陳俊 胡海龍 張國杰 張令方 張林林

摘 要 基礎(chǔ)施工和地基處理是建筑工程項目管理過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對提升施工效率，保證施工安全和質(zhì)量至關(guān)重要。本文結(jié)合某安置房工程實(shí)例，從CFG樁復(fù)合地基受力機(jī)理、CFG樁復(fù)合地基施工技術(shù)要求、常見質(zhì)量問題及處理措施等方面，對工程項目施工技術(shù)應(yīng)用方面進(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞 CFG樁復(fù)合地基;安置房;施工技術(shù);施工問題;處理措施

引言

隨著社會和技術(shù)的快速發(fā)展，目前城市化建設(shè)的主流是大型住宅小區(qū)建筑以及超高層建筑，安置房也不例外。在這樣的形式下，施工單位一定要完成好基礎(chǔ)施工和地基處理等相關(guān)工作，同時要將各方面技術(shù)及管理良好的應(yīng)用到實(shí)踐中去，比如施工工序進(jìn)展、質(zhì)量及安全都要有效融入施工單位的管理系統(tǒng)中。本文結(jié)合某安置房工程實(shí)例，從CFG樁復(fù)合地基受力機(jī)理、CFG樁復(fù)合地基施工技術(shù)要求、常見質(zhì)量問題及處理措施等方面，進(jìn)行分析和探討。

1工程概況

某安置房項目地處中原區(qū)西四環(huán)以西，鄭上路以北區(qū)域，包括天王寺、付莊、小李莊3個行政村5個地塊的安置房及其商業(yè)、學(xué)校等配套設(shè)施的建設(shè)。

其中，小李莊安置區(qū)改造項目14-024-K01-01地塊位于昌達(dá)路以西，渠北路以北，榮達(dá)路以南，用地面積87408㎡，總建筑面積322623㎡，共計13棟24～27層高層住宅，4棟5層配套商業(yè)，1棟幼兒園，該安置區(qū)可滿足1998戶，6394人居住生活，2235輛汽車停泊。主樓為現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，地基為CFG樁復(fù)合地基，基礎(chǔ)為鋼筋混凝土平板式筏形基礎(chǔ)。地下車庫主要建筑功能為設(shè)備用房及汽車庫，地下二層（局部一層），負(fù)二層為3.9m，負(fù)一層為3.95m?？碧狡陂g地下水位在地表下27.0～30.0m左右，絕對標(biāo)高介于87.92～89.34m之間。

2CFG樁復(fù)合地基受力機(jī)理及特點(diǎn)

2.1 CFG樁復(fù)合地基概念

所謂CFG樁（Cement Fly-ash Gravel），意為水泥粉煤灰碎石樁，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。CFG樁復(fù)合地基是由CFG樁、樁間土、褥墊層一起構(gòu)成，可充分發(fā)揮復(fù)合地基和天然地基的承載潛力，利用樁間土的承載力共同作用，傳遞荷載到深層地基中去，有效減少地基沉降，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果，在土木工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

2.2 CFG樁復(fù)合地基特點(diǎn)

CFG樁由于樁體不配筋，大量節(jié)約鋼材，同時可以利用工業(yè)廢料粉煤灰，水泥摻量明顯比相應(yīng)標(biāo)號的混凝土樁少，這大大降低了工程成本，同時又可以節(jié)約國家資源，再有，若采用螺旋鉆孔成樁技術(shù)，則有噪音小污染小等優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)效益和社會效益十分顯著。由于CFG樁樁體為混凝土，也就有混凝土樁的缺點(diǎn)了，如：樁身離析、夾泥、縮徑以及機(jī)械開挖造成的樁身斷裂等，這也是各個施工工地所重視和主要預(yù)防的質(zhì)量問題。

2.3 CFG樁復(fù)合地基受力機(jī)理

當(dāng)CFG樁復(fù)合地基承受垂直荷載作用時，樁和樁間土變形小，由于基礎(chǔ)下設(shè)置了一定厚度的墊層，樁體可以向上刺入，伴隨這一變化過程，墊層材料不斷調(diào)整補(bǔ)充到樁間土上，以保證在任一荷載下樁和樁間土始終參與工作。有CFG樁和自然土層共同組成的復(fù)合地基在上部垂直荷載作用下，由于樁間土承受荷載后被壓縮（壓縮量較小，產(chǎn)生的負(fù)摩擦力很?。?，增加了樁周土對樁體的約束力和抵抗力，從而增大了樁體的側(cè)摩阻力和支撐能力，使荷載逐漸向樁體轉(zhuǎn)移，隨著上部荷載的增加，樁體承擔(dān)的荷載逐漸增大，同時，樁間土的沉降變形對樁體產(chǎn)生的負(fù)摩阻力也相應(yīng)加大。當(dāng)荷載超過一定值時，樁體所承擔(dān)的荷載超過其極限荷載值，荷載隨時間向樁體轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象消失，樁體承擔(dān)的荷載有向樁間土轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，但很快消失，樁土應(yīng)力比很快就趨于穩(wěn)定。

3CFG樁復(fù)合地基施工主要內(nèi)容及技術(shù)應(yīng)用

3.1 CFG樁復(fù)合地基施工主要內(nèi)容

本復(fù)合地基工程CFC樁施工采用長螺旋鉆機(jī)成孔管內(nèi)泵送混合料成樁工藝施工主要內(nèi)容為：①CFG樁成孔及澆注;②清理成孔棄土及樁間土;③鑿樁頭;④基底抄平;⑤做褥墊層。

3.2 主要施工技術(shù)應(yīng)用

（1）灌注及拔管。CFG樁成孔到設(shè)計標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿心充滿混合料后開始拔管，嚴(yán)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(jìn)行，應(yīng)避免因后臺供料慢而導(dǎo)致停機(jī)待料。灌注成樁完成后，樁頂采用濕黏土封頂，進(jìn)行保護(hù)。施工中每根樁的投料量不得少于設(shè)計灌注量。

長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝流程圖

（2）校正。為了有效保證樁身垂直度偏差在允許范圍，在樁位驗收后，調(diào)整鉆機(jī)就位并校正位置，使樁位中心垂直對準(zhǔn)鉆桿：開鉆前，為防止混凝土在泵送的過程中發(fā)生堵管現(xiàn)象，應(yīng)事先用清水水泥砂漿濕潤管線及混凝土泵的料斗，為盡量保證泵管內(nèi)無殘留砂漿應(yīng)將泵管內(nèi)所有

潤管砂漿泵出管外;現(xiàn)場做好鉆進(jìn)深度的標(biāo)識以保證有效控制鉆進(jìn)值，旋動鉆頭準(zhǔn)備鉆進(jìn)前將鉆頭端部閥門封住，鉆進(jìn)過程中隨時驗測鉆進(jìn)情況，嚴(yán)禁強(qiáng)行鉆進(jìn);當(dāng)鉆到預(yù)定深度時，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際觀察（如鉆孔出土情況）及地質(zhì)勘察報告的數(shù)據(jù)，同參建單位的相關(guān)技術(shù)人員對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的特殊地質(zhì)情況進(jìn)行綜合分析和處理，并做好相關(guān)記錄。

（3）砼泵送量與提鉆速度。當(dāng)提鉆速度遠(yuǎn)小于砼泵送量時，造成鉆頭閥門出口阻力增大，這時鉆桿內(nèi)和輸送管路上砼輸送壓力增大，在泵送壓力的作用下，砼容易發(fā)生泌水離析。對于失水失漿后的砂、碎石而言，管道或鉆桿芯管接縫、彎道和糙面都會使它的傳輸受阻，并很快擠壓密實(shí)，導(dǎo)致堵管?？朔捎谔徙@速度和砼泵送量不協(xié)調(diào)匹配而造成堵管的措施，就是設(shè)法使提鉆速度和砼泵送量達(dá)到動態(tài)平衡，即實(shí)現(xiàn)鉆頭同樁孔中砼料面相對位置的動態(tài)平衡，也就是說對于M米高的樁體，其等體積的砼需泵送時間t1應(yīng)該等于鉆桿提拔M米需要的提拔時間t2，結(jié)合施工機(jī)理，不難得出下面公式：

tl=M·a·π·D2/（4·B）;t2=M/v

又tl=t2，得：v =4·B/（a·π·D2） （1）

或者：B= v·a·π·D2/4 （2）

式中：tl一砼泵泵送時間，min;

t2一提鉆時間，min;

v?—提鉆速度，m/min;

B一砼泵實(shí)際平均輸出量，m3/min;

a一樁體充盈系數(shù);

D一樁徑，m。

該工藝中提鉆速度和泵送量一般均可調(diào)節(jié)。首先限定一個變量，然后根據(jù)式（1）或式（2），即可求得與之協(xié)調(diào)匹配的另一個變量，從而實(shí)現(xiàn)了對上述平衡的動態(tài)控制。其次要掌握提鉆時機(jī)，當(dāng)鉆頭進(jìn)入土層預(yù)定標(biāo)高后停止鉆進(jìn)，開始泵送砼，待輸送管及鉆桿芯管充滿砼后，應(yīng)及時提鉆，否則在泵送壓力作用下容易將鉆頭處水泥漿液擠出，同樣可使鉆頭閥門處產(chǎn)生干硬性砼塞體，使管路堵塞。

4CFG樁復(fù)合地基常見質(zhì)量問題及處理辦法

4.1 竄孔

通過一系列工程實(shí)線可知，當(dāng)粉細(xì)砂、粉細(xì)土以及飽和粉士混入加固土層中，鉆桿鉆進(jìn)中剪切葉片的功能會影響到上體，當(dāng)足夠影響到液化上地時，就會出現(xiàn)竄孔。為了避免竄孔，就要采用下面幾個方法：①針對發(fā)生竄孔概率高的被加固地基，最好選擇大樁距的方案，進(jìn)而防止干擾到已打樁的剪切;②盡量避免在竄孔周圍打樁推進(jìn)，在最短時間內(nèi)離開已打樁，防止對已打樁干擾能量的積累;③必要時可采用隔排跳打法。不過要立即清除排出的棄土，要不然會讓施工速度變慢，如果出現(xiàn)竄孔，就要實(shí)施以下幾種辦法：將灌注泥合料提到有竄孔的土層后，提鉆結(jié)束，不間斷的將混合料進(jìn)行泵送，直至孔柱混合料液面提高到原位為止[1]。

4.2 憋鉆

憋鉆就是指長螺旋鉆在鉆進(jìn)過程中鉆桿向下鉆進(jìn)速度過快，致使螺旋葉片上的土來不及帯出孔外，而擠壓在鉆桿與孔壁之間，致使鉆桿突然停止旋轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時會損壞動力頭的電機(jī)。如果出現(xiàn)憋鉆，應(yīng)立即關(guān)掉回轉(zhuǎn)動力電源，將鉆桿用最低提升速度提起后重新施鉆即可[2]。為了預(yù)防憋鉆事故的發(fā)生，施工前應(yīng)組織施工人員，根據(jù)地層特征制定合理的施工方案。在施工鉆進(jìn)過程中，根據(jù)動力頭工作電流值的變化對鉆桿旋轉(zhuǎn)速度和鉆進(jìn)速度進(jìn)行合理調(diào)整，一般常采用間歇式鉆進(jìn)方法，即鉆進(jìn)一空鉆一鉆進(jìn)，鉆進(jìn)到設(shè)計深度后空鉆，待電流穩(wěn)定后停鉆。

4.3 鉆機(jī)定位不準(zhǔn)

樁位的布設(shè)是依據(jù)現(xiàn)場定位軸線，將設(shè)計圖紙上的每一個樁位用一定長度的竹簽定位在實(shí)地。由于長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁成樁混合材料施工時棄土較多，若棄土不能及時清運(yùn)，隨著棄土的増多，施工中找到已定柱位的標(biāo)志比較困難。所以解決的辦法是遠(yuǎn)距離參照定位，也就是在棄土外找到與施工樁位在同一直線上的兩個定位點(diǎn)，來確定施工樁位，認(rèn)真對照樁位布置圖確定施工樁在圖紙上的位置及編號，做好施工記錄[3-4]。

5結(jié)束語

綜上所述，在建設(shè)該安置區(qū)工程期間，很好地完成了CFG樁復(fù)合地基施工技術(shù)及管理等工作，一方面確保了施工順利進(jìn)行;另一方面對施工技術(shù)的應(yīng)用保證了施工安全及質(zhì)量。不難發(fā)現(xiàn)，在建設(shè)建筑工程的過程中，不僅對負(fù)責(zé)施工的相關(guān)人員自身專業(yè)素質(zhì)要求很高，更是對關(guān)鍵施工技術(shù)的掌握與應(yīng)用、常見問題及處理措施、相互配合找出問題并共同解決問題等提出了更高的要求。因此，負(fù)責(zé)施工的相關(guān)人員既要全面了解本專業(yè)施工的具體內(nèi)容并準(zhǔn)確應(yīng)用相應(yīng)施工技術(shù)，還要熟悉土建不同專業(yè)的工藝及施工工序，只有這樣，才能更好地完成基礎(chǔ)施工和地基處理等一系列工作，確保工程項目順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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[2] 金造時，徐衛(wèi)紅，李雙安.CFG樁在復(fù)合地基處理中的認(rèn)識與探討[J].湖北地礦，2003，17（3）：31-34.

[3] 吳春光.淺談CFG樁復(fù)合地基的施工技術(shù)與質(zhì)量管理[J].吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報，2014（6）：72-74.

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