CFG樁復合地基的操作和試驗

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摘要：北京望京新城K5區521號～524號四棟高層塔式住宅樓,24層總建筑面積10萬m2,地下兩層,箱形基礎,埋深-7.010m,基底標高-31.440m,天然地基承載力標準值160kPa,不能滿足設計要求,故采用cfg樁(水泥粉煤灰碎石樁)復合地基加固處理方案。CFG樁在基底標高上進行施工,鉆孔穿越的各土層依次為:標高-30.500～-20.500m,砂質粘土～粉質粘土,具有中低壓縮性;標高-20.500～-15.000m,重粉質粘土～粘土;標高-15.000m以下為穩定的粘質粉土～砂質粉土。采用管井井點降水至標高-30.500m。

關鍵詞：CFG樁CFG樁復合地基

北京望京新城K5區521號～524號四棟高層塔式住宅樓,24層總建筑面積10萬m2,地下兩層,箱形基礎,埋深-7.010m,基底標高-31.440m,天然地基承載力標準值160kPa,不能滿足設計要求,故采用CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)復合地基加固處理方案。

CFG樁在基底標高上進行施工,鉆孔穿越的各土層依次為:標高-30.500～-20.500m,砂質粘土～粉質粘土,具有中低壓縮性;標高-20.500～-15.000m,重粉質粘土～粘土;標高-15.000m以下為穩定的粘質粉土～砂質粉土。采用管井井點降水至標高-30.500m。

1復合地基設計

本工程設計主要參數為單樁豎向承載力標準值650kN;樁徑400mm;樁長17.5m,定長度控制;樁端持力層為粘質粉土、砂質粉土;樁身混凝土強度等級C20;面積置換率0.052,按正方形布置,樁間距為1.55m×1.55m,4棟建筑物總布樁2120根。

2CFG樁施工

2.1工藝流程

鉆機就位→成孔→鉆桿內灌注混凝土→提升鉆桿→灌注孔底混凝土→邊泵送邊提升鉆桿→成樁→鉆機移位。

2.2施工措施

(1)為檢驗CFG樁施工工藝、機械性能及質量控制,核對地質資料,在工程樁施工前,應先做不少于2根試驗樁,并在豎向全長鉆取芯樣,檢查樁身混凝土密實度、強度和樁身垂直度,根據發現的問題,修訂施工工藝。

(2)通常樁頂混凝土密實度差,強度低,對此采取樁頂以下2.5m內進行振動搗固的措施。

(3)為做到水下成樁,要求鉆桿鉆至設計標高后不提鉆,先向空心鉆桿內灌注約8m高的混凝土,然后再提鉆進行樁底混凝土灌注。之后,邊灌注邊提鉆,保持連續灌注,均勻提升,可基本做到鉆頭始終埋入混凝土內1m左右。嚴禁采用先提鉆后灌注混凝土,形成往水中灌注混凝土的錯誤作法。

(4)做好成孔、攪拌、壓灌、提鉆各道工序的密切配合,提鉆速度應與混凝土泵送量相匹配,嚴格掌握混凝土的輸入量大于提鉆產生的空孔體積,使混凝土面經常保持在鉆頭以上1m,以免在混凝土中形成充水的孔洞。

3試驗與檢驗

3.1復合地基試驗

為檢驗CFG樁施工工藝及復合地基加固效果,取得設計和施工的技術數據,進行了一點三樁復合地基和三根單樁靜荷載試驗,參數與工程樁相同。

三樁復合地基試驗最大加載值為6500kN,單樁試驗最大加載值分別為1700kN、1300kN、1300kN,加載程序和判定標準按規范要求。

3.2復合地基承載力分析

(1)單樁強度控制的承載力標準值,取各試驗點最大荷載或極限荷載的一半,則3根單樁平均承載力標準值為683kN。根據公式推算,復合地基承載力標準值為434kPa>400kPa。

(2)取s/b=0.008對應的荷載確定三樁復合地基承載力標準值為630kPa,遠大于設計要求的400kPa。

3.3靜載和動測檢驗

3.3.1靜荷載試驗

靜壓三根單樁復合地基和三根單樁試驗結果表明:三根單樁復合地基靜載試驗和三根單樁靜載試驗的Q-s曲線、s-lg(t)曲線均未出現陡降跡象,按相對變形s/b=0.01確定復合地基承載力,單樁復合地基在標準值為400kPa的荷載下沉降值與壓板作用寬度之比s/b分別為0.009、0.0096、0.004,其比值均小于0.01,表明單樁復合地基承載力滿足設計要求。單樁靜載試驗在標準值為650kN時,沉降分別為2mm、3.6mm、3.6mm,說明單樁承載力仍有很大潛力。

3.3.2低應變動力試驗

試驗依據《基樁低應變動力檢測規程》進行,檢測樁數為總樁數20%。

3.4檢測結果

(1)CFG樁樁體強度滿足C20的設計要求。樁身結構完整的一類樁385根;樁身結構基本完整、樁身局部輕微離析、對樁的使用不構成影響的二類樁33根。一、二類合格樁共418根,占檢測樁總數424根的98.58%。

(2)淺部斷裂樁6根,占檢測樁總數的1.42%,經開挖核實斷裂在距樁頂0.5m左右處,斷裂處混凝土對接吻合,分析為剔鑿保護樁頭混凝土不慎所致。經清理后復測,發現下部樁身質量基本均勻完整,屬合格樁

本工程靜載試驗表明:一點三樁復合地基高于3根單樁復合地基,也高于由單樁承載力標準值計算的復合地基,基本消除了斷樁、縮徑、夾泥等質量通病,表明本工程CFG樁采取的施工工藝和技術措施是可行的。