CFG桩在天津沿海地区的应用

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 一、前言
    天津宝硕门窗发展有限公司位于空港物流加工区，车间长162.9米，宽为144米，为主体一层局部二层的钢结构的工业厂房，该地区位于沿海地区，地质情况为淤泥质泥土，由于地质情况较差，表层土质承载力满足不了竖向承载力的要求，本着满足要求和经济的原则，设计最终选用CFG桩。
    基本原理：
    CFG 桩是由水泥 粉煤灰 碎石和细沙加水搅拌形成的高粘强度的桩和桩间土及褥垫层一起形成复合地基，CFG桩复合地基通过褥垫层与  基础相连接，无论桩端落在一般土层还是淤泥土质均可保证桩间土始终参与工作。由于桩间土的强度及模量比桩间土大，在荷载作用下桩顶应力比桩间土的应力大，桩可承受的荷载向深的土层传递并相应减少桩间土承载的荷载。
    桩体是由机械成孔后将搅拌好的砼利用泵机打入孔中，在拔管的过程中利用高差产生的重力将混凝土自振捣效果，这样不仅在成桩的过程中不仅挤密桩间土还挤密桩身，使其具有水硬性，使处理后的复合地基的强度和抗变形的能力明显提高。
    在复合地基中，基础和桩间土之间设有设置一定厚度的散粒状组成的褥垫层，是地基的核心部分，基础下是否有褥垫层对地基的承载能力有很大的影响，若不设置褥垫层，复合地基和普通的桩基础相似，桩间土的承载能力难以发挥，不能称作复合地基。基础下只有设置了褥垫层，桩间土承载能力才能发挥出其潜在的作用。
    二、CFG桩加固地基的设计与施工
    CFG桩设计强度为C20,桩型为￠400X13000单桩，单桩复合地基承载力特征值为200kpa.
    施工准备：
    1. 资料和条件：
    （1）建筑场地和勘察报告
    （2）CFG桩图和设计说明
    （3）建筑场地的水准控制和点和建筑物位置控制坐标
    （4）具备三通一平
    2、塑料排水板的设计
    在地基中设置塑料排水板的作用主要是增加排水途径，缩短排水距离，使素砼加快沉降发展。塑料排水板设计是将塑料排水板换算成当量直径的砂井，采用砂井理论和设计方法，塑料排水板打设在桩周围，由于淤泥深9米，所以塑料排水板要打穿透淤泥。
    雇结度是计算塑料排水板设计中一个很重要的问题，因为知道各级荷载下不同时间的固结度就可以推算出地基强度增长和荷载的沉降量，从而可以进行各级荷载下的稳定系数，确定加载相应计划。
    3、技术措施：
    （1）确定施工机具和配套设备
    （2）材料的规格技术要求及数量
    （3） 试桩长孔数量不少于1%，以复核地质资料及设计工艺是否适宜，以便即时修订技术参数
    （4）按照施工图放好桩位
    （5）确定打桩顺序与桩距有关，软土中因桩距较大可采用间隔跳打法
    （6） 复合基准线水准点，CFG桩的轴线定位点
    （7）施工中作好桩进深情况表
    4、施工机具：螺旋钻机  砼泵车
    5、施工工艺：
    （1）钻机在钻到预定深度后空转30秒
    （2）拔管速度放慢，拔管过程中不允许出现反插，不允许出现供料不及时现象，如果不可避免则在检测报告出来后根据报告视具体情况而定是否进行补桩。
    （3）在拔出地面后应使桩顶标高宜高于地面50cm封顶，利用七自重应力对桩头进行保护。
    （4）在施工过程中作好材料的试块的取样工作，进行28天后的抗压强度。
    （5）待桩体达到一定强度后（一般为3-7天）进行施工的长桩检测，并根据检测报告作出响应的处理
    （6）桩头处理后进行褥垫层的饿铺设，其多余宽度不得小于垫层的厚度
    6、质量要求及成品保护
    （1）质量要求：
    A 桩长允许差≤1/2D
    B 桩径允许差≤2cm
    C 轴线允许差≤1%
    D 桩位允许偏差：满堂红≤1/2D
    条  基≤2cm
    轴线方向≤1/3D
    (2)成品保护：
    A  CFG桩成桩后待达到一定强度后（一般为3-7天）后进行桩头处理；
    B  土方开挖时不可对桩顶以下的土体进行破坏，应尽量避免扰动桩间土；
    C 剔除桩头时先找出桩顶的标高位置，用钢钎等工具沿桩心剔除多余桩头。在操作过程宜两个方向同时进行，不可用重锤或重物横击桩体，直到设计标高，并把桩顶找平；
    D 如果在基槽开挖和剔除时造成桩断至桩顶设计标高以下时，应进行接桩，但在接桩过程中要保护好桩间土。
    三、CFG桩加固地基的试验与检测
    1、单桩静载试验：
    采用压重堆载法试验，由压重千斤顶荷载板等组成的工作系统对复合地基加荷试验得到单桩复合地基承载力的特征值。
    2、单桩静载试验基本值的确定
    5#桩逐级加压至720kpa 时桩的荷载板累计沉降量为67.55mm停止试验，根据相对变量值确定CFG桩复合地基承载力特征    值的规定S/b=0.01即S=11mm所对应的压力。5#CFG桩承载力特征值可取510 pka 依据相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加压力的一半即5#桩复合地基承载力特征值为360pka, 大于设计值200pka （q-s）曲线省略。
    结论：
    1、以复合地基的静压结果数据看本工程所采用的复合地基最大限度的发挥了其特点，使复合地基的承载力得到大幅度的提高地基变形得到控制。
    2、 复合地基中由于CFG桩中掺入少量的粉煤灰，不配筋以及充分发挥桩间土的承载力其受力和变形类似于素混凝土桩，具有地基承载力高，变形小稳定快施工简单易行，且工程造价低，经济效益和饿社会效益明显。
    3、是否是设置褥垫层以及材料的厚度直接影响复合地基和桩间土强度的发挥，合理的垫层厚度对提高复合地基的承载力和减少沉降变形是非常有利的。
    4、由于CFG桩属于新工艺，在沿海地区的施工中还很少应用这种桩，在此次的施工中遇到很多问题并得到相应的解决，这样为沿海地区成功实施这种新工艺奠定了基础和并总结了一定的经验和数据。