水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）復(fù)合地基設(shè)計及施工技術(shù)[摘要]介紹了水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的設(shè)計及施工方法[關(guān)鍵詞]CFG樁；復(fù)合地基；褥墊層；設(shè)計；加固機理；施工工藝；檢驗水泥粉煤灰碎石樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成復(fù)合地基。水泥粉煤灰碎石樁系高粘結(jié)強度樁，需在基礎(chǔ)和樁頂之間設(shè)置一定厚度的褥墊層，保證樁、土共同承擔(dān)荷載，形成復(fù)合地基。1.CFG樁復(fù)合地基加固機理CFG樁復(fù)合地基的加固機理可囊括為樁體的置換作用，褥墊層的調(diào)整均化作用，對于砂性土，粉土和塑性指數(shù)較小的粉質(zhì)黏土，采用不排土成樁工藝施工，還具有擠密作用。1.1樁體的置換作用CFG樁中的水泥經(jīng)水解和水化反應(yīng)與粉煤灰的凝硬反應(yīng)，生成了若干種不容于水的穩(wěn)定的結(jié)晶化合物，這些物質(zhì)以纖維狀結(jié)晶，并不斷生長延伸充填到碎石和石屑的孔隙中，相互交織形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將原來由點-點接觸和點-面接觸的故了緊緊纏繞粘結(jié)在一起，使樁體的抗剪強度和變形模量均大大提高。1.2褥墊層的調(diào)整均化作用在豎向荷載作用下，CFG樁復(fù)合地基由于褥墊層的作用，樁體逐漸向褥墊層中刺入，樁頂上部墊層材料在受壓縮的同時，向周圍發(fā)生流動：墊層材料的流動補償使得樁間土的壓縮量增大，從而使樁間土的承載力得以充分發(fā)揮，樁土共同作用得到保證。墊層材料的流動補償，使樁間土的承載力得到充分發(fā)揮，樁體承擔(dān)的荷載力相對減小，從而使得基底的接觸壓力得到了均化和調(diào)整，地基中的豎向應(yīng)力分布得到均化，地基的變形情況得到明顯改善，復(fù)合地基的承載力得到了大大提高。1.3擠密作用在粉土、砂土和塑性指數(shù)較低粘性土地基中，采用非排土法施工時，施工對土體的振動或擠壓使土體得到了擠密，提高了樁間土的強度和樁側(cè)法向應(yīng)力，使得樁側(cè)摩擦阻力得到增加，樁體的承載力得到加強，進(jìn)而提高了復(fù)合地基的承載力。2.CFG樁復(fù)合地基褥墊層技術(shù)褥墊層技術(shù)是CFG樁復(fù)合地基的一個核心技術(shù)，復(fù)合地基的許多特性都與褥墊層有關(guān)。2.1褥墊層在復(fù)合地基中的作用2.1.1保證樁、土共同承擔(dān)荷載，它是水泥粉煤灰碎石樁形成復(fù)合地基的重要條件。2.1.2通過改變?nèi)靿|層厚度，調(diào)整樁垂直荷載的分擔(dān)，通常褥墊層厚度越薄，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比越高，反之亦然。2.1.3減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中。2.1.4調(diào)整樁、土水平荷載的分擔(dān)，褥墊層越厚，土分擔(dān)的水平荷載占總荷載的百分比越大，樁分擔(dān)的水平荷載占總荷載的百分比越小。尼2.極2俘褥墊層材料葵哀褥墊層材料宜傍用中砂、粗砂偷、級配砂石和急碎石，最大粒忌徑不宜大于作30mm眨。局撐不宜采用卵石它，這是由于卵究石咬合力差，逆施工時擾動較眠大，褥墊層厚痕度不容易保證瘋均勻。抽2.虹3撿褥墊層的合理瘋厚度悼艘褥墊層的厚度餐過小，將會產(chǎn)皆生下述兩種后極果：演址.肅1蒼樁對基礎(chǔ)將產(chǎn)翼生很顯著的應(yīng)屯力集中，需考須慮樁對基礎(chǔ)的墊沖切，這勢必侍導(dǎo)致基礎(chǔ)加厚怠。如果基礎(chǔ)承江受水平荷載作惡用，可能造成有復(fù)合地基中樁滔發(fā)生斷裂。線理.死2者樁間土的承載裂能力不能充分押發(fā)揮，要達(dá)到幟設(shè)計要求的承賓載力，必然要扛增加樁的數(shù)量秧或長度，造成按經(jīng)濟(jì)上的浪費沸。悠圣若褥墊層厚度伯過大，會導(dǎo)致天樁、土應(yīng)力比先等于或接巖近僵1顧。此時樁承擔(dān)歉的荷載太小，掏實際上復(fù)合地懲基中樁的設(shè)置替已失去了意義述。這樣設(shè)計的溝復(fù)合地基承載與力，不會比天蛾然地基有較大蔽的提高，而且天建筑物的變形籮也大。舌2.破4屆工程實踐表明擠，考慮施工時亞的不均勻性，胞《建筑地基處拴理技術(shù)規(guī)范》筐（尼JGJ79-線200暈2紡）規(guī)定褥墊層轉(zhuǎn)厚度倦取暖150撲-300mm脊，當(dāng)樁徑大、附樁距大時宜取錫高值。帶3.CF田G蜜樁復(fù)合地基設(shè)霞計要點巡復(fù)合地基設(shè)計炸除滿足復(fù)合地訴基承載力和變運形條件外，還層要考慮以下諸休多因素進(jìn)行綜習(xí)合分析，確定狠設(shè)計參腳數(shù)刑:游3.另1適施工設(shè)備和施盟工工藝：復(fù)合累地基設(shè)計時需林考慮采用何種望設(shè)備和工藝進(jìn)籃行施工，選用悟的設(shè)備穿透土私層能力能否滿什足最大樁長的踏要求，施工時懷間對樁間土和揚已打樁是否會遺造成不良影響詢。再3.它2細(xì)場地土質(zhì)變化館、場地周圍環(huán)榜境跡3.搬3跌建筑物結(jié)構(gòu)布葛置及荷載傳遞字3.哨4呢地基處理的目刺的陡設(shè)計時必須明皆確地基處理是乒為了解決地基士承載力問題、患變形問題還是專液化問題，解賄決問題的目的桂的不同采用的百工藝、設(shè)計方忽法、布樁形式么均不同。馬4塌.沸建臺外奮SOH熟O撥七期工程地基漠處理螞4.乳1抵地質(zhì)與水文條辣件潔北京建伐外含SOH摘O胸七期碌由諒S0H棗0鉤中國有限公司讓投資建設(shè)。工率程建設(shè)場區(qū)位榮于朝陽區(qū)建外筑大街南側(cè)（原賭北京第一機床進(jìn)廠內(nèi)），西邊鑼為華彬國際大伴廈。兩棟主樓頸組成溫（的17背#坐、共18她#轟樓），擬建場德地自然地形基背本平坦，本工潤程勘探時繃得捧的勘探鉆孔孔透口處地面標(biāo)高援為龜38.4干1旁～東39屆60m礙。刪根據(jù)場地勘察抄的現(xiàn)場鉆探、藏原位測試及室攻內(nèi)土工試驗成艦果，按地層成看因年代將擬建勇場地地面以下險56.50m核深度范圍內(nèi)的灶地層劃分為人榜工堆積層及第魔四紀(jì)沉積層兩士大類，并按地蒸層巖性及其物助理力學(xué)性質(zhì)指睡標(biāo)劃分鼓為肺1湊2累個大層及相應(yīng)命亞層。讀4.測2墾地基處理技術(shù)道條件及要求螺杰地基處理技術(shù)耳要求緩設(shè)計要求為攏：鞠1耗7誰＃樓地基承載作力特征值達(dá)秀到活600Kp脫a假，陰1任8孩＃樓地基承載每力特征值達(dá)撒到灶640Kp桶a丈，地基變形小質(zhì)于遼50mm暫；建筑物基礎(chǔ)譽的直接持力土脾層臘為藥③程層，地基承載熊力特征值摩為個fk泥a側(cè)＝閃30冤0叨Kp旋a遵，不能滿足建遮筑物對地基承貫載力和變形的林要求，需進(jìn)行晌地基處理。微方案設(shè)計要點殘：蘋⑴聽本工程按變形鏡控制進(jìn)行復(fù)合鋤地基設(shè)計吹。肥退⑵扭考慮基礎(chǔ)底面裕為卵石，保護(hù)嶄土層厚度為瓜30cm馬。煩⑶著鑒于樁端附近取有大量地下水志，需采用專利照鉆頭。品天地基處理設(shè)計推海.1謹(jǐn)CFG胞樁復(fù)合地基設(shè)濟(jì)計計算方法觸劣堆復(fù)合地基承載唱力特征值按下趴式計算：塊勢為逃慨錯式中鉤：扒f澆spk僚—檢—納復(fù)合地基承載腹力特征值（謎kPa臂）；述m見斧—霜—待面積置換率；執(zhí)R緊a峽—舍—裹單樁豎向承載乖力特征值評(析kN)然；澇把A眾p析—鄙—戲單樁的截面積遣(燒m2室)儉；姨披枕—緩—撿樁間土承載力李折減系數(shù)；技俊撲f銷s料k坡—選—次處理后樁間土握承載力特征值宗(撓kPa)下。劍CFG謠樁單樁豎向承變載力特征值按接下式計算：舌稍超乒湊式中緒：林μ—冠—債樁的周長碎（流m況）；猾q甘sik察—鼻—箏樁周第潛i嚼層土的側(cè)阻力邀特征值（琴kPa賠）；哪l地i和—匠—左第土i扯層土的厚度（山m縮）；系q旨pk炸—?！罉抖硕俗枇μ貕蛘髦担ㄤJkPa港）；謝A柴p減—粥—勞樁截面積（蛛m撿2到）。樁體強度計算劍樁體試塊強度仙平均值按下式化計算：足經(jīng)計算，各館樓檔fc飲u譜匯于賭表魯1茄，施工時樁身毒強度等級塞取鴉C2睡0呆。褥墊層設(shè)計挨褥墊層厚度惱20最0戰(zhàn)mm糧,歐軋褥墊層材料采鍬用規(guī)格為粒徑膀不大于肆3cm誕的碎石或砂。岔復(fù)合地基變形圖計算脖采用復(fù)合模量估法計算復(fù)合地叼基變形，復(fù)合宏土層的分層與福天然地基相同販，各復(fù)合土層積的壓縮模量等錘于該層天然地賴基壓縮模量反的巨ξ延倍，傾，言ξ外為模量提高系頓數(shù)程CF娃G屬樁樁端以下土趨層，取天然土于的壓材縮模量。直按《建筑地基巷基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范午》導(dǎo)（梯50007-提200陵2賭）計算最終變顫形量，即：迷式中：領(lǐng)s著—會—恢地基最終變形腰量；殲s恰’采—探—險按分層總和計圣算出的地基變拘形量；清ψ癥s伶—棉—叉沉降計算經(jīng)驗艷系數(shù)；匯n棚—敏—施地基變形計算稀深度范圍內(nèi)所恰劃分的土層數(shù)絞；妻p擴0制—昨—冷對應(yīng)于荷載效細(xì)應(yīng)準(zhǔn)永久組合痛時的基礎(chǔ)底面編處的附加壓力枝（飾kP趣a啞）；征—文—射基礎(chǔ)底面計算瞎點至繭第子i歸層土、量第像i初－絨1春層土底面范圍鞠內(nèi)平均附加應(yīng)海力系數(shù)，按《殲建筑地基基礎(chǔ)屠設(shè)計規(guī)范》猶（傘50007-乓200走2簡）附碧錄好K洞采用。禮賀.2CF愧G抓樁復(fù)合地基設(shè)盒計參數(shù)遮經(jīng)計算反，眠17秒#鞏樓復(fù)合地基承變載力特征值那為施579.7k繁Pa,18阿#萍樓復(fù)合地基承冒載力特征值艷為扎596.3k說P揀a現(xiàn)經(jīng)深度修正后叨的復(fù)合地基承傍載力分別卵為擋656.殿7浩、哈673.3k此P楊a謊，分別大于設(shè)胡計提供的荷音載抱600kP露a歲和景640kP血a透，抽1嚷7價＃樓變形為潔29.8mm因，摧1飾8陶＃樓變形為非30.6mm劑，根據(jù)類似工賤程（清華科技冠園）實際資料澆，完CF滔G沿樁復(fù)合地基回究填再壓縮變形更在斬8貿(mào)－祝10mm敗范圍內(nèi)，本工柴程取涂10mm浴，則施工完成憲后總變形量分寧別為暮40.6mm宵，涂39.8mm丘，滿足設(shè)計要靠求。叼表眉1頃劉樓號紀(jì)樁徑岡(舊m)知總樁長快(飲m)畝樁間距君(咱m)模f趙spk辭(器kPa)患fcu扇變形尊（塌m錫m旺）誦樁數(shù)誰混凝土規(guī)格犬方量膛(必m裂3驚)青17#根0.42主27.5棍1.75證579.7店19.49曠40.6廚351偷C20貞1337.3謠0助18#濱0.42帶27.5本1.7好596.3商19.49熄39.8膚377軌C20插1436.3扮6過總樁數(shù)扇728分總方量（方）撫2773.6杯6提注：樁徑票420mm暮；混凝土強度奇等綱級董:C2慌0往，褥墊層厚度央200mm窮。隔4.挑3茂長螺旋鉆管內(nèi)脊泵壓混凝土成櫻樁工藝特點煙CF尼G詠樁施工主要是伸通過鉆機鉆孔蠢并利用長螺旋松鉆管內(nèi)泵壓混桶凝土成樁工藝柏施工。特點是拘無振動、無噪暈音、無泥漿排唇放、成樁速度擱快、質(zhì)量可靠堵。鈴施工工藝及要愁點理幻鉆機就壘位埋拋錢鉆機就位后，敬通過對鉆機導(dǎo)過桿檢查與校正告使鉆桿垂直對郵準(zhǔn)樁位中心，崇確寨保杠CF暑G麻樁垂直度容許船偏差不大用于嘴1.5%才織混合料攪譯拌雀姐母混合料攪拌要仙求按配合比進(jìn)堵行配料，計量訪準(zhǔn)確，上料順轟序為：先裝碎礦石或卵石，再勸加水泥、粉煤斷灰和外加劑，筆最后加砂，使?jié)乘?、粉煤灰黨和外加劑夾在慕砂石之間，不搞易飛揚和粘附噴在筒壁上，也代易于攪拌均勻車。每盤料攪拌檢時間不應(yīng)少防于誠60挨s徑?；旌狭纤淝槎瓤刂撇裨陧?80±蒼20mm深，在泵送前應(yīng)雨將混凝土泵送猶料、攪拌機攪愿拌筒備好熟料益。跪震鉆膠孔劍增日封住鉆頭閥門育，使鉆桿向下霸移動至鉆頭觸壇及地面時，開齊動鉆機旋動鉆屯頭。一般應(yīng)先區(qū)慢后快，在成耍孔過程中如發(fā)閱現(xiàn)鉆桿搖晃或第難鉆時，應(yīng)停孟機或放慢進(jìn)尺哀，遇到障礙物情應(yīng)停止鉆進(jìn)，貫分析原因，禁訂止強行鉆進(jìn)。道根據(jù)設(shè)計樁長存，確定鉆孔深繞度并在鉆機塔哪身相應(yīng)位置作階醒目標(biāo)注，作穴為施工時控制竿樁長的依據(jù)，輪當(dāng)動力頭底面貍到達(dá)標(biāo)志時，柜樁長即滿足設(shè)膛計要求。傍旱灌漫注膏己飲鉆頭到達(dá)設(shè)計必標(biāo)高后，鉆桿鈔停止鉆動，開間始泵送，泵送魔量達(dá)到鉆桿芯溜管一定高度后換，方可提融鉆把(運禁止先提鉆再伶泵綿料掉)淋。一邊泵送一沈邊提鉆崇,體提鉆速率控制鐵必須與泵送量鼓相匹配，保證萍鉆頭始終埋休在咸CF蔬G逢樁液面以下，地以避免進(jìn)水、惑夾泥等質(zhì)量缺顛陷的發(fā)生。成炎樁過程宜連續(xù)溫進(jìn)引行圈(菠應(yīng)避免供料不哲足、停機待料遮現(xiàn)頸象牢)急，直至樁體高膜出樁頂設(shè)計標(biāo)決高。施工樁頂西標(biāo)高宜高出設(shè)蕩計樁頂標(biāo)高不種少于誕0.5m盆。施工中每根偽樁的投料量不禍得小于設(shè)計澆巧灌量。灌樁完萍成后，采用水趨泥袋蓋好樁頭刑，進(jìn)行保護(hù)。燈遍保護(hù)土層清除蟲后可進(jìn)行樁頭褲處理，將樁頂確設(shè)計標(biāo)高以上可樁頭截斷，一善般成禁樁溫3侵天后即可進(jìn)行織鑿樁頭工作。筑鑿樁頭一般采吹用人工截樁方衛(wèi)法才,帽誼砍鑿后的樁頭損應(yīng)端面平直，況防止有大的掉騎角現(xiàn)象，其樁杯高允許誤差宜靠控制壘在濁0臟~這+偏20mm嶺，具體方法如汽下：脹用水準(zhǔn)儀確定雁樁頂標(biāo)高，人香工開挖土至樁煙頂標(biāo)高時，在濟(jì)樁頂標(biāo)高以上陜5cm藏處平設(shè)兩根鋼粘釬，待輕敲入劍樁穩(wěn)定后，同刑時用塔1何2寧磅掏錘擊打鋼釬，稱截斷樁頭。樁孟頂標(biāo)高以上所躬剩的箏5cm癥樁頭，應(yīng)用細(xì)役釬剔鑿平整至涉樁頂標(biāo)高。嚴(yán)獵禁用機械鏟斷厭樁頭、橫向擊卷樁、單釬單向開截樁或豎向截算樁等。如因剔承鑿樁頭引起的撓樁頭缺陷應(yīng)按知設(shè)計方要求或榜補救措施進(jìn)行騎接樁，將其接師至標(biāo)高。設(shè)4.斯4做褥墊層施工放褥墊層鋪設(shè)范圍線放褥墊層鋪設(shè)范圍線清土至設(shè)計標(biāo)高虛鋪褥墊層22～23cm再用平板振搗器夯實平板振搗器夯實2～3遍墊層材料進(jìn)場并復(fù)試合格鋪撒找平巖褥墊層施工工三藝流程圖技術(shù)要求瑞晨褥墊層鋪設(shè)厚描度、材料粒徑緩、夯填度應(yīng)符瓣合設(shè)計要求，帥材料使用前應(yīng)欣復(fù)試，嚴(yán)禁使蘆用不合格材料弄。羅甚褥墊層施工過門程中用水準(zhǔn)儀聲進(jìn)行標(biāo)高控制撈。皂廳忍褥墊層的作用貧是保證樁、土搶共同工作伯,箏減少基礎(chǔ)底面拾的應(yīng)力集中適,精減小地震等水賣平荷載對建筑奇物的影響。褥璃墊層采用小于例30魚mm蠢粒徑的碎石或棟砂頌,泥競厚度的20僚0mm竟，施工要求如威下芳:臣(1好)施人工清土至設(shè)戲計標(biāo)高誠,腰驗槽確保地基賭土中無擾動，項避免形成橡皮遭土。固(2集)緞鋪設(shè)褥墊層時澡,籮技術(shù)人員現(xiàn)場繞負(fù)責(zé)指導(dǎo)。落(3危)零褥墊層施工工踐序：褥墊層鋪升設(shè)由夯填度控率制，夯填度即鈴褥墊層夯實厚歡度與虛鋪厚度樹之比，應(yīng)滿足宰不大于唯0.9舌，本工程褥墊屬層厚吐20宇cm防，一次鋪設(shè)完葵成，用平板振東搗器振模搗詠2析～寨3躬遍，用水準(zhǔn)儀著控制標(biāo)高，鋪爬撒找平，再用摟平板振搗器夯荷實至滿足設(shè)計醉要求。述(膜4)租褥墊層施工完疲畢后，應(yīng)禁止紗機械、手推車棟和無關(guān)人員在頌褥墊層上行走閱，如因施工需瞎要，應(yīng)采取鋪誠設(shè)木板等保護(hù)棕措施。半4.雕5剖質(zhì)量檢驗方法箱根據(jù)最新《建慧筑地基基礎(chǔ)工眉程施工質(zhì)量驗任收規(guī)范帶》艇(GB502真02-200痕2)裕奔、《建筑地基喬處理技術(shù)規(guī)范明》汗（龜JGJ79援-2002笛霞）進(jìn)行檢驗