CFG樁在天津沿海地區(qū)的應(yīng)用

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 一、前言
    天津?qū)毚T門窗發(fā)展有限公司位于空港物流加工區(qū)，車間長162.9米，寬為144米，為主體一層局部二層的鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房，該地區(qū)位于沿海地區(qū)，地質(zhì)情況為淤泥質(zhì)泥土，由于地質(zhì)情況較差，表層土質(zhì)承載力滿足不了豎向承載力的要求，本著滿足要求和經(jīng)濟(jì)的原則，設(shè)計(jì)最終選用CFG樁。
    基本原理：
    CFG 樁是由水泥 粉煤灰 碎石和細(xì)沙加水?dāng)嚢栊纬傻母哒硰?qiáng)度的樁和樁間土及褥墊層一起形成復(fù)合地基，CFG樁復(fù)合地基通過褥墊層與  基礎(chǔ)相連接，無論樁端落在一般土層還是淤泥土質(zhì)均可保證樁間土始終參與工作。由于樁間土的強(qiáng)度及模量比樁間土大，在荷載作用下樁頂應(yīng)力比樁間土的應(yīng)力大，樁可承受的荷載向深的土層傳遞并相應(yīng)減少樁間土承載的荷載。
    樁體是由機(jī)械成孔后將攪拌好的砼利用泵機(jī)打入孔中，在拔管的過程中利用高差產(chǎn)生的重力將混凝土自振搗效果，這樣不僅在成樁的過程中不僅擠密樁間土還擠密樁身，使其具有水硬性，使處理后的復(fù)合地基的強(qiáng)度和抗變形的能力明顯提高。
    在復(fù)合地基中，基礎(chǔ)和樁間土之間設(shè)有設(shè)置一定厚度的散粒狀組成的褥墊層，是地基的核心部分，基礎(chǔ)下是否有褥墊層對(duì)地基的承載能力有很大的影響，若不設(shè)置褥墊層，復(fù)合地基和普通的樁基礎(chǔ)相似，樁間土的承載能力難以發(fā)揮，不能稱作復(fù)合地基。基礎(chǔ)下只有設(shè)置了褥墊層，樁間土承載能力才能發(fā)揮出其潛在的作用。
    二、CFG樁加固地基的設(shè)計(jì)與施工
    CFG樁設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C20,樁型為￠400X13000單樁，單樁復(fù)合地基承載力特征值為200kpa.
    施工準(zhǔn)備：
    1. 資料和條件：
    （1）建筑場地和勘察報(bào)告
    （2）CFG樁圖和設(shè)計(jì)說明
    （3）建筑場地的水準(zhǔn)控制和點(diǎn)和建筑物位置控制坐標(biāo)
    （4）具備三通一平
    2、塑料排水板的設(shè)計(jì)
    在地基中設(shè)置塑料排水板的作用主要是增加排水途徑，縮短排水距離，使素砼加快沉降發(fā)展。塑料排水板設(shè)計(jì)是將塑料排水板換算成當(dāng)量直徑的砂井，采用砂井理論和設(shè)計(jì)方法，塑料排水板打設(shè)在樁周圍，由于淤泥深9米，所以塑料排水板要打穿透淤泥。
    雇結(jié)度是計(jì)算塑料排水板設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的問題，因?yàn)橹栏骷?jí)荷載下不同時(shí)間的固結(jié)度就可以推算出地基強(qiáng)度增長和荷載的沉降量，從而可以進(jìn)行各級(jí)荷載下的穩(wěn)定系數(shù)，確定加載相應(yīng)計(jì)劃。
    3、技術(shù)措施：
    （1）確定施工機(jī)具和配套設(shè)備
    （2）材料的規(guī)格技術(shù)要求及數(shù)量
    （3） 試樁長孔數(shù)量不少于1%，以復(fù)核地質(zhì)資料及設(shè)計(jì)工藝是否適宜，以便即時(shí)修訂技術(shù)參數(shù)
    （4）按照施工圖放好樁位
    （5）確定打樁順序與樁距有關(guān)，軟土中因樁距較大可采用間隔跳打法
    （6） 復(fù)合基準(zhǔn)線水準(zhǔn)點(diǎn)，CFG樁的軸線定位點(diǎn)
    （7）施工中作好樁進(jìn)深情況表
    4、施工機(jī)具：螺旋鉆機(jī)  砼泵車
    5、施工工藝：
    （1）鉆機(jī)在鉆到預(yù)定深度后空轉(zhuǎn)30秒
    （2）拔管速度放慢，拔管過程中不允許出現(xiàn)反插，不允許出現(xiàn)供料不及時(shí)現(xiàn)象，如果不可避免則在檢測報(bào)告出來后根據(jù)報(bào)告視具體情況而定是否進(jìn)行補(bǔ)樁。
    （3）在拔出地面后應(yīng)使樁頂標(biāo)高宜高于地面50cm封頂，利用七自重應(yīng)力對(duì)樁頭進(jìn)行保護(hù)。
    （4）在施工過程中作好材料的試塊的取樣工作，進(jìn)行28天后的抗壓強(qiáng)度。
    （5）待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度后（一般為3-7天）進(jìn)行施工的長樁檢測，并根據(jù)檢測報(bào)告作出響應(yīng)的處理
    （6）樁頭處理后進(jìn)行褥墊層的餓鋪設(shè)，其多余寬度不得小于墊層的厚度
    6、質(zhì)量要求及成品保護(hù)
    （1）質(zhì)量要求：
    A 樁長允許差≤1/2D
    B 樁徑允許差≤2cm
    C 軸線允許差≤1%
    D 樁位允許偏差：滿堂紅≤1/2D
    條  基≤2cm
    軸線方向≤1/3D
    (2)成品保護(hù)：
    A  CFG樁成樁后待達(dá)到一定強(qiáng)度后（一般為3-7天）后進(jìn)行樁頭處理；
    B  土方開挖時(shí)不可對(duì)樁頂以下的土體進(jìn)行破壞，應(yīng)盡量避免擾動(dòng)樁間土；
    C 剔除樁頭時(shí)先找出樁頂?shù)臉?biāo)高位置，用鋼釬等工具沿樁心剔除多余樁頭。在操作過程宜兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行，不可用重錘或重物橫擊樁體，直到設(shè)計(jì)標(biāo)高，并把樁頂找平；
    D 如果在基槽開挖和剔除時(shí)造成樁斷至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下時(shí)，應(yīng)進(jìn)行接樁，但在接樁過程中要保護(hù)好樁間土。
    三、CFG樁加固地基的試驗(yàn)與檢測
    1、單樁靜載試驗(yàn)：
    采用壓重堆載法試驗(yàn)，由壓重千斤頂荷載板等組成的工作系統(tǒng)對(duì)復(fù)合地基加荷試驗(yàn)得到單樁復(fù)合地基承載力的特征值。
    2、單樁靜載試驗(yàn)基本值的確定
    5#樁逐級(jí)加壓至720kpa 時(shí)樁的荷載板累計(jì)沉降量為67.55mm停止試驗(yàn)，根據(jù)相對(duì)變量值確定CFG樁復(fù)合地基承載力特征    值的規(guī)定S/b=0.01即S=11mm所對(duì)應(yīng)的壓力。5#CFG樁承載力特征值可取510 pka 依據(jù)相對(duì)變形值確定的承載力特征值不應(yīng)大于最大加壓力的一半即5#樁復(fù)合地基承載力特征值為360pka, 大于設(shè)計(jì)值200pka （q-s）曲線省略。
    結(jié)論：
    1、以復(fù)合地基的靜壓結(jié)果數(shù)據(jù)看本工程所采用的復(fù)合地基最大限度的發(fā)揮了其特點(diǎn)，使復(fù)合地基的承載力得到大幅度的提高地基變形得到控制。
    2、 復(fù)合地基中由于CFG樁中摻入少量的粉煤灰，不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載力其受力和變形類似于素混凝土樁，具有地基承載力高，變形小穩(wěn)定快施工簡單易行，且工程造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益和餓社會(huì)效益明顯。
    3、是否是設(shè)置褥墊層以及材料的厚度直接影響復(fù)合地基和樁間土強(qiáng)度的發(fā)揮，合理的墊層厚度對(duì)提高復(fù)合地基的承載力和減少沉降變形是非常有利的。
    4、由于CFG樁屬于新工藝，在沿海地區(qū)的施工中還很少應(yīng)用這種樁，在此次的施工中遇到很多問題并得到相應(yīng)的解決，這樣為沿海地區(qū)成功實(shí)施這種新工藝奠定了基礎(chǔ)和并總結(jié)了一定的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。