李玉珍

摘? 要：該文結(jié)合具體工程案例，針對(duì)建筑工程地基施工中對(duì)于水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基技術(shù)的應(yīng)用問題展開了一系列研究，首先介紹了水泥粉煤灰碎石樁的含義，并且介紹了該技術(shù)的主要特點(diǎn)以及適用范圍，然后分析了水泥粉煤灰碎石樁技術(shù)的應(yīng)用原理，最后就水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基在建筑工程地基處理中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了深入探究。

關(guān)鍵詞：水泥粉煤灰碎石樁;復(fù)合地基;建筑工程

中圖分類號(hào)：TU441? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著我國(guó)城市化發(fā)展進(jìn)程的逐步加快，各地區(qū)建筑行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)一片繁榮的勢(shì)頭，同時(shí)我國(guó)居民對(duì)于建筑質(zhì)量及功能性水平提出了更為嚴(yán)格的要求，進(jìn)一步提高了建筑施工技術(shù)的應(yīng)用水平。水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基技術(shù)是現(xiàn)階段我國(guó)建筑施工中的一項(xiàng)重要應(yīng)用技術(shù)，在地基施工中應(yīng)用該技術(shù)能夠有效改善樁體的排水效果、提高結(jié)構(gòu)承載力、使復(fù)合形成的地基結(jié)構(gòu)不易形變，有效突破了長(zhǎng)期以來建筑地基施工對(duì)于不良地基的限制，從而促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 水泥粉煤灰碎石樁的含義

水泥粉煤灰碎石樁（以下簡(jiǎn)稱CFG樁）是以傳統(tǒng)碎石樁為雛形優(yōu)化而來的，主要由碎石、煤灰、水泥以及石屑等根據(jù)一定的比例配制成樁體，膠結(jié)強(qiáng)度級(jí)別在C5～C20范圍內(nèi)。在地基處理過程中應(yīng)用水泥粉煤灰碎石樁能夠?qū)鹘y(tǒng)碎石樁處理技術(shù)的單一性進(jìn)行彌補(bǔ)，造價(jià)成本低、使用強(qiáng)度高、材料來源較廣。但是在實(shí)際應(yīng)用中需注意嚴(yán)格把握CFG 樁材料的科學(xué)配比，注意對(duì)其穩(wěn)定性及強(qiáng)度水平的細(xì)致把握。

2 水泥粉煤灰碎石樁的基本特點(diǎn)及適用范圍

2.1 主要特點(diǎn)

首先，CFG 樁具備傳統(tǒng)碎石樁的擠密、加固以及置換功能，可以將自身荷載力向底部的土層傳遞，分擔(dān)樁體的承載力，從而對(duì)地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。其次，上設(shè)粒狀材料組成的軟性褥墊層能夠加強(qiáng)對(duì)樁體間土層變形問題的有效控制，促進(jìn)樁體承載力水平的提高。第三，沉降變形小，能夠?qū)Φ鼗某两颠M(jìn)行及時(shí)補(bǔ)償。同時(shí)，樁體模量較均勻，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度水平高，具有較好的抗震性能。第四，工藝性強(qiáng)。CFG 樁制作材料具備較強(qiáng)的和易性與流動(dòng)性，灌注作業(yè)較便利，易于控制施工質(zhì)量，還能夠提高施工成本投入的控制水平，擴(kuò)展施工企業(yè)利益空間。第五，技術(shù)應(yīng)用過程中產(chǎn)生的噪聲水平低，無泥漿污染問題的產(chǎn)生，能夠有效降低施工對(duì)周邊居民生活的影響。

2.2 技術(shù)適用范圍

該技術(shù)多被用于多層建筑、超過30層的高層建筑地基及軟土地基的加固處理中，樁間土擠密效果較好。CFG 樁端通常設(shè)置在具有一定硬度水平的土層上，針對(duì)淤泥部分，則應(yīng)以科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)明確具體適用水平，一般而言，在淤泥層深度在15 m～20 m時(shí)，技術(shù)應(yīng)用效果較明顯。另外，CFG 樁復(fù)合地基具有較強(qiáng)的剛性，采取適當(dāng)技術(shù)措施后也可應(yīng)用于剛度較弱的基礎(chǔ)及柔性基礎(chǔ)。

3 水泥粉煤灰碎石樁在地基工程中的加固原理分析

通過長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)設(shè)備鉆孔，管內(nèi)泵壓水泥機(jī)粉煤灰等材料混合而成半剛性樁體，于樁體頂端和基底間安置褥墊層，通過這種方式使樁間土CFG 樁共同形成復(fù)合型地基結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮樁體的膠結(jié)、加固作用。同時(shí)，應(yīng)用該技術(shù)能夠?qū)Φ鼗翆舆M(jìn)行擠密。施工中利用相關(guān)機(jī)械對(duì)土層進(jìn)行震動(dòng)與擠壓，提高樁間土層的密實(shí)性，提高土層結(jié)構(gòu)的使用強(qiáng)度，從而起到加固作用。CFG 樁還具備褥墊層作用。褥墊層屬于CFG 樁復(fù)合地基施工中的一項(xiàng)重要應(yīng)用技術(shù)，結(jié)合各地施工實(shí)際，想要更好的發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用效果，應(yīng)將褥墊層厚度控制在10 cm～30 cm。

4 工程實(shí)例

某工程結(jié)構(gòu)由地下室以及高層住宅組成，住宅部分選用剪力墻技術(shù)進(jìn)行施工，地下室部分為框架結(jié)構(gòu)。低層建筑含沿街商業(yè)配套建筑，與其地下車庫的抗震等級(jí)均為三級(jí)。地基土層主要為黏土、耕植土、砂質(zhì)泥巖及細(xì)沙。當(dāng)中強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖的壓縮模量為18.0，粉質(zhì)黏土壓縮模量為4.0。地基結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)間距為8.1m×6.6m。施工中需嚴(yán)格把握沉降量問題，避免由于水浮力影響出現(xiàn)沉降不足的問題。

5 水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的技術(shù)要點(diǎn)

5.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在應(yīng)用CFG 樁技術(shù)進(jìn)行地基施工前，需結(jié)合工程施工要求和地基位置地質(zhì)以及周圍環(huán)境制定完善的施工方案，明確各方面的影響因素，并制定出現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)時(shí)的緊急處理預(yù)案，確保地基施工處理的技術(shù)先進(jìn)性及施工質(zhì)量，嚴(yán)格遵守技術(shù)應(yīng)用流程及操作規(guī)范。案例工程地基部分屬于天然地基，位于持力層中，以其中的強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖作為CFG樁持力層，樁體長(zhǎng)度設(shè)置為16 m，將混凝土材料的強(qiáng)度控制為C25。結(jié)合上述各項(xiàng)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過計(jì)算得出該工程地基沉降量應(yīng)控制在0.26 m的范圍內(nèi)，只有達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，才能夠有效避免結(jié)構(gòu)裂縫問題的出現(xiàn)。

5.2 施工技術(shù)控制與檢測(cè)

5.2.1 CFG樁施工工藝分析

CFG樁施工技術(shù)應(yīng)用流程可以概括為樁位放點(diǎn)→鉆機(jī)就位→鉆孔→成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高→拌和混合料→邊泵送混合料邊提拔鉆桿至地表→成樁→樁體養(yǎng)護(hù)→檢測(cè)→清除鉆孔棄土和樁間保護(hù)土→樁頭處理→褥墊層鋪設(shè)。

長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁技術(shù)使用地下水位以上的黏性土以及素填土等中等密實(shí)程度以上的砂土，案例工程可通過長(zhǎng)螺旋鉆孔灌樁技術(shù)實(shí)施CFG 樁部分的施工，也可通過長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁技術(shù)等。當(dāng)土層為黏砂土、粉土、性土?xí)r可選擇管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁及長(zhǎng)螺旋鉆管技術(shù)。若地層中主要為黏性土、粉土以及素填土，則可選用振動(dòng)沉管灌樁技術(shù)。為了確保地基處理效果，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行混合料的材料配比試驗(yàn)，以使混合料各項(xiàng)參數(shù)均能滿足CFG樁技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，確保地基處理質(zhì)量。細(xì)致把握提拔鉆桿速率，若拔管速率太快容易使樁徑過小、嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐煽s頸斷樁，而拔管速率太慢則容易使水泥漿分布不勻，一般情況下拔管速率為1.2 m/min～1.5 m/min時(shí)效果最佳。在實(shí)施長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注施工過程中，需注意加強(qiáng)灌注時(shí)間的有效控制，確保泵送量和提拔鉆桿在時(shí)間上的協(xié)調(diào)性，在飽和砂土、飽和粉土層中不得停泵待料，應(yīng)杜絕在泵送混合料前提拔鉆桿。防止對(duì)施工質(zhì)量造成影響。做好混合料坍落度的控制工作，確?；旌狭系暮鸵仔院?，若選用長(zhǎng)螺旋鉆中心壓灌成樁工藝，應(yīng)將材料坍落度控制在16 cm～20 cm范圍內(nèi)。

在CFG樁的使用強(qiáng)度達(dá)到施工要求后即可清除將高出的部分，便于后續(xù)施工。在清土截樁時(shí)一定要注意不可以將樁體弄斷，更不可以對(duì)樁間土進(jìn)行擾動(dòng)。在完成樁頭部分的清理后，于樁頂標(biāo)高位置鋪置0.25 m厚度的褥墊層，褥墊層應(yīng)利用粗砂、中砂或碎石進(jìn)行回填，通過靜力壓實(shí)法將其壓實(shí)，如果底面下樁間土的含水量較少可選擇動(dòng)力夯實(shí)法將其夯實(shí)，將褥墊層夯實(shí)處理后的厚度與先期厚度比例控制在0.9范圍內(nèi)。另外，還應(yīng)注意施工中樁體垂直度的控制，允許出現(xiàn)最大偏差為1%。針對(duì)滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位偏差應(yīng)控制在樁徑的0.4倍之內(nèi)，針對(duì)條形基礎(chǔ)，應(yīng)將樁位偏差控制在樁徑的0.25倍范圍內(nèi)。針對(duì)單排布樁樁位，應(yīng)將其偏差控制在6 cm范圍內(nèi)。

5.2.2 技術(shù)應(yīng)用水平檢測(cè)

為了全面保證CFG 樁技術(shù)在建筑地基工程中的應(yīng)用效果，需在整個(gè)施工過程中以及完成施工后進(jìn)行細(xì)致的質(zhì)量檢查工作，并結(jié)合具體檢測(cè)內(nèi)容做好結(jié)果記錄，將CFG 樁在地基中的位置及數(shù)量等各項(xiàng)信息全度體現(xiàn)其中，以此促進(jìn)技術(shù)應(yīng)用水平的提高，確保施工質(zhì)量，同時(shí)避免施工安全風(fēng)險(xiǎn)問題的產(chǎn)生。對(duì)于CFG 樁地基工程的驗(yàn)收，應(yīng)在竣工后一個(gè)月左右采用復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的方式進(jìn)行承載力檢測(cè)，裝填試驗(yàn)數(shù)量宜為總樁數(shù)的0.5%～1%，且每個(gè)單體工程的試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3點(diǎn)。同時(shí)應(yīng)抽取不少于總樁數(shù)的10%的樁進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)，檢測(cè)樁身完整性。

5.3 技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)注意的幾點(diǎn)問題

5.3.1 嚴(yán)格落實(shí)施工前的工藝試驗(yàn)

通過科學(xué)的工藝試驗(yàn)手段可以對(duì)樁距和沉樁順序設(shè)計(jì)的可行性提供更多保障。該工藝試驗(yàn)可結(jié)合工程樁施工進(jìn)行，所觀察的內(nèi)容主要為：第一，針對(duì)新打樁對(duì)于尚未結(jié)硬的已打樁所產(chǎn)生的影響進(jìn)行觀察。在觀察前需將標(biāo)桿安置于已打樁頂端，在沉新樁時(shí)針對(duì)已打樁的提升高度加以觀察，估算樁體直接的縮小范圍，并于樁體結(jié)硬之后通過開挖對(duì)實(shí)際樁徑及樁體質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。第二，針對(duì)新打樁對(duì)結(jié)硬的已打樁所產(chǎn)生的影響進(jìn)行觀察。在未結(jié)硬的已打樁頂端埋設(shè)標(biāo)桿，并在結(jié)硬之后對(duì)打新樁時(shí)已打樁的樁頂位移加以測(cè)量。如果樁間土擠密效果較好，打樁振動(dòng)會(huì)引起地表下沉，樁頂因?yàn)槭軘D上升而產(chǎn)生斷樁的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。若樁頂向上位移距離較大，那么斷樁的風(fēng)險(xiǎn)較大，若上升超過10 mm，則斷樁可能性較小。

5.3.2 加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)

加強(qiáng)對(duì)沉樁的監(jiān)測(cè)，以便技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中的問題，便于施工管理人員進(jìn)行決策，從而保證工程質(zhì)量。施工前，要選擇足夠的有代表性的測(cè)點(diǎn)，以測(cè)量場(chǎng)地標(biāo)高，沉管過程中也應(yīng)隨時(shí)測(cè)量地面標(biāo)高是否隆起，防止斷樁。施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)樁頂標(biāo)高的觀測(cè)，必要時(shí)對(duì)樁頂上升幅度較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量事故的樁開挖探查。

6 結(jié)語

隨著建筑工程施工范圍的逐步擴(kuò)展，水泥粉煤灰碎石樁分和地基在建筑地基工程中的應(yīng)用范圍也更加廣泛，為了確保地基處理水平以及整個(gè)建筑的施工質(zhì)量，施工部門一定要掌握技術(shù)要點(diǎn)，明確施工中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)并預(yù)先制定緊急預(yù)案，降低風(fēng)險(xiǎn)帶來的影響。同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用過程的管理，細(xì)化各施工細(xì)節(jié)，從而促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的良性發(fā)展。

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