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岩土研究院

工程实例-CFG桩用于高层建筑地基处理工程实例

386 2022-03-10 10:28:23

近年来,随着我国经济建设的飞速发展,高层建筑大量出现。由于高层建筑荷载大。重心高,对地基强度与变形均要求很高。当天然地基不能满足要求时,较多地采用桩基础或桩箱基础,需耗费大量钢筋、水泥,造价很高。当地基土具有一定强度时、采用CFG桩复合地基,能够取得较为满意的效果,比传统的桩基础具有明显的优势。

一、工程概况和地质条件

平顶山市海南大厦为一高层底商住宅楼,共23层,其中地下室1层,设计室外地坪标高8.70m,基底标高 2.30m,箱基埋深6.40m,设计荷载(包括箱基自重)497337kN,基底压力455kPa。

根据地质报告,该建筑场地地势平坦,标高约为8.70m,地基土主要由第四纪冲、洪积物构成。箱基持力层为粉质粘土混钙核(厚约4m,其下为中密的细~中粗砂及硬塑状粘土),呈软塑~可塑状,承载力特征值fal=160kPa,经深、宽修正后承载力特征值 f=330kPa,不能满足要求。决定采用人工地基箱形基础,即采用 CFG 桩处理软弱持力层,形成CFG 桩复合地基。

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(四)垫层厚度及材料

垫层在 CFG桩复合地基中起着"褥垫"及"找平"的作用,其厚度对复合地基工作性状影响

很大。垫层越薄。桩的应力集中现象越明显,桩土应力比越大,桩间土承载力发挥越低;垫层越厚,尽管对桩间土承载力发挥有利,但桩的承载能力却不能有效发挥。因此。垫层设计应根据地基土的承载力及桩的刚度等因素综合考虑其厚度,一般取 150~300mm,材料可采用密实的级配砂石料。

该工程 CFG桩采用 400mm 桩径,以下部砂层作为桩尖持力层,桩顶、底标高分别为2.10m和一2.30m,桩长4.4m,进人持力层约0.4m;等边三角形布桩.桩心距1.2m,实际共布桩1093根,置换率约10%,桩体标号 Cg(100号),桩顶与基础间设200mm 厚砂石垫层,要求处理后复合地基承载力特征值不小于300kPa。

三、CFG桩的施工

施工机械为 DZ5S型振动沉管打桩机,在原地面整平后施工,沉管深度约10.9m,灌注材料超灌设计标高 1m。采取连续施打方式成桩,桩长以贯人度控制为主,标高控制为辅。每天完成30余根,实际工期35d。工程决算总费用 27.1万元,比灌注桩一—箱基节约122.9万元。

CFG 桩施工除需参照《建筑桩基技术规范》((JGJ 94—94)进行外,还应注意以下几点;(1)由于粉煤灰混凝土和易性较差,因此要充分搅拌,搅拌时间不得少于2min。

(2)由于高层建筑埋深较大,最好在原地表平场后再进行施工,然后再开挖基坑,尽量避免坑内作业。这样不仅施工方便,而且也可减少基底下土的隆起量,从而减少因打桩引起的孔压消散后而产生的桩间土再固结量,以利桩间土承载能力的发挥。

(3)当按(2)法施工时,基底标高以上部分也应灌料,可采用工业废料(如矿渣等)加粉煤灰,水搅拌而成,以节约费用。灌注材料应一次灌足.以使孔内填料有足够压力抵抗土体水平压力,防止缩颈,并可加强反插效果,增大充盈系数,改善处理效果。

(4)由于 CFG桩成桩速度快(一般几十分钟内即可完成1根),故应采用隔行跳打方式施工,以保证施工质量。该工程由于工期紧,没有采取跳打。另外,由于基底以上部分灌料不足,造成了部分桩体缩颈,影响了处理效果,应引以为戒。

四.加固效果检验

CFG桩施工完成后1个月,进行了地基处理效果检验。检验手段为静力触探试验和静载试验。静力触探试验结果表明,桩间土有一定的挤密效果,锥尖阻力g。大约提高了 10%~20%。静载试验为单桩复合地基,共2个点,取s/b=0.02 所对应的荷载值作为承载力特征值,分别为310kPa及320kPa,取复合地基承载力特征值为310kPa,满足设计要求(静载试验在基坑开挖至基底标高进行,由于配重所限,未做到极限荷载)。

需要说明的是,开挖基坑后,发现部分桩体有缩颈现象,平均桩径 370mm、350mm。静载试验是在处理效果最差(指缩颈现象严重)的中部进行的,加固效果是明显的。