北京望京新城K5區(qū)521號(hào)～524號(hào)四棟高層塔式住宅樓,24層總建筑面積10萬(wàn)m2,地下兩層,箱形基礎(chǔ),埋深-7.010m,基底標(biāo)高-31.440m,天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值160kPa ,不能滿足設(shè)計(jì)要求,故采用CFG 樁(水泥粉煤灰碎石樁)復(fù)合地基加固處理方案。
CFG 樁在基底標(biāo)高上進(jìn)行施工,鉆孔穿越的各土層依次為:標(biāo)高-30.500～-20.500m,砂質(zhì)粘土～粉質(zhì)粘土,具有中低壓縮性;標(biāo)高-20.500～-15.000m,重粉質(zhì)粘土～粘土;標(biāo)高-15.000m 以下為穩(wěn)定的粘質(zhì)粉土～砂質(zhì)粉土。采用管井井點(diǎn)降水至標(biāo)高-30.500m。
1 復(fù)合地基設(shè)計(jì)
本工程設(shè)計(jì)主要參數(shù)為單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值650kN;樁徑400mm;樁長(zhǎng)17.5m,定長(zhǎng)度控制;樁端持力層為粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土;樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20;面積置換率0.052,按正方形布置,樁間距為1.55m×1.55m,4棟建筑物總布樁2120根。
2 CFG 樁施工
2.1 工藝流程
鉆機(jī)就位→成孔→鉆桿內(nèi)灌注混凝土→提升鉆桿→灌注孔底混凝土→邊泵送邊提升鉆桿→成樁→鉆機(jī)移位。
2.2 施工措施
(1)為檢驗(yàn)CFG 樁施工工藝、機(jī)械性能及質(zhì)量控制,核對(duì)地質(zhì)資料,在工程樁施工前,應(yīng)先做不少于2根試驗(yàn)樁,并在豎向全長(zhǎng)鉆取芯樣,檢查樁身混凝土密實(shí)度、強(qiáng)度和樁身垂直度,根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,修訂施工工藝。
(2)通常樁頂混凝土密實(shí)度差,強(qiáng)度低,對(duì)此采取樁頂以下2.5m 內(nèi)進(jìn)行振動(dòng)搗固的措施。
(3)為做到水下成樁,要求鉆桿鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后不提鉆,先向空心鉆桿內(nèi)灌注約8m 高的混凝土,然后再提鉆進(jìn)行樁底混凝土灌注。之后,邊灌注邊提鉆,保持連續(xù)灌注,均勻提升,可基本做到鉆頭始終埋入混凝土內(nèi)1m 左右。嚴(yán)禁采用先提鉆后灌注混凝土,形成往水中灌注混凝土的錯(cuò)誤作法。
(4)做好成孔、攪拌、壓灌、提鉆各道工序的密切配合,提鉆速度應(yīng)與混凝土泵送量相匹配,嚴(yán)格掌握混凝土的輸入量大于提鉆產(chǎn)生的空孔體積,使混凝土面經(jīng)常保持在鉆頭以上1m,以免在混凝土中形成充水的孔洞。
3 試驗(yàn)與檢驗(yàn)
3.1 復(fù)合地基試驗(yàn)
為檢驗(yàn)CFG 樁施工工藝及復(fù)合地基加固效果,取得設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)數(shù)據(jù),進(jìn)行了一點(diǎn)三樁復(fù)合地基和三根單樁靜荷載試驗(yàn),參數(shù)與工程樁相同。
三樁復(fù)合地基試驗(yàn)最大加載值為6500kN,單樁試驗(yàn)最大加載值分別為1700kN、1300kN、1300kN,加載程序和判定標(biāo)準(zhǔn)按規(guī)范要求。
3.2 復(fù)合地基承載力分析
(1)單樁強(qiáng)度控制的承載力標(biāo)準(zhǔn)值,取各試驗(yàn)點(diǎn)最大荷載或極限荷載的一半,則3根單樁平均承載力標(biāo)準(zhǔn)值為683kN。根據(jù)公式推算,復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為434kPa >400kPa。
(2)取s/b =0.008對(duì)應(yīng)的荷載確定三樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為630kPa ,遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)要求的400kPa。
3.3 靜載和動(dòng)測(cè)檢驗(yàn)
3.3.1 靜荷載試驗(yàn)
靜壓三根單樁復(fù)合地基和三根單樁試驗(yàn)結(jié)果表明:三根單樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)和三根單樁靜載試驗(yàn)的Q -s曲線、s -lg(t)曲線均未出現(xiàn)陡降跡象,按相對(duì)變形s/b =0.01確定復(fù)合地基承載力,單樁復(fù)合地基在標(biāo)準(zhǔn)值為400kPa 的荷載下沉降值與壓板作用寬度之比s/b 分別為0.009、0.0096、0.004,其比值均小于0.01,表明單樁復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。單樁靜載試驗(yàn)在標(biāo)準(zhǔn)值為650kN 時(shí),沉降分別為2mm、3.6mm、3.6mm,說(shuō)明單樁承載力仍有很大潛力。
3.3.2 低應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)
試驗(yàn)依據(jù)《基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程》進(jìn)行,檢測(cè)樁數(shù)為總樁數(shù)20%。
3.4 檢測(cè)結(jié)果
(1)CFG 樁樁體強(qiáng)度滿足C20的設(shè)計(jì)要求。樁身結(jié)構(gòu)完整的一類樁385根;樁身結(jié)構(gòu)基本完整、樁身局部輕微離析、對(duì)樁的使用不構(gòu)成影響的二類樁33根。一、二類合格樁共418根,占檢測(cè)樁總數(shù)424根的98.58%。
(2)淺部斷裂樁6根,占檢測(cè)樁總數(shù)的1.42%,經(jīng)開(kāi)挖核實(shí)斷裂在距樁頂0.5m 左右處,斷裂處混凝土對(duì)接吻合,分析為剔鑿保護(hù)樁頭混凝土不慎所致。經(jīng)清理后復(fù)測(cè),發(fā)現(xiàn)下部樁身質(zhì)量基本均勻完整,屬合格樁
本工程靜載試驗(yàn)表明:一點(diǎn)三樁復(fù)合地基高于3根單樁復(fù)合地基,也高于由單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的復(fù)合地基,基本消除了斷樁、縮徑、夾泥等質(zhì)量通病,表明本工程CFG 樁采取的施工工藝和技術(shù)措施是可行的。
