟

廣東中創(chuàng)建設(shè)有限公司

房屋建筑施工中的地基處理技術(shù)探討

陳 溟

廣東中創(chuàng)建設(shè)有限公司

在房屋建筑施工中，地基處理質(zhì)量會(huì)對(duì)整項(xiàng)工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，因此應(yīng)當(dāng)引起高度重視。為了提高房屋建筑的地基處理質(zhì)量，本案筆者以和平縣江景雅苑商住樓A、B工程為例，探討CFG樁復(fù)合地基在房屋建筑施工中的應(yīng)用。

房屋建筑；地基處理；CFG樁復(fù)合地基

1 工程概況

和平縣江景雅苑商住樓包括A、B兩棟建筑，共8層，建筑總面積20 574 m2，并設(shè)有一層地下室及其±0.00標(biāo)高是526.150m。該建筑工程采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筏板基礎(chǔ)及其標(biāo)高是519.350m。據(jù)勘查報(bào)告顯示，施工場(chǎng)地的地層見表1。

結(jié)合表1可知，該場(chǎng)地地基土層的變化較大、均勻性及承載力都較差，則不宜選用天然地基。據(jù)設(shè)計(jì)要求規(guī)定，加固后復(fù)合地基的承載力特征值 fspk≥400kPa，壓縮模量Es≥20MPa，則建議選用CFG樁加固處理技術(shù)，具體運(yùn)用“長(zhǎng)螺旋成孔+管內(nèi)泵壓混凝土成樁”的施工方法，其中樁徑500mm及樁端持力層選在中風(fēng)化泥巖層。

2 CFG樁制樁材料

CFG樁由水、水泥、碎石、砂或石屑及粉煤灰制成。其中，粉煤灰選擇Ⅱ、Ⅲ級(jí)粉煤灰，其作用是減少水泥用量及使混合料的和易性更強(qiáng)；碎石選擇粒徑20-40mm、最大粒徑≤50mm及含泥量≤2%的石子；砂選擇不含雜物、含泥量≤3%的中粗砂，而石屑的粒徑2.5-10mm、含泥量≤3%；水泥的選擇要求滿足保水性能好、泵送混合料不易泌水、和易性強(qiáng)及流動(dòng)性大等要求，其中高層樁選擇C15-25的#425普通硅酸鹽水泥，注意嚴(yán)控混合料的坍落度，即控制在18-20為宜。

3 CFG樁的設(shè)計(jì)

（1）計(jì)算參數(shù)的選取

依據(jù)地勘報(bào)告，選取表2所示參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

表2 設(shè)計(jì)參數(shù)的選取

1 5 2 0 3 5_②2②3②4 1 1 0 1 5 0 2 3 0 1 0 0 0③3.5 4.5 9.0___9 0 0 2 3 0 0

備注：fak-承載力特征值；qp_極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值；qsik_極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值。

依據(jù)JGJ79-2012，CFG樁樁間土承載力特征值 fspk滿足下列函數(shù)式：

式中，m-計(jì)算面積置換率；de-等效圓直徑。其中，正方形布樁、等邊三角形布樁的de分別是1.13s和1.051s。綜上可算得，fspk取180kPa。

（2）CFG樁的設(shè)計(jì)

在CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)中，涉及樁長(zhǎng)、樁徑、樁體強(qiáng)度、樁距及材料等設(shè)計(jì)參數(shù)。其中在和平縣江景雅苑商住樓工程中，CFG樁樁端持力層選在中風(fēng)化泥巖層，樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高是517.650m。據(jù)地勘報(bào)告，按15.0m控制最短有效樁長(zhǎng)，而最大樁長(zhǎng)22.0m、樁長(zhǎng)平均值19.0m、設(shè)計(jì)樁徑500mm、樁距2.1m及樁芯混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15。場(chǎng)地地層的變化較大，則算得②1、②2、②3、②4層樁間土的厚度分別是4.0m、5.0m、4.0m及2.0m。依據(jù)樁周土的摩阻與端阻，算得單樁承載力Ra1=1087.8kN；依據(jù)樁芯混凝土的強(qiáng)度，算得Ra2=1413.7kN，則得單樁豎向承載力的特征值Ra=1087.8kN。綜上可得，m=0.051，de=2.205m，fcu（樁體抗壓強(qiáng)度均值）=16620kPa，A、B棟樓的CFG樁數(shù)分別是556根和392根。經(jīng)驗(yàn)算確定，fspk=421.5kPa，ES=20.6MPa，均與設(shè)計(jì)要求相符；A、B棟樓的實(shí)際布樁數(shù)分別是609根和436根。

（3）褥墊層設(shè)計(jì)

在CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)中，褥墊層設(shè)計(jì)尤其關(guān)鍵，即其可調(diào)整樁土的應(yīng)力比。在案例工程中，褥墊層厚度設(shè)計(jì)為300mm，具體選用由碎石、中粗砂制成的混合料，其中碎石粒徑應(yīng)≤30mm。在鋪設(shè)褥墊層時(shí)，建議運(yùn)用靜力壓實(shí)法，以保證褥墊層在夯實(shí)后的厚度與虛鋪厚度的比值≤0.90。

4 CFG樁的工藝流程

在案例工程中，CFG樁復(fù)合地基施工的工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→原地面處理→樁位測(cè)量放樣→鉆機(jī)就位→混合料的拌制與運(yùn)輸→鉆進(jìn)成孔→灌注與拔管→移機(jī)→樁間土清除→截樁施工。下面，筆者著重論述CFG樁復(fù)合地基施工中較為關(guān)鍵的幾點(diǎn)工序：

（1）鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位直接關(guān)系到CFG樁復(fù)合地基后續(xù)施工的效果，則要求其滿足下列要求：一是鉆桿與樁位中心垂直，并現(xiàn)場(chǎng)觀察鉆架上標(biāo)桿是否與鉆架緊貼、與下部標(biāo)高對(duì)齊；二是正式施工前，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員組織檢查樁位中心及其垂直度。

（2）鉆進(jìn)成孔

鉆進(jìn)成孔是CFG樁復(fù)合地基施工最為關(guān)鍵的步驟之一，其要求明確下列操作要點(diǎn)：一是在開始鉆孔時(shí)，先關(guān)閉鉆頭閥門，再向下移動(dòng)鉆桿，以使鉆頭與地面接觸；二是開啟鉆機(jī)馬達(dá)鉆進(jìn)，鉆速先慢后快，并跟蹤檢查鉆孔偏差及進(jìn)行糾偏；三是在鉆進(jìn)成孔中，若出現(xiàn)鉆桿搖晃現(xiàn)象，則應(yīng)放慢進(jìn)尺，以防鉆頭損壞或鉆孔偏移；四是在鉆至設(shè)計(jì)深度后，先由監(jiān)理工程師確認(rèn)，再?zèng)Q定是否終孔，且如實(shí)記錄下開鉆時(shí)間、鉆進(jìn)速度、成樁瞬間電流及不同地質(zhì)條件下的電流值。

（3）灌注與拔管

在CFG樁復(fù)合地基施工中，灌注混合料與拔管被認(rèn)為是最為核心的步驟，其操作要點(diǎn)如下：一是在灌注混凝土前，組織試驗(yàn)人員檢查混合料的坍落度等，并制作150×150×150mm的28d抗壓強(qiáng)度試塊；二是成孔至設(shè)計(jì)樁底，即在鉆桿搖晃劇烈、鉆機(jī)電流值150A后，繼續(xù)鉆進(jìn)50cm以上為宜；三是泵送混合料，并在混合料充滿鉆芯后拔管，期間密切檢查鉆桿狀態(tài)、彎頭及泵送壓力等，以防導(dǎo)管堵塞；四是按拔管速度來(lái)控制混合料的泵送量，其中拔管速度以2-3m/min為宜，注意一次性灌注成樁；五是在泵送過(guò)程，將導(dǎo)管埋入混合料約1m，且每一根樁的灌入量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)值；六是施工樁頂高程應(yīng)高出設(shè)計(jì)值50cm，以保證樁長(zhǎng)達(dá)15.0-22.0m及樁體質(zhì)量合格。

（4）移機(jī)

上一根樁施工結(jié)束后，直接移動(dòng)鉆機(jī)至下一根樁位進(jìn)行施工，具體施工要點(diǎn)與前一根樁相同。

（5）截樁施工

截樁施工是CFG樁復(fù)合地基施工的最后步驟，其是用專用截樁機(jī)截除超出樁體設(shè)計(jì)標(biāo)高的樁頭。倘若在開挖基槽或截樁時(shí)，樁體長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)標(biāo)高低，則用與樁體相同的混合料接樁，并使其超出樁體四周約200mm。

5 結(jié)論

通過(guò)運(yùn)用經(jīng)緯儀測(cè)得，樁位縱、橫向及垂直度的偏差都在允許范圍內(nèi)，且通過(guò)開挖50-100cm后，用鋼尺丈量發(fā)現(xiàn)樁體的有效直徑滿足設(shè)計(jì)要求?？梢?，文案談及的CFG樁復(fù)合地基施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)，可保證其在房屋建筑施工中發(fā)揮應(yīng)有的加固作用。案例工程地基處理的驗(yàn)收結(jié)果顯示，完全合格，從而為CFG樁復(fù)合地基技術(shù)在類似工程中的應(yīng)用提供了參考價(jià)值。

[1]侯明智.地基處理技術(shù)在房屋建筑工程施工中的應(yīng)用[J].江西建材,2017(1):62.

[2]張燕.對(duì)房屋建筑施工技術(shù)中地基處理技術(shù)的探究[J].建材與裝飾,2016(1):17～18.

[3]趙飛越,潘肖,張國(guó)敬.房屋建筑施工工程中的地基處理技術(shù)探討[J].住宅與房地產(chǎn),2016(6):209.

[4]檀勁峰.芻議房屋建筑中的地基處理施工技術(shù)[J].建材與裝飾,2016(15):2～3.

[5]崔賀富.房屋建筑施工工程中的地基處理技術(shù)探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(10):195.

[6]龍維良,游濤.房屋建筑施工工程中地基處理技術(shù)的應(yīng)用研究[J].智能城市,2017(1):192.