CFG桩复合地基在地基加固中的应用

ＣＦＧ桩复合地基在地基加固中的应用　刘保民①　摘要白万备‘Ｄ　孙明远②　（①河南理工大学资源环境学院　②中煤地质局光华地质基础工程公司）　本文对几种地基处理方法进行了分析比较，综合工程造价、处理效果、工程进度及环境影响等因素，选用了ｃＦＧ桩　ＣＦＧ桩复合地基地基承栽力　复合地基这种地基处理方法一并对地基处理的参数进行了设计，最后对ｃＦＧ桩的质量检测进行了检测一　关键词随着工程建筑向高空和地下的发展，建筑造型的复杂化，而使　３复合地基的设计　建筑物的荷重日益增大和不均匀．这些都对地基有更高的要求。传　统的桩基础固然可以满足不同的设计要求，但其造价相对较高。长　螺旋钻孔管内泵压ｃＦＧ桩复合地基是一种较为新颖的地基处理方　法，是水泥粉煤灰碎石桩法（ｃＦＧ桩）中的非挤土成桩工艺，这种施　工工艺是钻孔灌注桩与泵送混凝土两种方式的有机结合，近年来在　中高层建筑的地基处理中得到广泛应用，已成为应用最普遍的地基　处理技术之一。ｊ。　１工程地质概况　拟建邯郸市宏达名都花园３　商住搂，位于陵园路东段，原新维　汽车配件商城院内。该搂地上十层，地下一层，框架剪力墙结构．　安全等级二级，设计基础底面尺寸为４．８×３．２ｍ，埋深为３ｍ，设计　要求地基承载力特征值大－］：２００Ｋｐａ。根据工程地质勘察报告，在　勘探深度范围内，场地土层自上而下分为８个单元层。由设计资　料，３号商住搂基坑开挖深度３ｍ，要求地基承载力大－］：２００Ｋｐａ。基　底持力层应为第②层粉土，该土层承载力标准值仅１１０Ｋｐａ，其强　度远远不能满足建筑要求，必需进行地基处理。各土层物理力学性　质见表ｌ：　表１　各土层物理力学性质指标统计表　■性　ｔ性　＾摩　●＾　■■　■＾　■■　●■　ｆＩｄｅａＩ　Ｉｔ■　０　＇ｊ　１．１２　ｌ＇ｔ，Ｊ　１０　ｎ１７　盘　＇　ｎｌ＿　１９．３　ｎ皿　争　●Ｓ　ｎ　＂Ｊ　１３　ｔｔ．１￣　蕾　Ｉ＾３　ｔ　ＩＳ．７　３０　０ｊｌ　０　ＩｔＩ　Ｏ王　＂　Ｏ．１１ｔ　奎　¨ｎ肚　蕾●　１９　０　０　‘‘　０　，ＬＩ　ｎｌ，　ｔ　２地基处理方案　地基处理方法选择正确与否是决定工程建筑安全和造价的关　键。地基处理方法选择的目标是造价低、承载力高、施工方便和工　程进度快。就本工程比较碎石桩．静压桩、沉管灌注桩和ｃＦＧ桩等　几种方法。在经济分析中，考虑了造价、安全度、工期与施工难度　等因素方案，各方案造价分析贼２　表２地基处理造价分析表　ｔｔ方ｔ　ｔ赍（￣ｃ／ｍ＂）　謇奎Ｊｔ　工■ｆ足Ｊ　】Ｉｌ工●廑　耳　■２柚　十牛　ｔ薯　Ｉｔ．ｔｌ，　既ｆ毫逮ｔ　１０１０　十丰　收■　－ｔ　ｃ　Ｇ■∞Ｏ　十牛　麓■　ｌ■　从表２可以看出：碎石桩复合地基造价最低，施工容易，但粘　性土的挤密效果并不明显，增加桩长对复合地基承载力提高也很有　限。而本工ｊ　承载力要求较高，用碎石桩复合地基很难满足设计　要求，若想提高地基承载力，只有提高置换率，这样又提高了工程　造价。同时，碎石桩施工时过程中噪声较大且泥浆污染严重，周围　的环境也不允许。ＣＦＧ桩复合地加固地基能够使地基承载力较大加　幅度提高，而且具有可调性，可以通过改变桩长或桩距来达到不同　复合地基承载力。同时，桩顶褥垫层发挥调节作用，桩和桩问土共　同进行承担上部荷载．其中桩承担荷载占总荷载的４０％一７０％．从　加固机理上看ＣＦＧ桩也更适合本场地土。最后综合分析比较，决定　采用ＣＦＧ桩复合地基　由于地下水水位较高．并考虑场地周围环境　条件，决定采用长螺旋钻孔管内泵压ｃＦ。畦这种施工工艺。　３．１复合地基设计参数　长螺旋钻孔泵压ｃＦＧ桩复合地基设计参数主要有：桩径、桩　长、桩距（置换率）、桩体强度和褥垫层厚度及材料。　ｆ　１）桩长。ＣＦＧ桩要求桩端落在较好的土层上，桩长是　ＣＦＧ桩复合地基设计时首先要确定的参数，它取决于建筑物对承载　力和变形的要求、土质条件和设备能力等因素，根据岩土工程勘察　报告中提供的各土层的具体工程特性，桩端持力层应为第⑥层粉　土，桩长为１０．８ｍ。　（２）桩径。桩径取决于设计时所选用的施工设备，由于施工　时采用排土长螺旋钻孔管内泵压ｃＦＧ施工工艺，桩径取０．４ｍ。　（３）桩距。根据设计要求的复合地基承载力、地基土的性质　及设计桩长，桩距取ｌ、５ｍ，置换率为５．５％。　（４）桩体强度。桩身强度等级须保证桩体在桩顶荷载作用　下．桩体能够发挥桩的摩阻力和端阻力，设计时桩体试块强度标准　值按３倍的桩顶平均应力设计，该商住楼桩身强度等级设计为　Ｃｌ５。　（５、褥垫层的厚度。褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石　或碎石，厚度宜取ｌ５ｃｍ～３ｏｃｍ。本工程褥垫层厚度取ｌ５ｃｍ，材料　采用０．５ｃｍ～Ｉｃｍ的碎石。　３．２单桩竖向承栽力　ｃＥＦＧ桩的承载力标准值可通过载荷试验确定。初步设计时可　由下式　计算：　Ｒｏ　Ｕ　Ｐ　ｑ　１ｑＰＡＰ　．　式中：　一单桩承栽力特征值；Ｈ，一桩周长；　一桩周第１层土的侧　阻力特征值（ｋＰａ）；　一第ｉ层土的厚度；　一桩端阻力特征值（ｋＦ＇ａ）；　Ａ，一桩截面积。　根据计算并考虑安全系数，单桩承载力取３４０ｋＮ。　３．３复合地基承栽力和变形计算　３．３．１复合地基承载力计算在正常条件下，长螺旋钻孔管内　泵压灌混凝土桩的承载力标准值应通过载荷试验确定。但在初步设　计时可由下式　’计算：　＝ｍ生Ａｐ＋　（卜ｍ）　式中：，０一复合地基承栽力特征值（ｋＰａ）；ｎｌ一桩土面积置换率；　Ｂ一桩间土承栽力折战系数；凡一桩闻土承载力特征值（ｋＰａ）　根据岩土勘察报告中土的物理力学性质和ｃＦＧ桩设计有关资料　计算得出复合地基承载力为２２２ｋＰａ。　３．３．２变形计算复合地基的变形包括加固区的变形量和下卧　层的变形量，计算变形的方法采用用复合模量法。即计算时复合土　层分层与天然地基相同复合土层的模量等于天然土层模量的∈倍，　加固区和下卧层土体内的应力分布采用各向同性均质的直线变形理　论　。计算结果复合地基的最终沉变形量为５６．７ａｒｍ，在建筑物允　许范围之内。　４质量检测　工程施工时间ｌ５天，共设计施工ＣＦＧ桩４２Ｉｌ根，置换率达　５．５８％，完工后委托有关单位进行了检测。检测采用低应变反射波　法检测桩身完整性　本次共抽检８４根桩，其中Ｉ类桩５６根，占被测　桩总数的６６．６７％；１Ｉ类桩２８根，占３３．３３％；没有发现ｌｌｌ类、ｌｖ类　桩，桩身质量满足设计要求；同时抽取４根桩进行单桩静载荷试　验，从静载荷试验情况来看，加荷均没有达到极限荷（转１　１０页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

１１０　ＩＩ：科技２００７￣－第３期　技术研发　考虑．实际施工中没有挖除ｌ同水泥混凝上面板．只在面板上粘单面　和抗疲劳开裂的能力．没汁时宜在沥青路面下没置沥青混合料的联　烧毛上工布后铺沥青上面层。通车两月后就出现沥青面层大面积脱　结层。采用较薄的沥青砼面层时，特别是在旧路面上加铺嘶层时，　落．造成不好的社会影响。经技术分析，主要是因为上工布与旧水　要采取措施施加面层与基层之『臼Ｊ的粘结．以防止水平力作用而引起　泥混凝上面板粘接效果差及沥青面层过薄。最后在维修整改中没计　的浙青面层开裂破坏。　取消了上工布．在修复原旧水泥混凝上面板的裂缝基础上加强沥青　（２）要充分发挥改性浙青（ＳＭＡ）路面的性能，应结合当地　粘结层施工质量，然后铺４厘米ＳＭＡ一１３浙青上面层＋６厘米ＡＣ一　实际条件并从确定路基的施工质量、原材料及混合料的质量控制、　２０ｌ沥青下面层，并进行设汁调坡　建成通车使用至今，该浙青路　施工工艺和机械配置等入手，尽可能采用先进的机械设备和合理的　面一直表现出良好的路用性能。　配置。只有各方面部注重了质量控制，改性沥青（ＳＭＡ）路面才能体　【２）结合本地实际条件．经实验技术分析比较后．采用石灰　现其优良的路用性能　岩料代替辉绿岩料作为浙青混合料的骨料同样表现出与沥青良好的　（３）竹溪立交桥建成通车后经过两个高温多雨夏季的考验，　粘附及耐磨耗性能。一般通常认为辉绿岩山于呈碱性与沥青结合较　桥面铺装及地面主线道路路面表现出优良的路用性能，其　期性能　好，试验证明这是一种假象。粗、细集料的品质才是决定ＳＭＡ成　有待实践的考验。随着改性沥青技术的发展，改性浙青混合料施工　败与否的关键　石灰岩｝Ｉｊ于ＳｉＯ　的含量和结晶程度最低．所以、强　技术也需要进一步的完善和发展。　度和表面粗糙较好．与沥青的粘附及耐磨耗性能自然就好　，ｒ酊酸碱　化学反应是对溶液而言的．熔点达５００。Ｃ以上的岩石当然不会发生　参考文献　『１１沈金安改性沥青与ＳＭＡ路面【Ｍ】北京：人民交通出版社．１９９９　这种反应　『２１　ＧＢ５ｆ￣Ｊ９２—９６．沥青施工与验收规范【ｓ】．北京：中国计划出版　５结语　社．１９９７　作者简介谭东勇，广西大学路桥专业毕业，学士学位，南宁市　（１）对交通量较大的路段．为使沥青路面具有一定的抗弯拉　基础工程总公司工程师。　（收稿日期：２００７・０２・０５）　（接８９页）载．根据相对变形值确定单桩承载力为３４０ｋＮ，与没计　孔灌注桩在场地地下水位较高时施工中形成塌孔、断桩等质量缺陷　值基本吻合。　难题。同时，还具有施工费用低、工效高、噪音和振动污染小、不　５结论　存在泥浆污染和桩身质量好等优点。　（１）ＣＦＧ桩复合地基能够很好地解决高层建筑承载力问题。　参考文献　从该工程来看，地基处理后承载力标准值提高了２倍以上；同时也　…张万风．长螺旋钻管内泵压混合料ＣＦＧ柱复合地基在民用高层　能够解决高层建筑地基沉降问题，采用ＣＦＧ桩复合地基处理后．地　住宅中的应用．工程质量，２ＯＯ３，４：３６～　基变形的理论计算值为５６．７　ｍｍ，建筑物建成后沉降实际观测值仅　『２１阎明礼，张东刚．ＣＦＧ桩复合地基技术及工程实践　中国建筑　为２５ｍｍ．　．科学研究院建筑地基处理技术规范（ＩＧＩ一２００２）　中国建筑工业出版社　（２）长螺旋钻孔管内泵压ＣＦＧ桩料施工工艺解决了沉管灌注　作者简介刘保民（１９７２一），硕士、讲师，主要从事工程地质　桩坚硬土层中的成孔难题和淤泥质土施工时的缩经问题，克服了钻　及水文地质的教学与研究。　（收稿日期：２００７・０１・２５）　（接１０２页Ｊ　’ＥｘｃｅｌｘｌＢｏｏｋ．Ｃｌｏｓｅ（Ｔｒｕｅ）’关闭工作簿　Ｅｅｎ　Ｓｕｂ　’ＥｘｃｅｌｘｌＡｐｐ　Ｑｕｉｔ’结束ＥＸＣＥＬ对象　然后在Ｃｏｍｍａｎｄ－Ｃｌｉｃｋ事件巾加入如下代码　以上三行可以不、止终端用户看￣ｌＪＥｘｃｅｌ运行而直接输出到打印　Ｐｒｉｖａｔｅ　Ｓｕｂ　Ｃｏｍｍａｎｄｌ－Ｃｌｉｃｋ（）　机，如删除也可，终端用户可以修改报表格式以符合自己的要求，　Ｄｉｍ　Ｒｏｗ一１．￣－３宪义行数　Ｒｏｗ—Ｉ＝１　定义列数　然后用Ｅｘｃｅｌ的打印输出。　Ｓｅｔ　ＥｘｃｅｌｘｌＡｐｐ＝ＣｒｅａｔＯｂｊｅｃｔ（　Ｅｘｃｅｌ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ”）　创建ＥＸＣＥＬ对象　ｓｅｔ　ＥｘｃｅｌｘｌＡｐｐ＝Ｎｏ【ｈｉｎｇ’释放ＥｘｃｅｌｘｌＡｐｐ对象　ｓｅｔ　Ｅ）【ｃｅｌｘｌＢｏｏｋ＝ＥｘｃｅｌｘｌＡｐｐ　Ｗｏｒｋｂｏｏｋｓ．Ｏｐｅｎ（”＆ｔａｂｌｅ　ｘｌｔ”）’打开已存　Ｅｎｄ　Ｓｕｂ　在的ＥｘｃＥＬ工作薄文件　５结束语　ＥｘｃｅｌｘｌＡｐｐ　Ｖｉｓｉｂｌｅ＝Ｔｒｕｅ’设置ＥＸＣＥＬＳ＂象可见（或不可见）　Ｓｅｔ　ＥｘｃｅｌｘｌＳｈｅｅｔ＝ＥｘｃｅｌｘｌＢｏｏｋ．Ｗｏｒｋｓｈｅｅｔｓ（ｓｈｅｅｔ１）　设置活动工作表　以上通过介绍ＶＢ调用ＥＸＣＥＬ的原理和一个简单的实例阐述了　Ｄｏ　Ｗｈｉｌｅ　Ｎｏｔ　Ｒｓ．ＥＯＦ从Ｐｒｏｄｕｃｔ中渎数据　ＶＢ调用ＥＸＣＥＬ的关键技术。　Ｆｏｒ　Ｃｏｌ一１＝１　ＴＯ　９’因Ｐｒｏｄｕｃｔ中共有９列　ＥｘｃｅｌｘｌＳｈｅｅｔ．Ｃｅｌｌｓ（Ｒｏｗ～ｉ．Ｃｏｌ—Ｉ卢Ｒｓ（Ｃｏｌ—ｉ—１）’把数据表中的元素赋植　参考文献　给Ｅｘｃｅｌ的Ｃｅｌｌｓ．因Ｒｅｃｏｒｄｓｅｔ的Ｉｎｄｅｘ是从岍始．所以Ｃｏｌ一１要减ｌ　…ＭｉⅡ０ｓ０ｆｔ全面掌握Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｏｆｉｆｃｅ　２ｒｗｍ应用程序开发清华　Ｎｅｘｔ　Ｃｏ１－１　大学出版社　Ｒｓ　ＭｏｖｅＮｅｘｔ　『２１王国荣ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ　６．０数据库程序设计．人民邮电出版社　Ｒｏｗ－ｌ＝Ｒ０ｗ—Ｉ＋ｌ　作者简介盛晓蕾（１９７９一），女，主要研究方向为计算机教学与　Ｌｏｏｐ　机房管理。　（收稿日期：２００７・０１・１８）　ＥｘｃｅｌｘｌＳｈｅｅｔ　ＰｒｉｎｔＯｕｔ’打印：［作表　（接１０６］￣）业对环境的污染，像异常高压油藏可采用此管柱生产。　（２）采用洗井保护管柱和多功能油层保护管柱，基本解决了　３．２油层保护管柱的实施情况　中、低渗透油田清蜡洗井污染、层问干扰污染对油层的伤害，有效　该三种油层保护完井管柱技术首先在胜利油田进行了现场实　减少了作业次数，降低频繁作业对油气层的污染。　验，技术成熟后相继在其他油田进行现场应用。至２００６年底，累积　（３）若濮城油田低渗透油￣３（ｘ）１３油井部采用多功能油层保护　１６０余井次，有效率达１００％，累产原油２．８　ｘ　１０　ｔ，取得了较好的经　管柱，每年将减少酸化２　次，可节省大量的酸化解堵费用。对于　济效益　同时保护了油层，提高了采收率，节省了费用。　中低渗透油田经济高效开发和提高采收率具有重要意义。　４结论　参考文献　（１）中、低渗透油田的特点决定了在开采过程中易受污染，　［１１赵敏　徐同台等保护油气层技术石油工业出版社．北京：１９９５　油层保护是经济高效开发中、低渗透油ｆｆｌ的必要条件。因此，进一　【２１中国石油天然气总司生产开发局低渗透油田开发技术，石工