高层建筑地基处理中CFG桩复合地基的应用

摘 要：在城市化进程不断加快的今天，建筑用地越来越少，作为城市建设的主导，高层建筑高度的不断增加，将进一步加大建筑荷载，为此，必须提高地基承载力。于高承载力要求相比，传统地基处理技术已无法满足其施工要求，桩基础承载力、成本高且工期长，为此，必须选取一种新型方法处理软弱地基，如CFG桩的应用，其优点包含施工简单、材料经济环保及成本低，且具有良好效果。因此，在我国得到了大力推广及应用。

关键词：高层建筑;优点;CFG桩

1 工程概况

某建筑工程建筑总高度为60.45m，建筑总面积为73407㎡，属于框架剪力墙结构，地上18层，地下1层，每栋楼共3个单元，且有沉降缝设于各单元间。经实地勘查显示，在施工现场地基局部浅层存有软土层，因此，需做好地基加固处理。具体岩土层情况如下：

素填土：杂色，具有较高压缩性，分布范围广，厚度变化大，0.9～6.2m厚。

粉质粘土：黄褐色，属于可塑状态，压缩性中等，分布于局部，厚度变化一般，0.5～3.8m厚。

粘土①：黄褐色，属于硬塑状态，压缩性较低，分布于局部，厚度变化一般，1.7～4.1m厚。

粘土②：黄褐色、褐红色，属于硬塑状态，分布范围较广，1.2～5.2m厚。

粉质粘土夹碎石：黄褐色，属于硬塑状态，分布于局部，3～5.2m厚。

粉质粘土：厚度变化较小，3～6.5m厚。

2 施工方案选择

因该施工区域存在软硬交替情况，无法满足上部结构荷载与地基变形需要的天然地基面积约3000㎡左右。按照本区域岩层分布情况，多选用桩基用于高层框架结构建筑施工，原设计选用人工挖孔灌注桩施工方案。但因建筑物具有较大单柱荷重情况，其中中柱为6800KN，边柱为3200KN，人工挖孔桩具有较低单桩承载能力，需要通过单独承台下群桩才能达到单柱荷载需求，但这样一来，将大量增加用桩数量，还会增加混凝土用量，从而导致施工成本增加。基于经济性原则，选用此方案并不可行。按照施工现场实际情況，结合建筑物结构荷载特征，经多方讨论，决定选用CFG桩复合地基加固处理软弱地基，该技术的应用，可满足施工要求。

3 高层建筑CFG桩复合地基施工工艺

结合工程案例，合理选择施工方案后，即可进行CFG桩复合地基施工，要求先确定各设计参数，做好各项施工准备工作，才能进一步规范施工工艺，提高工程质量。

（1）确定各设计参数。1）持力层及桩长。按照工程勘察实际情况分析，在充分掌握地质资料的前提下，要求结合场地周边环境，合理选择桩端持力层。该工程桩端持力层以粘性土为主，桩端需进入粘土②以内，因此，需选用5.5m桩长。2）桩径。桩径是桩周长的决定因素，且会对地基承载力造成严重影响。如CFG桩桩径不足，则不易控制施工质量。如桩径太大，要求褥垫层增厚，以此保证桩土能够共同承担上部结构传来的荷载，根据设计要求，选用直径400mm桩径用于施工。3）桩间距。按照承载力、变形需求，合理设置桩间距。以施工角度出发，桩距尽可能增大，避免打设新桩时影响已打桩体，通常按桩径3～5倍设置桩间距即可。

（2）放线。施工前，按照放出的外墙轴线、外墙皮线，通过钢钎将四周交点向地下打入，随后根据桩位布设图，一次性完成桩位线放测工作，一般选取钎子将桩位中心点插入地下，且通过白灰标注，要求在2cm以内控制桩位偏差。

（3）成孔。成孔时可选用长螺旋钻机施工，推进时需匀速前行，防止出现螺旋孔。在钻杆上要明确标注成孔深度，一般需在0.1m以内控制成孔深度误差，保证桩端向持力层埋进深度在200mm以下，同时做好垂直度控制工作，要求误差控制在1%以内。

（4）灌注混凝土。成孔位置达到设计要求后，指派专人停机升钻，待钻机提出钻孔后，即可灌注混凝土，施工中必须保证施工连续性，严禁出现灌注中断现象。当向桩顶部位灌注时，相比桩顶设计标高，需适当多出70cm，从而确保桩顶标高、桩顶混凝土质量与施工规范要求相符。在混凝土灌注前，必须详细查看管道是否通顺，每次灌注前，管路可选取水泥砂浆湿润。混凝土压灌施工中，一次提钻高度需控制在25cm以下，混凝土埋钻深度应超过1m。同时做好混凝土灌注质量检查工作，如出现特殊情况或意外问题，需采取行之有效的措施进行及时处理。待混凝土进入施工现场后，不得长时间放置，需及时灌注，随后做好桩身混凝土养护工作，通常时间控制24h以上，严禁扰动。除此之外，需做好各项施工记录填写工作，保证施工质量。

（5）清土与剔桩。在完成灌压桩施工作业后，需清理干净余留混凝土。成桩时间达到5天，即可进行剔桩施工，但在此过程中，需合理控制桩身强度，避免增加剔桩难度。一般可选用小型机械设备进行清土施工，也可结合人工方法，完成开挖与运输施工，防止出现断桩或扰动地基土。清土过程中为避免机械施工影响土层质量，需预留20cm以上宽度，做人工找平处理。

清槽施工后，根据设计要求，可通过人工法截桩，每隔120mm选用三根钢钎顺着径向向桩体内嵌入，直到上部桩体呈断开状，随后选取小钎将桩顶部位找平。在剔桩施工后，往往会出现桩顶裂开或断桩等问题，根据设计要求，需先凿毛断面，随后均匀涂抹素水泥浆，并填补混凝土，做振捣施工，保证其密实度满足施工规定。

（6）褥垫层施工。待复合地基质量检测无误后，即可施工褥垫层。本工程选用碎石（5～32mm）、级配砂石用于褥垫层施工，根据施工要求，以22～24cm作为虚铺厚度。振捣压实施工可选用平板振动仪，要求在150KW以上控制其功率，根据现场施工情况，一般以3～5遍振压施工即可。

4 结束语

综上所述，近年来，由于人们生活质量快速提升，为满足人们住房需求，高层建筑建设规模越来越大，因而对地基施工也提出了较高要求。为减少地面变形，避免土体被破坏，需事先完成基础施工。现阶段处理地基的方法较多，但最常用的为CFG桩地基处理技术。这主要是由于CFG桩地基处理技术优势较多，如施工周期短、成本低、便于质量控制等。所以，常常在高层建筑和超高层建筑的地基施工中应用此处理技术，同时经过大量实践表明，处理效果良好。

参考文献：

[1]李洪.CFG桩施工工艺及常见问题解决措施的探讨[J].中国新技术新产品，2010（01）.

[2]季鹏，邹允祥，刘松玉，朱向阳，马东梅.采用高应变动测法分析CFG桩承载力的试验研究[J].岩土力学，2015（S1）.

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