高层住宅的地基处理

摘要:本文论述了CFG桩的作用机理，并通过实例介绍CFG复合地基处理的应用情况，介绍了长螺旋芯管泵压混凝土灌注成桩方法。

关键词:CFG桩；复合地基；施工方法

随着工程建设的飞速发展，地基处理手段也日趋多样化，复合地基由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用。本工程应用CFG桩复合地基，充分发挥了CFG桩的高承载力性能和抗变形性能，并通过褥垫层的设置发挥桩间土的承载力。

1 基本原理

CFG桩复合地基粘结强度桩是复合地基的代表，目前多用于高层和超高层建筑中。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间士、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间士表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样，由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减小，再加上CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料，大大降低了工程造价。

复合地基设计中，基础与桩和桩间土之间设置一定厚度散体粒状材料组成的褥垫层，是复合地基的一个核心技术。基础下是否设置褥垫层，对复合地基受力影响很大。若不设置褥垫层，复合地基承载特性与桩基础相似，桩间土承载能力难以发挥，不能成为复合地基。基础下设置褥垫层，桩间土载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降，即使桩端落在好土层上，也能保证荷载通过褥垫层作用到桩间土上，使桩同承担荷载。

2 工程概况

汶上中都苑高层住宅楼为15层，剪力墙结构。地基设计采用CFG桩进行地基处理，桩正方形布置，间距1.2m，桩长11.5m，桩径400mm。基础采用筏板基础，复合地基承载力特征值270kPa。CFG桩采用长螺旋钻成孔，桩身强度为20MPa；褥垫层采用级配砂石，厚度为0.3m。

CFG桩复合地基的设置，不仅可以大幅度的提高地基承载力，减小了变形，并充分利用了桩间土的作用，降低了造价工程造价，一般为桩基的1/3～1/2，经济效益和社会效益非常显著。由于当地电厂较远，缺少粉煤灰，经设计院同意，用C15商品混凝土浇筑，保证了桩的质量。

3 桩的施工

长螺旋钻孔芯管泵压砼灌注成桩,具有施工速度快、桩体密实度高、环境噪音影响较低、对周围桩间扰动影响较小、特别是适合地下水位以下的高灵敏度地层等特点,因此采用长螺旋钻孔芯管泵压砼灌注成桩工艺。水下泵送砼,边压砼边拔管,采用置换加固,穿透力强,单桩承载力高,不会受到第二层呈饱和,流塑～软塑状态的粉粘土影响。并且能够达到设计承载力的要求,对桩的质量有保证。

本工程采取从一边向另一边推进,采用间隔跳打的施工方式。将桩机移到指定桩位,对中定位。当地面起伏不平时,应调整支腿或平台基座,使桩机底座保持水平、钻杆保持垂直。一般桩位误差不宜超过2.0CM,钻杆垂直度偏差不超过1.5%。关闭钻头阀门,启动卷扬机下放钻杆至钻头触及地面时,启动钻机锤头,将钻杆旋转下沉至桩底设计标高。开动混凝土输送泵灌料,当输送管及钻杆芯管充满混合料后开始启动卷扬机匀速提升钻杆,边灌料、边提升,直至施工设计桩顶标高,提升速度宜控制在2m/min-3m/min,严禁先拔管后灌料,掌握好灌料与提钻的时间差,尽量避免提升灌料过程中停机待料现象。在流塑性土中要控制提钻速度,保证成桩质量。施工中采用了人工清理桩间土,人工破桩头，减小对桩头的破坏。

4 通病及事故处理措施

1）断桩

断桩情况有3种:一种是在清理桩头的过程中,由于机械的操作不当,挠动或碰撞桩体,产生的浅层断桩。处理方法:加强对机械操作人员的管理,杜绝野蛮施工。对断桩进行接桩,接桩的桩径超出设计桩径20cm,接桩采用C15混凝土浇注至桩顶标高;二是在施工过程中,由于拔管速度过快,混凝土供量不足,桩孔四周土体散落充填至桩体中,形成夹层而产生的深层断桩。处理方法:加强施工过程的控制,混凝土泵送量与拔管度要配合密切,对深层断桩采用补桩的方式进行处理。三是施工过程中,由于混凝土的供应不及时,停机时间长或者是机械故障,桩身混凝土形成的施工“冷缝”而产生的断桩。处理方法:加强拌和站与现场施工的协调与沟通,随时掌握混凝土的供应量与施工进度,减少人为的断桩产生,对断桩采用补桩的方式进行处理。

2）堵管

施工中由于外界环境的变化、混合料坍落度的损失、停机待料时间过长以及机械故障等原因常产生堵管。处理方法:对混凝土泵管进行覆盖洒水降温,减小外界环境对混合料的影响;对坍落度的损失大的混合料运回拌和站进行处理;停机待料时,要每隔10min左右打一次反泵,缩短混合料的停置时间,减少堵管的发生频次,如停滞时间过长要及时对钻机及泵管进行清洗;如机械故障立即将电源切断,并及时清洗泵管泵机;另外在施工中,由于拔管速度过慢,泵送量过大,使芯管内混合料挤压密实,发生堵管,施工中泵机司机与钻机司机要固定不变,并配备有效的通信联系工具,减少堵管的发生。

3）串孔

当加固区为软土或淤泥时,常发生串孔,当遇到此类地质条件时,要及时进行跳孔施工,减少串孔数量。

4）承载力不足

主要是在施工中,桩未穿透软土或置于夹层上,造成深入硬层的假象,或者设计桩长不足,造成承载不满足设计要求。加强地质复查工作,及时与设计单位进行沟通,提出变更建议。

5 复合地基承载力检测

试验有两组复合地基试验，在承载板上对称安装4个大行程百分表,量测复合地在各级荷载作用下的地基沉降量,每级载荷施加后5min第一次测读承载板的沉降量,以后每半小时测读一次,当一小时内沉降量小于0.1mm时,即可施加下一级载荷。从P-S曲线可以看出，复合地基静载荷试验曲线基本属于渐进型的光滑曲线，不存在陡降点。

本工程低应变检测CFG桩桩身完整性65根桩，检测比例约为30%。所测的65根CFG均属于完整桩或基本完整桩，没有影响正常使用的桩。

6 结论

1）以复合地基静压结果数据看，本工程所采用的组合型复合地基的应用，可最大限度地发挥CFG桩的优点，使复合地基的承载力得到大幅度的提高，地基变形得以降低和控制。

2）复合地基中由于CFG桩用才C15素混凝土浇筑，不配筋以及充分发挥桩间土的承载力其受力和变形类似于素混凝土桩，具有地基承载力高、变形小、稳定快施工简单易行，且工程造价低，经济效益和社会效益明显。

3）是否设置褥垫层以及垫层的材料和厚度，直接影响复合地基的桩和桩间土强度的发挥，合理的垫层厚度对提高复合地基承载力和减少沉降变形是非常有利的。

4）由该工程证明此种地基处理方案，质量易控制，造价低，经济、社会、环境效益明显，有极大的发展潜力。转贴于中国论文下载中

参考文献

[1]闫明礼《地基处理技术》

[2]李洪船，闫明礼《cfg桩复合地基在望京新城高层建筑中的应用》

作者简介

米秀峰（1981.5.14—）,男，回族，山东枣庄人。毕业于北方交通大学土建系，土木工程专业。现任枣庄矿业集团中兴建安公司德圣房地产公司汶上分公司经理