复合地基处理在施工中的应用

李 燕 飞

(山西一建集团有限公司，山西 太原 030006)

复合地基处理在施工中的应用

李 燕 飞

(山西一建集团有限公司，山西 太原 030006)

结合工程实例，对地基处理时采用CFG桩+碎石桩二元复合地基的技术要求进行了分析，介绍了CFG桩和振动沉管碎石桩的工艺流程和操作方法，总结了复合地基处理的优越性。

地基处理，碎石桩，CFG桩，承载力

1 施工概况

某工程的地基处理采用CFG桩+碎石桩二元复合地基进行处理，地基基础设计等级为乙级，复合地基处理要求如下：

1)垫层下铺设200厚砂石褥垫层。2)碎石桩桩直径为400 mm，正方形布置，桩距1.2 m，有效桩长13 m。CFG桩桩径为400 mm，正方形布置，桩距1.2 m，有效桩长16 m。在每4根碎石桩居中插打一根CFG桩，并与桩间土形成复合地基。

2 施工计划

2.1 施工技术准备

熟悉建筑场地的情况；组织有关人员对图纸进行会审；编制与实际情况相结合的专项施工方案；做好安全、技术交底；施工CFG桩前，采用商品混凝土，由搅拌站出具C20混凝土的配合比；施工前碎石桩用碎石等材料进行试验合格后施工。

2.2 施工生产准备

1)施工机械设备进场计划。机械进场数量根据施工现场情况而定，主要机械设备和机具见表1。

2)施工道路畅通，保证施工用碎石运送到位，保证灌车能顺利浇筑混凝土。

表1 拟投入主要机械设备一览表 台

3)根据全部机械设备的最大功率进行施工现场用电设计，布设用电线路以及配电箱等。

4)根据建设单位提供的基准水准点，对现场的的高程进行复测，并做好测量放线记录，并由建设或监理单位复验合格，签字盖章齐全后方可进行下一步工作，确定好CFG桩以及碎石桩的桩顶标高。

5)根据地质情况确定碎石桩及CFG桩的施工顺序，碎石桩打桩施工顺序按一侧向另一侧推进施工，CFG桩施工顺序在液化土层中，应采取跳打或围打方式进行。先施工碎石桩，再插打施工CFG桩，应在碎石桩施工完成14 d以后进行消除液化，检测合格后方可进行CFG桩的施工。

6)材料要求。碎石桩桩体材料采用含泥量不大于5%的碎石，最大粒径不得大于50 mm，桩孔内填料的充盈系数一般选择1.2～1.4。

3 施工工艺技术

地基处理采用CFG桩+碎石桩二元复合地基进行地基处理：碎石桩桩径0.4 m，正方形布桩，桩间距1.2 m，碎石桩处理后的复合地基承载力特征值不得小于150 MPa。CFG桩内插于正方形中心，桩径0.4 m。CFG桩处理后的复合地基承载力特征值一般不得小于350 MPa，单桩承载力特征值一般不得小于500 MPa。桩有效长度约16 m，CFG桩混凝土强度等级为 C20。

3.1 CFG桩施工工艺技术

1)工艺流程。

施工准备、定位测量→桩机就位→钻进成孔→拔管、浇筑混凝土→移机→成桩清理→成品保护→挖除空桩部分土方、清理桩间土→剔凿桩头→施工褥垫层。

2)操作方法。

a.施工准备。根据地质勘查报告，结合施工图纸设计参数以及现场实际情况，选择设备机械和施工方法。打桩前应先平整场地，场地内高差不大于10 mm，并清除现场杂物，根据建设单位提供的地勘资料标记出场地范围内地下管线及地下构筑物等的位置。测量放线，采用全站仪定出控制轴线、边线以及控制线等并做好标识。打桩施工前先将施工CFG桩的区域进行场平，并在基坑内做出高程控制桩点和建筑四角坐标控制点，并报验合格后方可进行桩位布点。

b.桩机就位。CFG桩桩机就位时，必须保持桩机机身平稳，不发生偏斜、移位等，为准确控制钻孔深度、垂直度以及位置等，确保CFG桩垂直度允许偏差不大于1.5%。要在机架上或钻杆上做出控制的标尺，以便在施工中进行观测、控制及记录。钻杆调试。调直机架钻杆，对好桩位点，开动机器钻孔，达到控制深度后浇筑混凝土，成桩后，复测桩点位。

c.钻进成孔。钻孔开始时，应关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面桩点位置时，启动钻机进行钻进。一般钻进速度应先慢后快，这样既能减少钻杆在钻进过程中的摇晃，又容易检查钻孔的孔位偏差、垂直度偏差等，以便钻进过程中及时纠偏。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应停止钻进，并查明原因后，排除故障方可继续施工钻进，强制钻进易导致桩孔偏斜、位移等，甚至使钻杆、钻具等损坏。当钻进至钻头到达设计桩长预定桩底标高后，应在停留位置相应的钻机塔身处作明显标记，作为施工时控制钻孔深度的依据，并在施工中随时用水准仪等进行检测，当钻杆钻进深度达到标记处时桩长即满足设计要求。施工时还需考虑施工场地作业面的标高，钻进时作相应调整。

d.混凝土浇筑及提升钻杆。CFG桩成孔到设计底标高后，应停止钻孔，开始用HBT60型混凝土输送泵泵送混合料，当钻杆空心充满混合料后开始提升钻杆，严禁先提升钻杆后泵送混合料。CFG桩的钻杆提升速度宜控制在1.2 m/min～1.5 m/min，泵送混合料成桩过程宜连续进行，不得随意中断。施工中每根桩的浇筑混凝土量不得少于设计灌注量，并且应考虑混凝土输送泵泵管及泵车内的混凝土残余量来控制浇筑混凝土过程中钻杆的开始提升时间，并用混凝土的浇筑总量来控制每根桩的混凝土浇筑停止时间，总量中还应考虑保护桩头所用混凝土的量。混凝土强度等级为C20,混凝土坍落度为180 mm±20 mm。为保证混凝土的施工性能，要及时与商品混凝土厂家沟通，做好混凝土的技术要求，施工时的混凝土坍落度应按规范要求抽查，如不符合技术要求，要求商品混凝土厂家进行调整，桩体混凝土要从桩底到桩顶标高高出500 mm，施工褥垫层前凿去超出的混凝土部分到设计桩顶标高。混凝土浇筑时，要选有经验的机操工，用锤子敲打，以确定混凝土灌入量。要高出设计桩顶标高0.5 m以上，确保桩顶混凝土的密实度及施工质量符合设计及规范的要求。

e.移机。当上一根桩施工完毕后，将钻机进行移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩的出土量较多，经常将临近的桩位点覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此，下一根桩定位施工时，还应根据轴线控制线或周围桩的位置对下一根桩的桩点位进行复核，保证桩位准确。移机完毕根据需要将钻孔出土清理至不影响施工的地点。

f.成桩清理。本工程CFG桩空桩长度为 2 m～3 m。在单桩混凝土强度达到80%时，我们将使用履带式单斗液压反铲挖掘机(斗容量1 m3以内)和人工配合将钻桩孔泥土和预留的桩头保护土清理到设计标高。单桩成型后，要安排专职人员将桩头四周散落的混凝土及时进行清理，但不得扰动桩身混凝土，以免影响桩身质量。挖除土方时应注意严格控制标高，安排专人看护，避免挖掘机碰触桩头对桩身混凝土造成损伤。施工过程中采用履带式单斗液压反铲挖掘机(斗容量1 m3以内)配合，CFG桩完工后再统一清土至场内甲方指定地点。根据设计和施工规范要求，灌注桩成型时由于桩顶500 mm混凝土密实度有可能达不到要求，所以必须预留500 mm的混凝土桩头，待混凝土强度达到80%以上时，再用机械锯断，距设计标高将其锯断的混凝土拉运到甲方指定位置。CFG桩验收合格后方可进行褥垫层施工，褥垫层厚度200 mm或300 mm，褥垫层材料一般选用5 mm～31.5 mm连续粒径的碎石等材料，褥垫层宜采用小型挖掘机或小型装载机进行摊铺，人工配合铺平。采用静力压实法铺设，褥垫层一般采用夯填度进行控制，一般不得大于0.9。施工结束后，进行复合地基静载荷试验及低应变检测，检测依据JGJ 79—2012建筑地基处理技术规范执行，检测合格后方可进行下一步施工。

3.2 振动沉管碎石桩施工工艺技术

1)施工工艺流程。桩位布置→机械就位→启动振冲器→振动冲击成孔→填料→振密成桩→检查验收。

2)操作方法。a.桩位布置：采用全站仪，根据施工图纸及控制点位等确定桩点位基线，布设桩点，采用直径20的钢筋在桩中心点下砸深200 mm～300 mm的孔，孔内灌白灰做明显标记。b.机械就位：采用吊车起吊振冲器对准桩点位。c.启动振冲器：启动振冲器，检查电压和振冲器空振电流是否正常。d.振冲冲击成孔：吊机放下振冲器，使其对准桩点位，并贯入土中，一般成孔速度控制在0.5 m/min～2.0 m/min，成孔过程中应保持振冲器呈悬吊垂直状态，以保证成孔垂直度。当成孔深度达到设计深度时停止振冲，并将振冲器上提300 mm～500 mm。e.填料：在成孔过程中即可向振冲器的空心中填料，总填料量应满足碎石桩的充盈系数计算的方量，每次填入孔内的碎石料0.2 m3～0.5 m3，然后将振冲器上提并重复沉入到填料中进行振密。振密后留振不少于30 s。将振冲器提升300 mm～500 mm，重复填料、振密等以上步骤，自下而上逐段制作碎石桩体直至完成整个桩体，每米振密时间不少于1 min。f.振密成桩：每根桩都必须保证振密从孔底开始，以每段300 mm～500 mm的长度逐段自下而上直至桩顶设计标高。

4 结语

在高水位及液化场地，需要进行地基处理，应首选碎石桩及CFG桩二元复合地基，其一，能够消除液化。其二，能够满足地基承载力的要求，相比较而言造价低，且施工方便，效率高。

On application of composite foundation treatment in construction

Li Yanfei

(ShanxiNo.1ConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

Combining with engineering cases, the paper analyzes technical requirements for the composite foundation with CFG pile and crushed pile in the foundation treatment, introduces their construction craft and operation methods, and sums up the advantages of the composite foundation treatment.

foundation treatment, crushed pile, CFG pile, loading capacity

2015-09-18

李燕飞(1980- )，男，工程师

1009-6825(2015)33-0087-03

TU472

A