摘要：在舊城改造工程中的地基土為濕陷性黃土，采用CFG樁進(jìn)行地基處理后，經(jīng)檢測(cè)，證明采用此方法能有效消除地基土的濕陷性、提高了地基承載力。
　　關(guān)鍵詞：CFG樁，舊城改造，地基處理，應(yīng)用
　　
　　一、工程及地質(zhì)概況
　　太原鐵建小區(qū)（榆次）高層住宅樓工程，位于山西省晉中市榆次區(qū)迎賓街南側(cè)，屬于晉中市政府批準(zhǔn)的舊城改造項(xiàng)目。該項(xiàng)目共5棟住宅樓，分別為1、5、6、7、8號(hào)樓，建筑面積90281m2,共756戶。其中1號(hào)樓為臨街商住樓，東西長(zhǎng)為127.20m，南北寬15.30m。分為東樓和西樓，室外地面以上東樓19層、西樓15層，地下以下為1層地下室。
　　以下為該項(xiàng)目的地質(zhì)資料：
　　根據(jù)工程勘察報(bào)告，其建筑場(chǎng)地地貌位于晉中盆地東北部邊緣地帶，次級(jí)地貌單元屬榆次貓兒嶺黃土層。
　　地基土從上至下分述如下：
　　第(1)層：素填土，具中等--高壓縮性，具濕陷性。該層層厚0.70—3.9m，層底標(biāo)高791.80—794.84m。
　　第(2)層：濕陷性黃土，以黃土狀粉土為主、黃土狀粉質(zhì)粘土為輔。該層層厚0.9—4.1m，層底標(biāo)高789.40—791.40m。
　　第(3)層：粉土、粉質(zhì)粘土。粉土：層厚1.10—4.10m，層底標(biāo)高786.56—789.50m；粉質(zhì)粘土：層厚1.4—2.70m，層底標(biāo)高788.24—789.60m；
　　第(4)層：細(xì)中砂、粉土。細(xì)中砂：層厚0.9—4.70m，層底標(biāo)高779.78—787.04m；粉土：層厚1.4—8.60m，層底標(biāo)高779.87—786.43m；
　　第(5)層：粉土、粉質(zhì)粘土互層。該層層厚2.30—5.90m，層底標(biāo)高776.35—778.70m；
　　第(6)層：細(xì)中砂。該層層厚1.60—6.70m，層底標(biāo)高770.24—775.61m；
　　第(7)層：粉質(zhì)粘土、粉土互層。該層層厚1.70—17.30m，層底標(biāo)高759.81—768.13m；
　　本場(chǎng)區(qū)場(chǎng)地土類型為中軟場(chǎng)地土，具有濕陷性，需要進(jìn)行地基處理。結(jié)合地質(zhì)勘查資料知，本工程的持力層位于第(3)層--粉土層，地基承載力特征值fak=110kPa，而設(shè)計(jì)要求：東樓復(fù)合地基承載力特征值要求達(dá)到320kPa，西樓復(fù)合地基承載力特征值要求達(dá)到270kPa，所以，實(shí)際地基承載力特征值不能滿足設(shè)計(jì)要求，需要進(jìn)一步采取措施進(jìn)行處理。
　　二、設(shè)計(jì)方案的比選
　　（一）、樁型的選擇
　　目前，樁的類型很多，所以，在選擇采用何種樁型時(shí)，要綜合考慮許多因素，如：
　　因受力的不同、工程地質(zhì)條件的不同、施工工藝的不同、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況的不同、工程造價(jià)的差異、工期的不同等等，都直接影響樁型的選擇。
　　綜合考慮本工程的實(shí)際情況以及以上各方面因素的影響，最終在采用CFG樁復(fù)合地基方案和灌注樁基礎(chǔ)方案中進(jìn)行最終的方案比選:
　　1、在受力方面：CFG樁利用其樁間土的作用，可以使地基的壓縮模量增大，復(fù)合地基沉降變形減小，且在樁徑、樁長(zhǎng)相同的情況下，CFG樁復(fù)合地基每根樁所承擔(dān)的面積是灌注樁樁基礎(chǔ)的2倍以上。這就充分說(shuō)明灌注樁樁基礎(chǔ)中樁間土的承載力得不到充分發(fā)揮，易造成浪費(fèi)。
　　2、在施工工藝方面：CFG樁的施工灌注方便，施工效率高，因此工程質(zhì)量容易控制。而灌注樁樁基礎(chǔ)，則這方面的優(yōu)勢(shì)不明顯。
　　3、在工程造價(jià)方面：CFG樁樁體材料摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不用配鋼筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載力，因此，在工程造價(jià)方面要明顯優(yōu)于灌注樁樁基礎(chǔ)方案。
　　綜合以上因素，最終選定采用CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行地基處理。
　　（二）、主要參數(shù)確定
　　經(jīng)與設(shè)計(jì)單位溝通，對(duì)1號(hào)樓地基采用CFG樁進(jìn)行處理。共799根樁，樁徑0.4m，有效樁長(zhǎng)15.0m，采用梅花形布樁。東樓樁間距1.6m，西樓樁間距1.8m。
　　（三）、樁體材料的選用
　　水泥：采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，摻入量不大于200kg/m3；
　　碎石或卵石粗骨料：滿足級(jí)配要求，松散堆積密度大于1500kg/m3，長(zhǎng)螺旋鉆孔，泵壓法碎石最大粒徑不大于25mm。
　　砂：采用潔凈的中粗河砂，砂含泥量小于5％；
　　石屑：中等粒徑骨料；
　　粉煤灰：粉煤灰細(xì)度(0.045mm方孔篩篩余百分率)比不大于45％，等級(jí)要求III級(jí)或III級(jí)以上，摻量為70~90kg/m3。
　　泵送劑：選用合適泵送劑，混和料坍落度為160～200mm。
　　（四）、綜合建筑場(chǎng)區(qū)周邊環(huán)境條件和場(chǎng)區(qū)土質(zhì)情況，最終采用長(zhǎng)螺旋鉆孔—管內(nèi)泵壓砼灌注成樁工藝。
　　三、施工工序及方法
　　（一）、施工順序
　　結(jié)合CFG樁結(jié)構(gòu)布局特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，本工程采取：從一邊向另一邊推進(jìn)施工，根據(jù)具體情況，更為了減小樁間土的擾動(dòng)，控制施工工藝，如發(fā)現(xiàn)特殊情況，再適當(dāng)改變相應(yīng)的施工順序，必要時(shí)采取間隔跳打的施工方式。
　　（二）、工藝流程及操作要點(diǎn)
　　1、工藝流程圖
　　
　　圖1：CFG樁長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注施工流程圖
　　2、操作要點(diǎn)
　　（1）、鉆機(jī)就位
　　鉆機(jī)就位后，應(yīng)使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，采用在鉆架上掛垂球的方法，在鉆架上刻上明顯的對(duì)照位置線，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1％。每根樁施工前都有專門(mén)的人員進(jìn)行樁位對(duì)中及垂直度檢查，滿足要求后，才可以開(kāi)始施工。
　　（2）、混和料攪拌
　　按試驗(yàn)配合比要求進(jìn)行配料。每盤(pán)料攪拌時(shí)間按普通混凝土的攪拌時(shí)間進(jìn)行控制，控制在60～120s，坍落度控制在160～200mm。
　　（3）、成孔
　　鉆孔先慢后快，同時(shí)檢查鉆孔的偏差并及時(shí)糾正。在成孔過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，放慢進(jìn)尺，防止樁孔偏斜、位移。根據(jù)鉆桿上的進(jìn)尺標(biāo)記，成孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，停止鉆進(jìn)。
　　為加強(qiáng)工程地質(zhì)復(fù)核，加密設(shè)計(jì)地勘斷面，在施工前先在規(guī)劃好的斷面位置進(jìn)行地質(zhì)復(fù)核，并進(jìn)行詳細(xì)記錄繪制成地質(zhì)縱斷面圖，作為施工參考；或在一定區(qū)域范圍內(nèi)第一個(gè)孔進(jìn)行地質(zhì)復(fù)核，作為本區(qū)域CFG樁施工的依據(jù)。
　　在鉆進(jìn)時(shí)，記錄每米電流變化并記錄電流突變位置的電流值，作為地質(zhì)復(fù)核情況的參考，樁尖必須鉆至持力層上并保證有效設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。
　　（4）、灌注及拔管
　　鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開(kāi)始混和料泵送，每根樁的投料量應(yīng)不少于設(shè)計(jì)灌注量。長(zhǎng)螺旋鉆孔成樁邊灌注邊提鉆，泵送量應(yīng)與拔管速度相配合，保持連續(xù)灌注，均勻提升，做到鉆頭始終埋入混凝土內(nèi)1m左右。施工樁頂高程宜高出設(shè)計(jì)高程0.5m，灌注成樁后，樁頂蓋土封頂予以保護(hù)。
　　（5）、移機(jī)
　　上一根樁施工完畢，鉆機(jī)頭進(jìn)行保護(hù)，移位，進(jìn)行下一根樁的施工，施工時(shí)由于CFG樁排出的土較多，經(jīng)常將臨近的樁位覆蓋，有時(shí)還會(huì)因鉆機(jī)支撐時(shí)支撐腳壓在樁位旁使原標(biāo)定的樁位發(fā)生移動(dòng)，因此，下一根樁施工時(shí)，還應(yīng)根據(jù)軸線或周?chē)鷺兜奈恢脤?duì)下一樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位準(zhǔn)確。
　　（6）、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
　　對(duì)于每盤(pán)混和料，試驗(yàn)人員都要進(jìn)行坍落度的檢測(cè)，合格后方可進(jìn)行混和料的投料，在成樁過(guò)程中抽樣做混和料塊，每臺(tái)班做1組試塊，測(cè)定其28天抗壓強(qiáng)度。
　　（7）、清理樁頭
　　清土包括CFG樁鉆孔棄土清運(yùn)和保護(hù)土層清運(yùn)兩部分，現(xiàn)場(chǎng)采用人工清運(yùn)的方式以防止對(duì)樁體和樁間土產(chǎn)生不良影響。
　　（8）、樁頭處理
　　CFG樁成樁后達(dá)到一定強(qiáng)度（3～7天）時(shí)，開(kāi)挖表土先找出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后人工用鋼釬等將多余樁頭鑿除，嚴(yán)禁用挖掘機(jī)抓斗觸碰樁頭，以免造成淺層斷樁。截樁時(shí)不得造成樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下的樁體斷裂和擾動(dòng)樁間土。
　　（9）、鋪設(shè)褥墊層
　　樁檢測(cè)合格、樁頭剃鑿?fù)戤吅箐佋O(shè)200mm褥墊層，采用靜力壓實(shí)法進(jìn)行施工。材料選用碎石（最大粒徑不大于20mm），夯填度（即：夯實(shí)后的褥墊層厚度與虛鋪厚度的比值）為0.9。
　　（10）、其他
　　因在進(jìn)行1號(hào)樓地基處理施工時(shí)，為當(dāng)年的11月份，正處于冬季施工的特殊時(shí)期，因此，結(jié)合冬季施工的特點(diǎn)，在拌合物內(nèi)加入了防凍劑，以防止在初凝前凍結(jié)。同時(shí)，利用草簾、草袋將樁頭和樁間土進(jìn)行有效覆蓋，防止其凍裂；另外，對(duì)于機(jī)具設(shè)備如：泵頭、泵管也相應(yīng)采取保溫措施，以確保施工的順利進(jìn)行。
　　四、處理效果
　　為了驗(yàn)證采用CFG樁進(jìn)行地基處理后，復(fù)合地基是否滿足設(shè)計(jì)要求，在施工完28天后，對(duì)其進(jìn)行了檢測(cè)。
　　主要進(jìn)行了復(fù)合地基靜載試驗(yàn)和低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，以下為檢測(cè)情況：
　　（一）、檢測(cè)目的：
　　通過(guò)復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)，確定復(fù)合地基承載力特征值是否滿足設(shè)計(jì)要求；
　　通過(guò)低應(yīng)變測(cè)試，對(duì)樁身完整性進(jìn)行評(píng)價(jià)，判定樁身缺陷程度及位置。
　　（二）、檢測(cè)數(shù)量
　　復(fù)合地基靜載試驗(yàn)：9組，占工程樁總樁數(shù)的1.1%；
　　低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)：86根，占工程樁總樁數(shù)的10.8%；
　　（三）、檢測(cè)結(jié)果分析：
　　本次檢測(cè)對(duì)1號(hào)樓東樓、西樓分別按照設(shè)計(jì)承載力進(jìn)行了2組單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)。
　　以東樓的檢測(cè)為例，其檢測(cè)結(jié)果如下：
　　東樓試1點(diǎn)：
　　從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，P—S曲線為光滑平緩曲線，加荷至640kN時(shí)，累計(jì)沉降量為22.72mm。P—S曲線未出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，已達(dá)到設(shè)計(jì)承載力的2倍試驗(yàn)終止。確定該試驗(yàn)點(diǎn)復(fù)合地基極限承載力實(shí)測(cè)值為640kPa。
　　東樓試2點(diǎn)：
　　從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，P—S曲線為光滑平緩曲線，加荷至640kN時(shí)，累計(jì)沉降量為25.03mm。P—S曲線未出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，已達(dá)到設(shè)計(jì)承載力的2倍試驗(yàn)終止。確定該試驗(yàn)點(diǎn)復(fù)合地基極限承載力實(shí)測(cè)值為640kPa。
　　東樓試3點(diǎn)：
　　從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，P—S曲線為光滑平緩曲線，加荷至640kN時(shí)，累計(jì)沉降量為20.02mm。P—S曲線未出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，已達(dá)到設(shè)計(jì)承載力的2倍試驗(yàn)終止。確定該試驗(yàn)點(diǎn)復(fù)合地基極限承載力實(shí)測(cè)值為640kPa。
　　按照上述方法，確定3組復(fù)合地基的極限承載力實(shí)測(cè)值為：
　　PU1=640kPa，PU2=640kPa，PU3=640kPa.
　　從3組復(fù)合地基豎向靜載荷試驗(yàn)來(lái)看，極限承載力實(shí)測(cè)值為640kPa，其平均值為640kPa。標(biāo)準(zhǔn)差為0，其級(jí)差為0，則該場(chǎng)地復(fù)合地基極限承載力特征值為640kPa，復(fù)合地基承載力特征值取其極限承載力特征值的一半為320kPa，承載力特征值滿足設(shè)計(jì)要求。
　　低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)：
　　本次低應(yīng)變檢測(cè)采用錘擊反射波法對(duì)樁身進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，該樓CFG樁樁身混凝土應(yīng)力波速在1869—2815m/s之間，檢測(cè)樁大部分樁樁身完整性較好。
　　根據(jù)樁身完整性，檢測(cè)樁類別統(tǒng)計(jì)如下：
　　Ⅰ類樁：70根，占檢測(cè)樁總數(shù)的81.4%；
　　Ⅱ類樁：10根，占檢測(cè)樁總數(shù)的11.6%；
　　Ⅲ類樁：6根，占檢測(cè)樁總數(shù)的7%；
　　根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，部分樁體上部斷裂，其原因是開(kāi)挖或截樁時(shí)碰撞所致，建議將該部分樁斷裂部分挖除，清洗干凈后，采用混凝土灌至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高即可。
　　結(jié)論及建議：
　　1、工程樁復(fù)合地基承載力特征值滿足設(shè)計(jì)要求；
　　2、綜合分析低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果，說(shuō)明樁身結(jié)構(gòu)的完整性符合規(guī)范要求。
　　五、其余四棟樓的地基處理情況
　　根據(jù)整個(gè)小區(qū)的施工組織安排，先進(jìn)行1號(hào)樓的地基處理施工，然后再進(jìn)行其余四棟樓的地基處理施工。因此，在進(jìn)行其余各樓的施工前，針對(duì)1號(hào)樓的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其施工方案進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，使得其余四棟樓地基處理的施工進(jìn)度、施工質(zhì)量等都取得了更顯著的進(jìn)步，各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，為下一步的施工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　六、結(jié)語(yǔ)
　　通過(guò)采用CFG樁對(duì)舊城改造中高層住宅樓進(jìn)行地基處理，證明其對(duì)濕陷性黃土地基處理的作用是有效的，既消除了處理深度范圍內(nèi)土層的自重濕陷性，又提高了地基承載力，施工技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)快捷、工程質(zhì)量保證，是一種進(jìn)度快，造價(jià)低廉的地基處理方式。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025-2004)；
　　《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)；
　　《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)；
　　《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50202—2002)；
　　《CFG樁復(fù)合地基在高層住宅工程中的應(yīng)用》(浙江建筑：仝紀(jì)文、陳越)