CFG樁在處理濕陷性黃土地基中的應(yīng)用研究

梁斌 李京朋

[摘 要]CFG樁聯(lián)合其它擠密樁應(yīng)用于消除濕陷性黃土的缺陷，對(duì)地基承載力的提高具有顯著的效果。因CFG樁施工中大量使用了粉煤灰，鋼筋使用量極小，起到了節(jié)約成本，保護(hù)環(huán)境，具有可靠的技術(shù)性和良好的經(jīng)濟(jì)性。

[關(guān)鍵詞]CFG樁；了水泥粉煤灰碎石樁；濕陷性黃土

中圖分類(lèi)號(hào)：TU444 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）22-0178-01

1.CFG樁在處理濕陷性黃土地基中的應(yīng)用

1.1 濕陷性黃土

濕陷性黃土是指在一定壓力作用下，受水浸泡后，土體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，出現(xiàn)顯著附加下沉的黃土。分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土。對(duì)于濕陷性黃土地基的處理措施很多，根據(jù)地基土質(zhì)條件和建筑物要求對(duì)地基壓縮層內(nèi)黃土進(jìn)行處理措施，大都在防排水的基礎(chǔ)上對(duì)地基土采用換填、墊層法、強(qiáng)夯法、各種擠密樁基等。CFG樁選擇合理的樁長(zhǎng)、樁徑、樁間距等設(shè)計(jì)參數(shù)可大幅度提高地基承載力，根據(jù)地基沉降計(jì)算，結(jié)合對(duì)黃土的處量，控制黃土的總濕陷量，在地基的沉降量滿足基礎(chǔ)的變形要求條件下，CFG樁在黃土地區(qū)地基處理的應(yīng)用是可行的。

1.2 CFG樁基本原理

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱，英文縮寫(xiě)為Cement Fly-ash Gravel，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的具有一定強(qiáng)度的可變強(qiáng)度樁，樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。通過(guò)調(diào)整水泥的用量及配比，一般可使樁體強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C10～C25。施工中常常在樁頂與基礎(chǔ)間鋪設(shè)一層150mm～300mm厚的中砂、粗砂、級(jí)配砂石或碎石（稱為褥墊層），以利于發(fā)揮承載力，并與樁體組成復(fù)合地基。和CFG樁復(fù)合地基通過(guò)褥墊層與基礎(chǔ)連接，無(wú)論樁端落在一般土層還是堅(jiān)硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強(qiáng)度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔(dān)的荷載。這樣由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價(jià)。復(fù)合地基設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)與樁和樁間土之間設(shè)置一定厚度散體粒狀材料組成的褥墊層，是復(fù)合地基的一個(gè)核心技術(shù)?；A(chǔ)下設(shè)置褥墊層，樁間土載力的發(fā)揮就不單純依賴于樁的沉降，即使樁端落在好土層上，也能保證荷載通過(guò)褥墊層作用到樁間土上，使樁土共同承擔(dān)荷載。

1.3 CFG樁適用范圍

CFG樁適用于處理粘性土、粉土、砂土、已自重固結(jié)的素填土、樁端具有相對(duì)硬土層、承載力標(biāo)準(zhǔn)值不低于70KPa的淤泥質(zhì)土、非欠固結(jié)人工填土等地基。若用于處理具有濕陷性的地基，則應(yīng)認(rèn)真研究土性條件（顆粒特征、密度特征以及土的結(jié)構(gòu)特征）以防止地基土產(chǎn)生濕陷，造成不良后果。

應(yīng)按設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)條件選用相應(yīng)施工工藝，并應(yīng)按照國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范執(zhí)行：長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基；泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁，適用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石（礫）石土及風(fēng)化巖層分布的地基；長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁，適用于粘性土、粉土、砂土等地基，以及對(duì)噪音及泥漿污染要求嚴(yán)格的場(chǎng)地；沉管灌注成樁，適用于粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土人工填土及無(wú)密實(shí)厚砂層的地基。

2.CFG樁的施工

2.1 材料要求

混凝土、混凝土外加劑和摻和料：緩凝劑、粉煤灰，均應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，其摻量應(yīng)根據(jù)施工要求通過(guò)試驗(yàn)室確定；嚴(yán)格按照配合比配制混合料；長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工的坍落度宜為160～200mm，振動(dòng)沉管灌注樁成樁施工的坍落度宜為30～50mm，振動(dòng)沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過(guò)200mm；長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿時(shí)間，混合料泵送量應(yīng)與拔管速度相配合，遇到飽和砂土或飽和粉土層，不得停泵待料；沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按勻速控制，拔管速度應(yīng)控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速度應(yīng)適當(dāng)放慢；

2.3 施工過(guò)程的注意事項(xiàng)

長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁施工和沉管灌注成樁施工除應(yīng)執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范外，尚應(yīng)符合下列要求：施工時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)配比配置混合料，投入攪拌機(jī)加水量由混合料塌落度控制，長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁施工的塌落度以為180-200mm，沉管灌注成樁施工的塌落度宜為30-50mm，成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過(guò)200mm；長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿時(shí)間，混合料泵送量應(yīng)同拔管速度相配合，以保證管內(nèi)有一定高度的混合料，遇到飽和砂土或飽和粉土層，不得停泵待料；沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按均勻線速度控制，拔管線速度應(yīng)控制在1.2-1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速度可適當(dāng)放慢；施工時(shí)，樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，高出長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)樁距、布樁形式、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和成 樁順序等綜合確定，一般不應(yīng)小于0.5m；成樁過(guò)程中，抽樣做混合料試塊，每臺(tái)機(jī)械一天應(yīng)做一組（3塊）試塊（邊長(zhǎng)為150mm的立方體），標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d，測(cè)定其抗壓強(qiáng)度；沉管灌注成樁施工過(guò)程中應(yīng)觀測(cè)新施工樁對(duì)已施工樁的影響，當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁斷裂并脫開(kāi)時(shí)，必須對(duì)工程樁逐樁靜壓，靜壓時(shí)間一般為3min，靜壓荷載以保證使斷樁接起來(lái)為準(zhǔn)；復(fù)合地基的基坑可采用人工或機(jī)械、人工聯(lián)合開(kāi)挖，機(jī)械、人工聯(lián)合開(kāi)挖時(shí)，予留人工開(kāi)挖厚度應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖確定，以保障機(jī)械開(kāi)挖造成樁的斷裂部位不低于基礎(chǔ)底面標(biāo)高，且樁間土不受擾動(dòng)。

2.4 質(zhì)量控制措施

褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)基礎(chǔ)底面下樁間土的含水量較小時(shí)，也可采用動(dòng)力夯實(shí)法。施工中樁長(zhǎng)允許偏差為100mm，樁徑允許偏差為20mm，垂直度允許偏差為1.5%.對(duì)滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位允許偏差為0.5倍樁徑；對(duì)條形基礎(chǔ)，垂直于軸線方向的樁位允許偏差為0.25倍樁徑，順軸線方向的樁位允許偏差為0.3倍樁徑，對(duì)單排布樁樁位允許偏差不得大于60mm；冬期施工時(shí)混合料入孔溫度不得低于5℃，對(duì)樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施；施工垂直度偏差不應(yīng)大于1%；對(duì)滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑；對(duì)條形基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑，對(duì)單排布樁樁位偏差不應(yīng)大于60mm。

3 檢驗(yàn)檢測(cè)控制

3.1 CFG樁技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)工程實(shí)際情況，水泥粉煤灰碎石樁常用的施工工藝包括長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁；振動(dòng)沉管灌注成樁和長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁。主要技術(shù)指標(biāo)為：地基承載力符合設(shè)計(jì)要求；樁徑宜取350-600mm；樁長(zhǎng)滿足設(shè)計(jì)要求，樁端持力層應(yīng)選擇承載力相對(duì)較高的土層；樁身強(qiáng)度的檢驗(yàn)時(shí)，要求混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，通常≥C15；樁間距宜取3-5倍樁徑；樁垂直度≤1.5%；褥墊宜用中砂、粗砂、碎石或級(jí)配砂石等，不宜選用卵石，最大粒徑不宜大于30mm。厚度150-300mm，夯填度≤0.9；實(shí)際工程中以上參數(shù)根據(jù)地質(zhì)條件、基礎(chǔ)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、地基承載力和變形要求等條件或現(xiàn)場(chǎng)每臺(tái)班或每日留取試塊1～2組確定。

3.2 CFG樁質(zhì)量檢驗(yàn)

復(fù)合地基檢測(cè)應(yīng)在樁體強(qiáng)度滿足試驗(yàn)荷載條件時(shí)進(jìn)行，一般宜在施工結(jié)束2-4周后檢測(cè)；復(fù)合地基承載力宜用單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，復(fù)合地基載荷試驗(yàn)方法宜符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定，試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)；對(duì)高層建筑或重要建筑，可抽取總樁數(shù)的10%進(jìn)行底應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，檢驗(yàn)樁身結(jié)構(gòu)完整性。

參考文獻(xiàn)

[1] GB50025—2004.濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].

作者簡(jiǎn)介

梁斌，男，漢族，大學(xué)專(zhuān)科，助理工程師，從事巖土工程施工工作；李京朋，男，漢族，大學(xué)本科，助理工程師，從事巖土工程施工工作。