CFG樁在濕陷性黃土處理中的應(yīng)用
2013-02-04 來源：作者：閆先鋒 來源：中國(guó)論文網(wǎng)
1、工程概況
某段工程，屬黃土丘陵地貌，第四系中更新統(tǒng)黏質(zhì)黃土（其PS=2020~2300kPa ），鈣質(zhì)結(jié)核層，厚5~30m;局部表層松軟土厚0~26m （ ps =950~2300kPa），下伏第三系礫巖、泥巖、砂泥巖。地下水位埋深2~30 ，對(duì)混凝土無侵蝕性。工程勘察在3個(gè)探井內(nèi)共采取不擾動(dòng)土試樣70件進(jìn)行了室內(nèi)黃土自重濕陷性試驗(yàn)，各探井自重濕陷量計(jì)算值自現(xiàn)地面起算，至其下非濕陷土層頂面止;地基濕陷量計(jì)算值自現(xiàn)地面下0.5m起算，累計(jì)至其下非濕陷土層頂面止。試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果列于表1。
按《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004），進(jìn)行的有關(guān)規(guī)定判定，勘察場(chǎng)地屬自重濕陷性黃土場(chǎng)地，場(chǎng)地地基濕陷等級(jí)為IV級(jí)（很嚴(yán)重）。由荷載板試驗(yàn)，處理前場(chǎng)地地基的基本承載力為95kPa，不滿足工程要求。
2、CFG樁設(shè)計(jì)與施工
CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱（即Cement-FIy-Gravel pile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，一般情況下可以全樁長(zhǎng)發(fā)揮樁的側(cè)阻作用，當(dāng)樁端落在好土層時(shí)可很好地發(fā)揮端阻作用;CFG樁和樁間士、褥墊層一起形成復(fù)合地基。無論樁端落在一般土層還是堅(jiān)硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強(qiáng)度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間士表面應(yīng)力大，樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔(dān)的荷載，使復(fù)合地基承載力提高，變形減小。CFG樁不配鋼筋，再加上樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻合料，大大降低了工程造價(jià)。
2.1 CFG樁設(shè)計(jì)參數(shù)
本工程CFG樁設(shè)計(jì)參數(shù)為：樁徑0.5m，樁間距1.05m，樁長(zhǎng)15m，梅花形布置，面積置換率為20.6%，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20。施工選用長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料施工。 施工圖如圖1所示。
2.2 CFG樁施工
CFG樁的施工順序?yàn)椋?br />
?。?）場(chǎng)地”三通一平”，樁位放樣定位;
?。?）多臺(tái)洛陽鏟就位，同時(shí)鉆孔，鏟頭垂直對(duì)準(zhǔn)樁位;
?。?）啟動(dòng)機(jī)械，利用鏟頭自重下落，提起后電控開合鏟刃，下落翻斗車，人工運(yùn)走。達(dá)到樁擬定深度;
?。?）成孔后，從孔上端的投料漏斗加入拌合料，加混合料于孔內(nèi)直至漏斗平口處，且邊投料邊振動(dòng)棒振搗，使其密實(shí);
?。?）機(jī)械移位;
加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測(cè)。在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè).及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，以便針對(duì)性地采取有效措施.有效控制成樁質(zhì)量，重點(diǎn)做好以下幾方面的監(jiān)測(cè)：
（1）施工樁位的平面控制及標(biāo)高觀測(cè)。施工前要測(cè)量場(chǎng)地的標(biāo)高，并注意測(cè)點(diǎn)應(yīng)有足夠的數(shù)量和代表性。
（2）已打樁樁頂標(biāo)高的觀測(cè)。施工過程中注意已灌樁樁頂標(biāo)高的變化，尤其要注意觀測(cè)樁距最小部位的樁。因?yàn)樵诖蛐聵稌r(shí)，量測(cè)已打樁樁頂?shù)纳仙?，可估算樁徑縮小的數(shù)值，以判斷是否產(chǎn)生縮徑。
（3）對(duì)有懷疑的樁的處理。對(duì)樁頂上升量較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量問題的樁應(yīng)開挖查看，并做出必要的處理。質(zhì)量要求：
?。╝）混合料攪拌：混合料攪拌要求按配合比進(jìn)行配料，計(jì)量要求準(zhǔn)確，上料順序?yàn)椋合妊b碎石，再加水泥、粉煤灰和外加劑，最后加砂，使水泥、粉煤灰和外加劑夾在砂、石之間，不易飛揚(yáng)和粘附在簡(jiǎn)壁上，也易于攪拌均勻。每盤料攪拌時(shí)間不應(yīng)小于60s。
從中可以看出， 15m深度范圍內(nèi)， 靜力觸探的端阻大于4.5MPa，樁間土的濕陷性基本消除，樁間土的壓縮模量大于15MPa，滿足設(shè)計(jì)的要求。
3、結(jié)論
CFG樁為處理濕陷性黃土地基的方法之一，為了滿足某工程對(duì)地地基的高要求，在某濕陷性黃土地基段，采用CFG樁進(jìn)行地基加固。CFG樁設(shè)計(jì)為，樁間距1.05m，樁長(zhǎng)15m，梅花形布置，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20。施工選用長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料施工。從應(yīng)用檢測(cè)結(jié)果來看：
（1） CFG樁復(fù)合地基基本承載力均大于設(shè)計(jì)值200kPa，滿足設(shè)計(jì)要求;單樁復(fù)合地基的變形模量為64.43～102.15MPa;平板載荷試驗(yàn)基床系數(shù)為80.65～135.02MPa/m。隨著單樁復(fù)合地基變形模量的增大，平板載荷試驗(yàn)基床系數(shù)增大。
?。?）CFG樁及樁間土檢測(cè)結(jié)果為：
?。╝）全部處理深度內(nèi)樁體平均壓實(shí)系數(shù)λc≥0.97（輕型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)）;
?。╞）樁體的壓縮模量大于100MPa;
?。╟）樁間土的壓縮模量大于15MPa，可達(dá)到20MPa左右
?。?） 從圖中可以看出， 15m深度范圍內(nèi)， 靜力觸探的端阻大于4.5MPa，樁間土的濕陷性基本消除，樁間土的壓縮模量大于15MPa，滿足設(shè)計(jì)的要求。
總之，從目前的檢測(cè)結(jié)果來看，采用CFG樁處理該段濕陷性黃土地基是可行的，效果較好。
