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摘要:目前,cfg樁復合地基在高層建筑工程中的應用逐漸廣泛,且取得了良好的應用效果。本文以CFG樁復合地基在某高層建筑工程中實踐應用分析為題,通過結合工程實例的方式,對CFG樁的設計和施工情況進行介紹,最后提出幾點保證復合地基質量的措施,希望為相關行業提供借鑒。
關鍵詞:CFG樁復合地基;高層建筑;質量保障措施
高層建筑對地基的要求較為嚴格,天然地基通常情況下無法滿足變形和承載力等要求。目前,樁基礎是高層建筑常用的地基處理方式,雖然樁基礎應力傳遞路徑和承載力較好,但卻存在造價高,容易出現沉渣等缺陷,尤其是在基礎埋深較大且天然地基土強度較高時,樁間土的承載力難以發揮。因此在高層建筑中應用CFG樁復合地基具有十分重要的意義。
1CFG樁復合地基的優勢
1.1適用性和承載能力強。CFG樁復合地基技術在處理各種地質條件時,均可取得良好的效果,因此其適用性極為廣泛。并且與普通地基相比,CFG樁復合地基具有更強的承載力,同時還能促進質量的提升。CFG樁復合地基不僅在獨立基礎、條形基礎中使用,在筏板和箱型基礎同樣適用??偠灾?,適用性和承載能力強是CFG樁復合地基的優勢之一。
1.2操作簡單。CFG樁復合地基施工,所采用的方式為長螺旋鉆成孔泵送混凝土,在施工作業過程中,不會涉及到鋼筋籠制作或其他工序,且灌注成孔一次形成,有利于縮短成樁時間[1]。
2工程概況
某工程位于河南省信陽市息縣淮河路南段與規劃道路交叉口西南口,開發和竣工時間為2015年7月15日-2017年1月3日,總建筑面積為129428.8m2,主體結構為框架剪力墻,建筑層數為18層,為保證建筑基礎的穩定性,采用了CFG樁復合地基。接下來,本文會以該工程為例,對CFG樁復合地基在高層建筑工程中的實踐應用進行分析。
3CFG樁復合地基設計
3.1CFG樁的加固原理。CFG樁的粘結強度非常高,屬于剛性樁的一種,其強度介于C15~C25之間。在砂石褥墊層和樁的合力作用下,復合地基形成,其加固原理為置換作用。由于此類樁的強度非常高,可以將樁端阻力、周邊摩阻力作為依據,促使樁承載負荷被深層地基土所接收,因此被賦予了剛性樁的特征和工作原理。與柔性樁相比,單樁承載力調節更具可行性,究其原因,主要是CFG具有褥墊層,因此樁間土和樁需要承擔外部荷載,設計人員可依據垂直荷載分擔比,合理調整樁間土和樁需要承擔的荷載,從而確保地基承載力滿足設計要求。
3.2CFG樁復合地基設計方案。設計人員基于承載力、樁身強度和地基沉降預測結果,設計了CFG樁復合地基方案,如下所述:CFG樁的參數:將CFG樁的直徑設置為400mm,入土深度27.5m,相鄰兩樁之間的距離為1.28m,鋪設方式為滿堂鋪設。設計人員將樁間土承載力發揮系數β設為0.9,樁端阻力發揮系數αp設為1.0,單樁承載力發揮系數λ設為0.8。將《建筑地基處理基礎規范》中的公式作為依據,估算單樁豎向承載力的特征值,公式為;在這個公式中,樁的周長由up表示、樁的截面積由Ap表示。設計人員利用公式計算了面積置換率。在這個公式中,樁徑由d表示,數值為40cm。一根正方形布樁由dc表示。為確保樁身混凝土強度與要求相符,需要在樁頂位置鋪設級配砂石褥墊層,其厚度不得低于250mm[2]。
4CFG樁復合地基施工工藝
4.1施工準備。4.1.1施工設備選擇。本工程CFG樁所處的地層較為復雜,將工程地層條件和樁深度作為依據,施工單位將混凝土輸送泵和步履式長螺旋鉆孔機作為主要的施工設備。4.1.2施工工藝流程。首先進行測量放線,在設備就位后對準鉆孔位置進行鉆孔,然后向孔中灌注混凝土成樁,最后對樁頭進行養護。4.1.3施工技術要點。第一,在樁機就位后,需要使其穩定,不得在外界因素的影響下移動,以保證鉆孔垂直度不超過1%,且鉆尖和樁點之間的偏移小于1厘米,與此同時,還要關閉鉆尖開啟閥門,避免土壤進入其中。第二,考慮到工程樁之間的距離較短,如果采用傳統施工方式,可能會影響成樁質量,因此,施工單位在實際施工階段,對隔樁跳打施工方式進行了應用;第三,基于工程所在地的實際情況,對鉆進參數進行了選擇和調整,如下所述:在鉆進開始階段,應慢速鉆進,通過這種方式,對鉆桿跳動和機架搖晃現象進行控制,以保證鉆孔質量。在鉆孔深度達到3m后,逐漸增加鉆孔速度,但不能超過每分鐘4m,在穿過軟硬土層交界處時,需緩慢進尺,避免鉆具在鉆進過程中出現偏差。4.1.4在泵送混凝土的過程中,只有在下述條件達成后,才能提鉆。第一個條件為泵壓力達到4MPa,第二個條件是中心管頂部泄氣閥泄氣。在提鉆過程中,應該將速度控制在每分鐘3m之內,但不得低于2m,CFG樁的形成時間在10分鐘左右,值得注意的是,在灌注混凝土時,需要確保超灌高度少于50cm。4.1.5在清除保護土層之后,需要將樁頂設計標高上多余的樁頭進行處理,一般情況下截除即可。在這個過程中,施工人員需利用工具,對樁頭進行修鑿,同時清除頂端浮漿,新鮮混凝土面漏出后方可停止。此外,基槽開挖和截除樁頭,可能會導致樁體受損,在出現此類狀況后,應采取接樁的方式,解決問題。在接樁作業過程中,首先,需要對樁頂進行剔平鑿毛處理,并使用清水沖洗接樁部位,在清理干凈后方能接樁[3]。
5CFG樁復合地基質量保證措施
5.1控制樁位和樁頂標高。測量工程師需要將測量方案的矩形控制點作為依據,對軸線控制點進行明確,并在此基礎上,將混凝土樁設置軸線控制點上,與此同時,還要使用混凝土對點的四周進行固化,其中固化深度不得少于0.3m,以此來保證測量放樣的準確性。除此之外,還應將軸線控制網作為依據,通過測量放樣,使各個樁位被放出。針對樁位應做好標記,一般情況下,采用鋼管打眼灌白灰并插入筷子即可,筷子插入深度應少于300mm。最后控制軸線和樁位,使其偏差符合標準。比如:軸線控制網偏差不得超過200mm,而樁位偏差不得超過20mm。
5.2控制混凝土級配和強度。在了解后得知,本工程所使用的混凝土為商業混凝土,其塌落度≤18cm。通過對混凝土級配和強度進行有效控制,即可保證CFG樁復合地基的質量。以本工程施工單位為例,施工單位為保證混凝土樁的質量,針對每根混凝土樁進行三次塌落度檢測,在到達齡期后對混凝土強度進行檢查。與此同時,還要確保運輸的及時性,所使用的運輸容器應干凈,避免混凝土被雜物所污染,最后還要對混凝土灌注前的等待時間進行控制,如果混凝土超過初凝時間,應禁止使用。
5.3預防縮頸、夾泥和斷樁的措施。5.3.1為避免CFG樁出現常見的質量問題,在施工階段,施工人員應注重提鉆時間的選擇,通常情況下,在混凝土埋住鉆頭后方能提鉆,并且提鉆速度不宜過快。5.3.2鑒于本工程的實際情況,上部地層是縮徑現象的主要發生位置,施工人員在鉆進此地層的過程中,需要保持較低的鉆進速度。5.3.3鉆頭直徑檢查標準為50根樁/次,同時,還要在施工后將CFG樁的樁徑控制在400mm內。5.3.4在堵管后重新泵送混凝土時,需要確保鉆頭位于混凝土下方1m位置,通過這種措施,對斷樁現象進行預防。5.4保護開挖樁頭的措施在成樁后,施工人員需要開挖樁間土,但在這個過程中,操作人員可能會因為操作失誤導致樁身斷裂。為對此類問題進行控制,施工人員在施工階段,可以應用小型挖掘設備,究其原因,主要是相較于人工開挖,小型挖掘設備有利于提升挖掘效率,同時還能截取樁頭。
6結語
綜上所述,本文結合實例對CFG樁復合地基在高層建筑工程中的應用進行分析,認為CFG樁復合地基具有適用性和承載能力強和操作簡單的優勢,將其應用于高層建筑工程中,可以取得良好的效果,建議施工單位重視CFG樁復合地基的應用,以此來保證高層建筑工程的質量。
參考文獻:
[1]盧寶全.CFG樁施工工藝及質量控制管理[J].住宅與房地產,2020(18):229-230.
[2]方振雄.廣州花都巖溶地區CFG樁復合地基設計[J].建材與裝飾,2020(18):101-102.
[3]璽克.軟土地區CFG樁復合地基靜載試驗及數值分析研究[J].土工基礎,2020,34(03):372-375.
作者:薛興 單位:福建省永同達建筑工程有限公司