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岩土研究院

CFG桩用于高层建筑工程实例

346 2022-04-18 10:08:44

(一)工程概况

北京大屯慧忠北里居住区C区三塔3号、4号、s5号高层住宅楼,设计地上27层,地下2层,地下室底板标高-76m。设计要求地基承载力标准值为450kPa,建筑物的绝对沉降量小于等于60mm,差异沉降量符合国家现行规范要求。该工程原设计采用钢筋混凝土灌注桩基础,经研究后改为CFG桩复合地基。

(二)工程地质条件

拟建场地地形平坦,地表标高为41.1~41.4m,属永定河冲洪扇与温榆河槽流摆动沉积过渡部位,地下水位埋藏较浅,沉积颗粒细小,以永定河冲洪积物为主,夹有少量牛轭湖沉积,为中软场地土,天然地基土承载力标准在180~450kPe之间。从地下室基础底板以下土层分布为∶

④层∶黄灰色粉质粘土,饱和,中密,含云母、少量有机物,承载力标准值180kPa(实际验槽发现基底下有约1.0m厚的软弱夹层,其承载力标准值仅110~130kPa),厚度约2.0m。

⑤层∶褐黄色细中砂,饱和,中密~密,含云母、卵砾石粗颗粒,承载力标准值约210kPa,层厚约4.0m。

⑥层∶褐灰色粘质粉土,湿,中密-密,可塑-硬塑,含云母、氧化铁及少量有机物,承载力标准值约250kPa,层厚约2.6m。

⑦层∶褐黄色细中砂,饱和,中密~密,含多量云母、氧化铁,承载力标准值约220kPa,层厚0.75m,局部缺失。

⑧层∶褐黄色粉质粘土,湿,中密~密,硬塑~可塑,含云母、氧化铁,混有中粗砂颗粒,承载力标准值约350kPa,层厚约7.2m。

⑨层∶褐黄色细中砂,饱和,中密~密,含多量云母、氧化铁,含有10%左右的圆砾,承载力标准值220kPa,层厚约0.7m。

⑩层∶褐黄色粉质粘土,湿,密实,硬塑,含云母、氧化铁,混有粗、砾砂颗粒,偶见较多的姜石,承载力标准值约450kPa,层厚约5.6m。

地下水位在地表下4~5m。

(三)CFG桩施工

该工程的主要特点是施工难度较大。从设计角度而言,由于上部结构设计对复合地基的要求较高,CFG桩布桩应该密一些,桩长一些;但是从施工角度而言,由于⑤层细中砂的厚度大,且处于地下水位以下,采用排土工艺的 CFG 桩不能直接穿透砂层,而且即使增加钻土引孔工艺后,钻孔的护壁难度也较大。针对上述问题,正式开工前,在现场做了大量工艺试验,确定了施工工艺如下∶

(1)CFC桩设计桩径400mm。引孔参数为φ300mm×16m±1.0m,采用小孔径是为了尽量避免塌孔,且在钻至设计深度后反复回转造浆护壁。

(2)施工中在条件允许时,隔2根桩引孔1个,连续施打。否则引1个孔成桩1 根。

(3)为了避免⑤层细中砂塌孔后,在桩的上部(桩顶下2.0~6.0m)造成空腔,施工中在CFG桩上部反插三次,并留振以确保成桩质量。

(4)对基底下约1m的软弱夹层,采用在每组CFG桩间加做 1350mm ×2.0m夯实水泥土桩给予补足。

该工程CFG桩平均桩长16.5m,平均桩距1.55m,设计桩身强度C20,单桩承载力700kN,满堂布桩,3号楼共布CFG桩417根,夯实水泥土桩370根。参见图3-11 -37桩位图。施工从1996年2月至4月,共历时74d。

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(四)效果及评价

地基处理竣工后,由国家建筑工程质量监督检测中心,抽查了4根桩,分别做了三组单桩载荷试验和一组单桩复合地基静载荷试验,参见图3-11-38。检测结果证明,该工程的CFG桩复合地基完全满足设计要求。CFC桩复合地基的总造价(含增加夯实水泥土桩费用)仅为原灌注桩基础造价的44%,加固效果良好。

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