CFG桩及夯扩桩复合地基施工技术

CFG桩及夯扩桩复合地基施工技术

张海波罗梦尹崟乔亚伟

中建八局第三建设有限公司重庆400020

摘要：本文通过对CFG桩以及夯扩桩复合地基施工技术进行详细分析，论述了在无明显桩端持力层的软弱地质条件下，CFG桩能够凭借自身独有的优势，取得实际成效，并能够有效解决部分地质条件下的贯入度控制问题。基于此，施工单位需要结合实际状况，合理使用此类技术，从而切实提高工程施工的质量。

关键词：CFG桩；夯扩桩；复合；地基施工技术

1、引言

1）拟建中虹国际南城项目位于南充市嘉陵区都尉路与南虹路相交处，该项目规划建设总用地面积为66960.00m²，其中南地块用地面积为50221.12m²，拟建设总面积约377863.98m2。由3、4、5、6号楼共四栋地上31~33层高层住宅和1栋28层的酒店办公楼、商业建筑组成。整体设有3层地下室，高层为框支剪力墙结构，商业及车库为框架结构，高层住宅部分基础形式均为筏板基础。

2）该工程场地位于拟建南充市都尉与南虹路交叉口，交通方便。场地地形平坦，地貌单元属于嘉陵江水系Ⅱ级阶地。

3）由南充中盛置业有限公司投资建设；由四川盛泰建筑勘察设计有限公司设计，由中国建筑西南勘察设计研究院有限公司对场地进行详细勘察。根据设计要求，主楼采用筏板基础,主楼筏板下地基应进行地基处理，地基处理采用CFG桩，以加固以后达到密实程度的卵石层为持力层,处理后地基承载力特征值：3#楼615Kpa、4#楼660Kpa、5#楼630Kpa、6#楼645Kpa。

2、CFG桩及夯扩桩复合地基施工依据

(1)、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002J220-2002)；

(2)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)；

(3)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)；

(4)、《中虹国际南城项目岩土工程勘察报告》(中国建筑西南勘察设计研究院有限公司)；

(5)、《中虹国际南城3、4、5、6号楼基础平面布置图》(广东建筑艺术设计院有限公司)

3、CFG桩及夯扩桩复合地基设计概述

3.1复合地基加固处理设计要求

根据设计要求，处理后地基承载力特征值3#楼615Kpa、4#楼660Kpa、5#楼630Kpa、6#楼645Kpa。；单桩承载力特征值Ra=1800kN，所有地基处理后压缩模量不小于19MPa。

3.2CFG桩布设

CFG桩采用矩形布置,依据各建筑物地基实际情况，复合地基承载力特征值3号楼fak=615kPa的CFG桩间距1.950×1.950m，5、6号楼复合地基承载力特征值fak=630kPa、640kPa的CFG桩间距1.900m×1.900m，4号楼复合地基承载力特征值fak=660kPa的CFG桩间距1.850m×1.850m。

3.3CFG桩及夯扩桩的桩长

根据本工程勘察报告，本工程CFG桩平均桩长为6m；统计平均桩长仅供施工时参考，实际施工桩长应满足：桩端持力层为经孔底冲击夯实处理后达到密实的稳定（连续厚度大于2.0m）的卵石层。

3.4CFG桩及夯扩桩的桩体材料选用

CFG桩及夯扩桩桩身材料为素混凝土，其强度等级为C25，素混凝土主要组成成分技术要求如下：

1）水泥：宜选用强度等级为32.5R及以上的普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。

2）石料：可选用碎石、卵石。最大粒径不大于50mm，不含植物残体，含泥量不得大于3%。

3）砂：粒径小于0.075mm的部分不超过总重的9%，含泥量不得大于5%。

4）水：应符合混凝土拌合标准。

4、CFG桩及夯扩桩复合地基施工

4.1CFG桩及夯扩桩施工工艺

本工程CFG桩及夯扩桩采用水泥:砂:卵石按照有资格的单位出具的配合比（设计强度等级为C25）进行配料，搅拌后投入孔中分层夯击密实，总体施工顺序为按平面分区交叉进行。

本工程CFG桩及夯扩桩施工拟采用CK15型挤密碎石桩机锤击成桩施工方案，冲击锤重1500kg；成桩直径不小于600mm。

CFG桩及夯扩桩地基处理采用如下施工工艺：

桩位测放—→机具就位—→冲击成孔至设计深度—→清孔—→浇筑C25混凝土—→分段振捣成桩—→养护—→检测—→褥垫层施工(检测合格后)。

以下对几道主要的施工工序作简要的描述：

1）测量放线

桩位测放是在清理平整好的建筑场地内，首先将建筑物的轴线轮廓测放到地面，根据设计的素混凝土桩布桩图将各桩的位置测放到地面上。要求桩位误差不大于0.4倍桩径。

2）成孔

根据设计要求，CFG桩取土成孔至砂卵石层内2.0m后放入φ600套管，在套管内取土成孔至素混凝土桩夯扩段设计深度。取土成孔至素混凝土桩夯扩段设计深度后，报请项目部及甲方、监理单位对成孔质量进行验收，验收合格后，进行夯扩段施工。施工时，逐层取土，直至进入稍密卵石层内，满足设计要求为止。允许偏差：桩长≤100mm；桩径≤-20mm；桩垂直度≤1.0%，桩位偏差≤0.4倍桩径。

3）夯扩段施工

成孔深度验收合格后，进行夯扩段施工。分层填入漂石，分层强夯。当夯扩段施工高度满足设计要求后，进行夯扩段施工质量检测，要求夯击20次，下沉量不大于8cm。夯扩桩采用有资格的单位出具的配合比（设计强度等级为C25）进行配料。

4）浇筑段施工

当夯扩段施工质量满足设计要求后，进行浇筑段混凝土浇灌。控制好桩顶标高，本工程素混凝土桩采用C25商品混凝土分层浇筑。分层灌注高度不大于1.5m，采用插入式振捣器按五点法振捣密实，使用插入式振捣器应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振捣作用半径的1.25倍（一般为300～400mm）。振捣上一层时应插入下层5～10cm，以使两层混凝土结合牢固。振捣器的操作要做到“快插慢拔”，防止先将表面混凝土振实而与下面混凝土发生分层、离析现象同时使混凝土能填满振动棒抽出时所造成的空洞，在振捣过程中，宜将振动棒上下略为抽动，以使上振下捣密实均匀。

当振捣棒的棒头直径和振动频率一定，而施加于混凝土拌和物的振实力度，可以按每一点插棒位置的振捣时间或上提速度来定。

一是模内看得见的混凝土，以现象观察为准，混凝土振实特征表现为:混凝土已无显著沉落、表面呈现平坦，混凝土已不冒气泡、混凝土开始泛浆。二是对能见度低或阴角部分，以快插慢提的速度为准，一般塑性混凝土采用通常的插入式振捣棒，整个过程的累计振捣时间为25s左右，即按本层混凝土厚度做振捣动作:

①“快插”，用1～2s时间尽快插入后上下抽动2～3次，以助混凝土沉落稳定；

②“振捣”，振捣棒于插点不提动，用10s左右时间振捣；

③“慢提”，振捣棒往上提时慢速提动约用15s时间（即按每次3～5cm速度上提，每提一次停1～2s时间），振实并排气。振捣棒提快了，混凝土中的气泡排除不好

5）现场素混凝土桩的施工完成后，待其混凝土达到一定强度（按有关规范）后，进行复合地基的检测——载荷试验。

如果施工过程中遇到与地质资料有出入或与方案设计不符的地方，须及时通知各方，进行方案调整，以保证地基加固处理达到设计效果。

4.2素混凝土桩施工技术要求

1）素混凝土桩施工前必须确保地下水水位降低至设计桩端以下0.5m；

2）素混凝土桩施工须确保桩端进入砂卵石层不小于2.0m；

3）严格控制夯扩段的施工质量；

4）成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做2组(6块)试块(边长为150mm的立方体)，标准养护，测定其立方体抗压强度；

5）为保证施工质量，复合地基在大面积施工前应进行试桩，以准确确定夯扩段施工时落锤重量、落距、次数，并应对桩端挤密部分地层采用N120超重型动力触探对比试验，其N120指标应达到密实卵石土相应指标；同时应先进行局部复合地基的单桩载荷试验，达到设计要求后方可进行大面积施工。

图1项目安全生产管理机构图

在混凝土快达到设计桩顶标高1m的时候，按要求下入钢筋笼，同时质检员应用水准仪对桩顶标高控制，应严格按照地基加固工程设计要求的桩顶标高进行。

CFG桩浇筑完成后，应在保证桩顶砼密实的同时，对新浇筑的混凝土进行必要的保护如采用孔口加盖等手段，保证在混凝土强度达1.2MPa以前，桩孔内严禁掉入泥土，严禁人为踩踏。

4.3关键点控制

1）桩底不得留有残土等杂物；

2）对于夯扩段，必须严格记录20击的沉降量，达到设计要求方能填筑混凝土。

4.4褥垫层施工

素混凝土桩复合地基施工完成，经检测合格后，整平场地，进行表面处理(包括清理桩头等)，再在表面铺设一层300mm厚的级配良好的砂卵石褥垫层。褥垫层需碾压密实，夯填度不得大于0.90。最后要针对安全控制措施，建立项目安全生产管理机构：（见图1）

5、结束语

综上所述，CFG桩及夯扩桩复合地基施工技术的合理使用，能够切实提高整个地基工程施工的质量。

参考文献

[1]薛新华,魏永幸,杨兴国,李洪涛,喻成.CFG桩复合地基室内模型试验研究[J].中国铁道科学,2012,33(02):7-12.

[2]任鹏,邓荣贵,于志强.CFG桩复合地基试验研究[J].岩土力学,2008(01):81-86.

[3]陈东佐,梁仁旺.CFG桩复合地基的试验研究[J].建筑结构学报,2002(04):71-74+84.