cfg桩在地基处理中的应用

CFG桩在地

基处理中的应用

童朝霞：

侯威锋

(1．郑州大学综合设计研究院，河南郑州450002；

2．河南硕华工程造价咨询事务所有限公司，河南郑州450008)

情要】本文通过某高屡住宅建筑地基处理工程实倒，详细阐述了CFG的设计殁施工。

陕键词】粕尼粉煤炙；碎石桩(CFG柱)；应用

1工程概况

某高层住宅位于大学路与南三环交叉口东北角，楼高26层，地下

1层，总高度763米，基础埋深55米。结构形式为剪力墙结构，片筏基础，基地压力标准组合值Pk=428KPa，天然地基承载力不能满足设

计要求，最后确定采用CFG桩进行地基处理。

2场地工程地质概况

场地地貌单元为黄河冲击倾斜平原，场地内第二层粉土及第三层

粉质粘土上部具湿陷性，湿陷等级为I级(轻微)湿陷，湿陷最大深度

为2．5米，高层基坑开挖后，湿陷性土完全被清除，可不考虑地基土湿

陷性的影响。地下水在自然地面下252—25．9米。土层主要特征自上而

下简述如下：第—层杂填土，土层厚度0．50～1A0米；第二层黄土状粉土，土层厚度0．50～2．50米，承载力特征值130Kpa，压缩模量82Mpa：第三层粉质粘土，土层厚度OBO一3．10米，承载力特征值

”OKpa，压缩模量42MDa：第四层粉土，土层厚度0．70～3．40米，承

载力特征值180Kpa，压缩模量13；3Mpa：第五层粉质粘土，土层厚度1BO一6．60米，承载力特征值190Kpa，压缩模量7．6Mpa：第六层粉砂夹粉土，土层厚度1．60—9．20米，承载力特征值250Kpa，压缩模量23．OMpa；第七层粉质粘土，土层厚度9．10—1230米，承载力特征值

220Kpa，压缩模量9．1M

pao3

CFG桩复合地基设计1)该工程设计基础底面标高为一5．4m，基础座落于第四层粉土，天然地基承载力特征值180KPao根据地质勘察资料提供的土层信息，CFG桩的桩端持力层可选择厚度较大，层位稳定，力学性能较好的第

七层粉质粘土，桩长区13．0m。老虑土的性质及旌工方法等因素，桩径

取400ram，依据以往类似工程的经验，桩间距S取160m，正方形布桩，根据JGJ79—2002规范公式72B一2计算桩土面积置换率

m=d2／de2=042门262=Q049，桩身混凝土强度等级为C20，桩顶预

设置250mm厚级配砂石褥垫层。复合地基诵水寸算时5、6土层平均

厚度按3．9m、5．9m取值：&氐7层土侧阻力特征值qsi分别按

30KPa、32KPa、33KPa取值：7层土端阻力特征值qP按700KPa取

值。根据健筑地基处理技术规菏-925条，因天然地基承载力较高，

桩闻土承载力折减系数B可取0．9，处理后桩间土承载力特征值fsk可取天然地基承载力特征值2)180KPao根据饵绚煳处理技术规；酚92．6条的规定，当无单桩载荷

试验资料时，可按下式估算：

Ra=qp×Ap+up×Zqsi×i---516．7+87．9=603．9kN

式中Ra_——卑桩竖向承载力特征值(kN)；

up_—一眭的周长(m)；

qs卜—桩周第i层土的侧Ij．Ib-b特征值(kPa)；l卜-—第1层土的厚度(m)；

q旷—书端端阻力特征值(kPa)；

A矿——桩的截面积fm2)。

3)根据健箱地基处理技术规；苗92．7条的规定，桩体试块抗压

强度平均值应满足下式要求：fcu≥3Ra／Ap=14424kPa

式中fcI卜．—桩体试块(边长150mm立体)标准养护28d立

体抗压强度习氆4)根绡萤燃处理技术规；邑l值(kPa)。

92．5条的规定，CFG桩复合地

基承载力特征值可根单桩竖向承载力特征值按下式计算：

fspk=mRa／Ap+B11一m

)fsk=360kPa式中fspI卜—复合地基承载力特征值(kPa)：m—■面积置换

率；Ra．—-单桩竖向承载力特征值(kN)；fs卜—_农b理后桩间土承载

力特征值(kPa)；Ap_——桩的截面职(m2)：9——啦间土承载力折减

系规

5)根据僧缘【地基基础设计规；苗52．4条的规定，复合地基承载力特征值可按下式修正，经处理后的地基，基础宽度地基承载力修正系数取零，地基埋深的地基承载力修正系数取1_oo

fa=fak+T1by幻一3“-qdym(d-0．5)=448kPa一>Pk：428KP

式中fa_——修正后的地基承载力特征值(kPa)：

fak_—-地基承载力特征值(kPa)：

Tlb、11

da一—_基础宽度和埋深的地基承载力修正系数。

计算结果承载力满足要求。

6)地基变形计算。根据建筑地基基础设计规范(GB50007—200

有关规定，经过地基处理后的地层地基沉降量为2&mm<80mm，

均满足泌寸要求。通过以上计算分析，拟建住宅楼经CFG复合地基加

固处理后最终沉降量及变形满足设计要求。

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CFG桩的施工及要求

CFG桩复合地基施工该工程采用长螺旋钻成孔、管内泵压混合料

灌注成桩。混合料泵送量与拔管速度相配合，提拔钻杆中应连续泵科，特别是在饱和砂土、饱和粉土层中不得停泵待料，避免造成混合料离析、桩身缩径和断桩。施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高50一60cm。清土和截桩选择正确的方法，不得造成桩项标高以下桩身断裂和扰动桩间土。褥垫层铺设宣采用静力压实法(当桩间土的含水量较小时也可采用动力夯实法)，材科多为粗砂、中砂、或碎石，碎石粒径宜为8—

20mm，不得选用卵石，由于卵石咬合力差，施工时扰动较大，褥垫层

厚度不容易保证均匀。施工过程中每台机械一天作一组3块混凝土试

块，标准养护，测定其立方体抗压强度。CFG桩检测中往往发现的大量浅部断桩主要表现在桩项标高以下2—3米内的桩长范围内，开挖发现多为桩间土挖除过程中挖掘机挖斗碰撞桩头所致或是破桩头方法不

对。正确的方法是，桩间土尤其是桩周土的清除必须为人工清除。破桩头时在桩顶标高位置同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎，

用大锤同时击打，将桩头截断。严禁用钢钎向斜下方向击打或用一个钢

钎单向击打桩身。最好用截桩机截桩。清运桩时严禁大型设备在CFG

桩场地通行。

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CFG桩复合地基验收

CFG桩施工完毕，一般在28天后对CFG桩和CFG桩复合地基

进行检测。检测包冶低应变对桩身完整性检测和静载荷试验对承载力检

测。静载荷试验检测数量一般为总桩数的05—1D％，且单体工程不少于3组，低应变检测数量一般为桩数的10％。检测时试验点应随机分

布的原则选取。为保证载荷试验的代表性，进行载荷试验的桩在试验前

应进行低应变捡测，保证所检桩为完整桩。另外由于地层原因或工艺原

因造成大量的缺限桩时，宜增大低应变抽检量。

6结论

CFG桩采用长螺旋钻孔成桩，由于不放钢筋笼，施工速度快，工期短，质量容易控制。CFG桩复合地基具有承载力提高幅度大、变形

模量大、沉降变形小的特点，用于建筑物对地基承载力和变形要求高的

地基是比较理想的。