水泥粉煤灰碎石桩在工程中的应用

水泥粉煤灰碎石桩 (即cement fryingashgravel pile) 简称为CFG桩。是用碎石、石屑、粉煤灰和少量水泥, 加水拌和, 用振动沉管打桩机或长螺旋钻管内泵压成桩机制成的具有一定粘结强度的桩, 桩和桩间上通过褥垫层调解, 联合作用形成复合地基。由于其造价较低, 施工方便在基础处理工程中得到了越来越广泛的应用。

1 工程概况

常州明谛树脂有限公司位于常州市新北区江边。拟建罐区位于场地的东北部, 占地面积2242m2。勘察表明, 罐区下有不利于工程建设的软土层分布。根据储罐特性表提供的数值计算可知, 当戊烷罐装满戊烷时, 其对基底产生的最大总压力为99.3kN/m2, 而 (3) 淤泥质粉质粘土承载力标准值仅有80kN/m2, 经过技术、经济以及环保等多方面的综合考虑, 采用水泥粉煤灰碎石桩置换法对地基进行加固处理。

2 场地的工程地质条件

场地现为农田, 地形平坦, 交通便利, 无不良环境介质, 地面标高范围:-0.60m～0.36m (系假定标高) , 其中罐区地面标高范围-0.480.21m。地貌单元属长江三角洲冲、沉积平原。场地勘察深度范围内的土层均隶属第四系全新统 (Q4) 冲、沉积层。场地土层主要由素填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土夹粉土、粉砂及粉细砂等组成。戊烷罐区下的土层较为复杂, 主要是厚度不一, 且软弱土 (特别是淤泥质粉质粘土) 较厚。苯乙烯罐区下各土层水平分布均一, 厚度无明显变化。由于潜水埋深较浅 (0.6m) , 对地基处理方案的选用、地基处理的施工以及处理效果的好坏都有直接的影响。本区地下水对钢筋混凝土无侵蚀性, 无需采取防护措施。建筑场地类别为Ⅲ类。常州地区抗震设防烈度为7度, 场地 (6) 层粉砂和 (7) 层粉细砂都不会发生液化。

3 CFG桩设计

基础持力层由于土层缺失, 戊烷罐区可选择顶板平均埋深为10.35m的 (6) -2粉砂做桩端持力层, 考虑到垫层厚度和罐底要求高出地面的情况, 决定采用d=400mm, 桩长10.5米, (各土层的物理力学指标见表1) 其桩端端阻力特征值取qp=700kN/m2。苯乙烯罐区选 (4) -2粉质粘土做桩端持力层, 其桩端端阻力特征值取qp=7 5 0 k N/m2。

桩呈正三角形布置, 采用长螺旋回转钻进成孔、振动沉管成桩工艺, 桩间距2.0m, 面积置换率m=2.7%, 褥垫层厚取300mm。选级配中砂做褥垫层, 其平均容重γ取19kN/m3。单桩承载力标准值226.08kN, 计算复合地基承载力标准111kPa, 刚好满足设计要求。水泥粉煤灰碎石桩布设可只在基础范围内布置, 应对每个储罐可单独布桩, 此时理论计算得出的稍微超出储罐的桩位也应布桩。

4 施工质量控制

施工质量的好坏直接影响到单桩的承载力, 若在施工中不注意桩身质量的控制, 地基处理有可能失效而导致不能满足承载力的要求, 所以在施工中必须注意以下问题。 (1) 在饱和软土中成桩, 桩机的振动力较小, 但当采用连打作业时, 出现土体向上隆起和断桩的可能性较大。 (2) 要严格控制拔管速率。 (3) 控制好混合料的坍落度。 (4) 设置保护桩长。 (5) 拔管过程中避免反插。

5 质量的检测

成桩15天采用静载试验检测单桩载荷、单桩复合地基载荷和桩间土载荷。试验采用慢速维持法, 低应变动测桩身质量的检测不得小于总桩数的10%, 仅发现有4根存在质量缺陷, 选取一定数量的桩体进行开挖, 检测加固体的直径、外观质量、整体性等完好。从开挖外露桩体中凿取试块或采用岩芯钻孔取样制成试件, 进行强度试验结果强度大于可进行注水超载试验, 观测储罐沉降与时间的关系.计算储罐最大沉降量达为1 1.67cm, 满足关系, 达到预期效果。

6 结语

CFG桩桩体质量好, 加固效果优良同时该技术还具有施工质量易控制、造价低等优点。实践证明CFG桩复合地基处理技术能充分发掘地基土体本身固有的强度潜能, 是一种行之有效的地基处理方法。

摘要：软土是一种压缩性高、承载力低的不良地基土, 在工程建设中往往由于其承载力太低而不能满足上部建筑物的要求, 导致基础大幅度的沉降。针对常州明谛树脂有限公司储罐下的软土地基, 结合当地的技术条件, 采用水泥粉煤灰碎石桩进行了地基处理的设计以及效果检测与质量评价。

关键词：软弱土,复合地基,地基处理,水泥粉煤灰碎石桩

参考文献

[1] 地基处理手册[M].中国建筑工业出版社出版, 1995, 6.

[2] GB50007-2002, 建筑地基基础设计规范[J].