CFG桩复合地基在绿色建筑工程中的应用

CFG桩复合地基在绿色建筑工程中的应用

孙世伟,刘海涛

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摘要：水泥粉煤灰碎石桩复合地基是指由水泥、粉煤灰、碎石、砂或石屑等混合材料加水拌合在土中，灌注形成竖向增强体的复合地基（简称为CFG桩），桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基，共同承受结构所受的外力。CFG桩复合地基近２０年在多、高层建筑结构中普遍采用的一种地基处理方法和基础类型，不仅可以改善软弱地基的承载力，而且还可以有效减小建筑物的沉降，缩短基础施工的时间，降低地基基础造价，因而在地基处理应用中得到了较快的发展。

关键词：CFG桩复合地基；绿色建筑；设计；施工

引言

随着城市化的加快，高层建筑越来越多，抗震、防火、承载力和基础稳定性问题越来越多，采取相应的基础方法至关重要。CFG文件的吞吐量很高，近年来得到了广泛的应用。本文详细介绍了CFG桩复合地基的优点及其在实际工程中的应用，具体介绍了其施工原理和手段，并分析了CFG桩复合地基施工技术结合高层住宅建设的应用。

1 CFG桩复合地基的概念

CFG桩施工技术由振动沉管成桩技术和长螺旋钻孔成桩技术组成。振动沉管成桩技术具有噪声低、桩间密实效果好、能适应较复杂地质环境的优点。因此，在CFG桩复合地基中率先应用。该方法能有效降低孔隙比，优化土壤环境。由于材料性能要求高，在拔出管桩、灌注桩体时，可能会造成桩身断裂、桩体压缩等危害，影响复合地基承载力。长螺旋钻孔成桩技术具有较强的钻孔优势，它采用的是非挤土方法，减少对桩土的搅动。该技术在长桩复合地基中得到广泛应用。这两种技术对CFG桩复合地基承载力的影响也是不同的。通过对桩和土的置换和压实，振动沉管成桩技术可以增强土体强度。但应用不善时，也会破坏土体结构，降低承载力。长螺旋钻孔成桩技术广泛应用于长桩中，具有噪声低、对土性要求低等优点。但在应用过程中需要防止地下水塌陷。

2 CFG桩复合地基在绿色建筑工程中的应用

2.1参数确定

需要提高地基的强度，提升绿色建筑的承载能力和稳定性，当绿色建筑所在区域处于不良地质区域时，通过采用CFG技术来改善地基承载力，提高地基密度，减少地基基底的含水率。为了检验此施工方法对CFG桩复合地基稳定性的影响效果，采用试验比对的方法，分别是实验室室内测试方式和现场试验测试方式，其主要的实验目的包括以下三点：①在实验室内进行施工区域土质干密度测试试验后，再到施工现场进行二次干密度试验，确定二者之间的内在关系，并获取项目的干密度指标，确定现场施工的桩基基础碾压次数；②在实验室内利用智能化设备，研究该区域土质层处于不同含水率时，干密度和含水率之间的潜在性内联关系；③对CFG桩基混凝土试块进行室内试验，确定所用混凝土的力学性能。

2.2施工工艺的选择

CFG桩成桩工艺一般有长螺旋钻孔灌注成桩、长螺旋钻中心压灌成桩、振动沉管灌注成桩、泥浆护壁成孔灌注成桩，具体需根据土层情况、地下水位、环保要求选定。结合地勘报告（场地土层大部分为粉质黏土夹粉砂，作业面在地下水位以上）和项目实际情况，工程采用长螺旋钻中心压灌成桩施工工艺，即长螺旋钻边钻进边向上返泥土，当钻到桩底后，从钻中心压灌混凝土，边灌混凝土边提升钻头。

2.3支护桩的作业实施

利用长螺进行成孔作业，砼作业之后，插筋制桩的工艺。为了让锚杆可以从原有的CFG桩中顺利地横穿，南部方向的支护桩和紧邻的一号楼、二号楼，其CFG桩采用水平，并且距离相同的方式布设，东南方向的支护桩和三号楼的CFG桩，同样使用水平，并且距离相同的方式布设，作业实施放线阶段，应该把控好桩位的误差。采用已有的基准位置，以及基坑的支护作业的相关图纸，找到各桩的中部，操作区域可用全站仪，核对预先的标记，把桩位找对，之后，钻杆要确保90°，开启设备后，开始钻孔操作，作业到预计处，进行混凝土的压灌作业，同时需要将钻杆上拉，再将钢筋笼放入。钢筋笼采用加劲箍成的方式，可以确保钢筋的作业区域和角度，都相对的精准，混凝土的坍落数值，需要保持为180~220mm左右。需要保持不间断地灌注混凝土，同时，把控混凝土的凝固时间，在凝固之前将灌注的作业实施完毕，超灌的厚度需要大于0.5m。

2.4褥垫层设计

在CFG桩基中，褥垫层可有效调节桩土的应力比。褥垫层的厚度很大程度上会影响其调节作用，从而影响CFG桩复合地基的承载能力。如果要使用桩间土壤的载荷能力，可以适当增加垫层的厚度。如果使用桩承载力，则应适当减少垫层厚度。另外，垫层材料会影响刚度，碎石垫层可以充分利用桩间土壤的承载力。综上所述，参考实际工程经验，并考虑到技术可靠性和经济合理性，本工程选择20厘米垫层厚度。应使用中间沙、粗砂或砂砾，颗粒大小不得超过30毫米。

2.5基坑监测

基坑与四周区域的监测，涵盖坡顶的水平位置移动情况,沉陷的问题、桩顶的水平位置移动情况，以及沉陷的问题、桩身其深层的水平位置偏差问题、锚杆其内力的问题、地下水位有无变化，紧邻的建筑有没有发生下陷或者变相的状况。当下，该基坑项目的回填作业已经结束，总体环节的监测参数都没有出现异样。从本基坑开始实施挖掘作业，到底板的浇筑完成。再到28天之后，基坑的沉降值没有变化。项目总体的沉降观测情况：最后的沉降数据是12.34mm，最大的数据是19.58mm，在基坑的北部方向，位于中间。

3 CFG桩复合地基施工质量控制

从桩基施工准备阶段，需要针对性地对CFG桩基工程进行必要的项目施工质量检测，保证CFG桩基的正常使用，并在绿色建筑的荷载下，确保工程的使用年限和施工质量。当CFG桩的类型不同或是CFG桩的施工方法不同时，此时需要检测的数据内容基本相同，分别为：①CFG桩的几何受力相关条件检验；②CFG桩身质量的测试与检验；③CFG桩身承载力与其对应的强度检验。其中，CFG桩的抗压强度检验采用钻取混凝土芯样的方式来进行。超软土地质条件复杂，需要对CFG桩进行复合地基承载力检测。针对以上三点，控制超软土的土质层区域的CFG桩工程施工质量，能够确保绿色建筑工程项目的安全性和可靠性，也能确保整个工程项目的质量。

结束语

CFG桩复合地基预测方法是所有地基中公认的一种方法，作为一个重要的研究方向，其承载力预测也被广泛应用于各种工程和施工领域中。因此，提出一种合理有效的超高层建筑CFG桩复合地基承载力精确预测的研究方法具有重要意义。用当前方法评价复合地基承载力，很难得到符合实际情况的准确值。在此基础上，很难实现复合地基承载力预测。提出了超高层建筑CFG桩复合地基承载力精确预测的研究方法，首先分析了CFG桩复合地基承载力的各种影响因素，了解了两者之间存在的密切联系，最后利用建立的模型预测了超高层建筑CFG桩复合地基承载力。该方法解决了以往方法中存在的问题，为CFG桩复合地基承载力预测提供了良好的科学保证。

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