王文輝
(煙臺市紅旗置業(yè)有限公司,山東 煙臺 264006)
在碎石樁樁體中摻適量石屑或砂、粉煤灰和水泥,加水拌和,制成一種高粘結(jié)強度樁體,稱之為水泥粉煤灰碎石樁(Cement Fly-ash Gravelpile),簡稱CFG樁。CFG樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成CFG樁復(fù)合地基。
CFG樁復(fù)合地基試驗是建設(shè)部“七五”計劃課題,于1988年立題進行試驗研究,其研究成果于1992年由建設(shè)部組織鑒定,1994年被建設(shè)部列為全國重點推廣項目,1997年被列為國家級工法,為進一步推廣這項新技術(shù),國家投資對施工設(shè)備和工藝又進行了專門研究,并列入“九五”國家重點攻關(guān)項目,1999年通過了國家驗收,被列入2003年1月1日實施的國家行業(yè)標準《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》中,水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)復(fù)合地基技術(shù)也是建設(shè)部推廣的建筑業(yè)十項新技術(shù)內(nèi)容。
由于樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力,環(huán)保節(jié)能,而工程造價一般為樁基的1/3~1/2,經(jīng)濟效益和社會效益顯著,其復(fù)合地基成套技術(shù)具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制、工程造價低廉的特點,適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基,應(yīng)用于各種工程類型和條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)以及箱基和筏基等多種基礎(chǔ)形式,目前已成為北方地區(qū)應(yīng)用最普遍的地基處理技術(shù)之一,在煙臺市區(qū)的各類建筑尤其是高層建筑中,CFG樁復(fù)合地基也被廣泛應(yīng)用,常見的長螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁施工設(shè)備和施工工藝,具有以下優(yōu)點,一是低噪音,無污染,不擾民;二是成孔制樁時不產(chǎn)生振動;三是成孔穿透力強;四是施工效率高,具有鉆機成孔、混凝土泵送、成樁一次完成的特點。因此成為城區(qū)或居民區(qū)內(nèi)采用CFG樁復(fù)合地基施工的首選工藝。
CFG樁一般設(shè)計樁徑為350~600mm,樁距為3~5倍的樁徑。下面就對長螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝做簡要介紹。
(1)資料準備:①地質(zhì)勘察報告;②場地臨近的高壓電纜、地下管線、障礙物及構(gòu)筑物等調(diào)查資料;③地基處理施工方案;④施工圖紙;⑤施工報審報驗表等。
(2)人員、機械和材料準備:①經(jīng)驗豐富的管理人員和工程技術(shù)人員;②長螺旋鉆機、混凝土泵等大型機械安裝就位;③采用商品混凝土,要提前做好開盤鑒定。
(3)現(xiàn)場準備:①施工降水,要求地下水位降至基底標高下0.5~1.0m;②基坑開挖,注意開挖深度應(yīng)根據(jù)基地設(shè)計標高和保護土層厚度確定,要求開挖工作面平整,嚴禁超挖。開挖范圍需考慮CFG邊樁和角樁施工時的工作面,還要考慮機械進出基坑的坡道;③施工道路及水、電準備;④施放樁位,應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙,確定建筑物的控制軸線,將樁的準確位置明顯、準確地施放到作業(yè)面上。
長螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁施工流程,如圖1所示。
圖1 DFG樁施工流程圖
(1)鉆機就位。用鉆機塔身的垂直標桿檢查塔身導(dǎo)桿,矯正位置,確保樁垂直度容許偏差不大于1%。
(2)混凝土泵送。目前均采用商品混凝土,坍落度應(yīng)控制在160~200mm,通過混凝土泵將其送入管道內(nèi)。
(3)鉆進成孔。鉆孔開始時,關(guān)閉鉆頭閥門,向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時,啟動馬達鉆進。
(4)灌注及拔管。到達設(shè)計標高后,停止鉆進,泵送混凝土,當鉆桿芯管充滿混凝土后開始拔管,嚴禁先提管后泵料。成樁的提拔速度宜控制在2~3m/min,成樁過程宜連續(xù)進行。灌注成樁完成后,用水泥袋蓋好樁頭進行保護。施工中每根樁的投料量不得少于設(shè)計灌注量。
(5)移機。當上一根樁施工完畢后,鉆機移位,進行下一根樁的施工。并根據(jù)軸線或周圍樁的位置進行復(fù)核,保證樁位準確。CFG樁施工中常見的問題有堵管、竄孔、鉆頭閥門打不開、樁體上部存氣、先提鉆后泵料等,需采取嚴格的質(zhì)量控制措施。如在冬期施工應(yīng)采取必要的質(zhì)量保證措施。
(6)清土及CFG樁樁頭處理。對樁長較長、處理面積較大的樓座,由于人工清運效率低,可采用機械和人工聯(lián)合清運,注意切不可對設(shè)計樁頂標高以下的樁體造成損害、不可擾動樁間土。保護土層清除后將樁頂設(shè)計標高以上樁頭截斷,用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設(shè)計標高。對斷至樁頂設(shè)計標高以下的樁必須采取接樁等補救措施。
(7)褥墊層鋪設(shè)。CFG樁復(fù)合地基靜載荷試驗和低應(yīng)變檢測滿足設(shè)計要求后,可進行褥墊層鋪設(shè),褥墊層材料多為粗砂、中砂或碎石,碎石粒徑宜為8~20mm,但不宜選用卵石,卵石咬合力弱,施工擾動容易使褥墊層厚度不均勻。褥墊層厚度一般為100~300mm,樁徑和樁距大時宜取高值。褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實法,夯填度不得大于0.9。
(8)施工檢測及驗收。CFG樁施工完畢,應(yīng)在28天后對CFG樁及其復(fù)合地基進行檢測,檢測包括低應(yīng)變對樁身質(zhì)量的檢測和靜載荷試驗對承載力的檢測。靜載荷試驗數(shù)量取總樁數(shù)的0.5%~1.0%,但不少于3點;低應(yīng)變檢測數(shù)量一般取總樁數(shù)的10%。
CFG樁復(fù)合地基驗收時應(yīng)提交下列資料:竣工平面圖;樁位測量放線及樁位編號圖;混凝土試塊檢測報告;樁施工原始記錄;設(shè)計變更通知書;事故處理記錄;復(fù)合地基靜載試驗檢測報告;施工技術(shù)措施。驗收完畢,應(yīng)及時整理歸檔。
總之,CFG樁是一種高粘結(jié)強度樁,長螺旋管內(nèi)泵壓CFG樁施工成套技術(shù)日益成熟而完善,CFG樁復(fù)合地基是一種經(jīng)濟環(huán)保且應(yīng)用廣泛的地基處理方式,大量工程實踐證明,CFG樁復(fù)合地基承載力提高幅度達,地基變形小,建筑物沉降觀測穩(wěn)定。