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淺探組合樁複合地基在高層建築中的應用

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[摘 要] 在高層建築中,利用夯實水泥土樁和CFG樁進行地基處理。通過二次處理,有效提高複合地基的承載能力。結合工程例項,闡述夯實水泥土樁和CFG樁的適用條件,以及設計和施工方法。通過複合地基靜載荷試驗,證明其應用價值。

淺探組合樁複合地基在高層建築中的應用

[關鍵詞] 高層建築;夯實水泥土樁;CFG樁;複合地基。

複合地基由於其充分利用樁問土和樁共同作用的特有優勢和相對低廉的工程造價,得到了越來越廣泛的應用。夯實水泥土樁複合地基和CFG樁複合地基,均為較常用的複合地基處理方式。本文探討通過夯實水泥土樁和CFG樁二次處理地基,充分發揮水泥土樁的抗變形效能和CFG樁的高承載力效能,有效提高複合地基的承載能力。

夯實水泥土樁是用人工或機械成孔,選用相對單一的土質材料,與水泥按一定配比,在孔外充分拌和均勻製成水泥土,分層向孔內回填並強力夯實,製成均勻的水泥土樁。通過在基礎和樁頂之問設定一定厚度的褥墊層,使樁、樁間土和褥墊層一起構成複合地基。由於夯實中形成的高密度以及水泥土本身的強度,與攪拌水泥土樁相比,夯實水泥土樁樁體有較高強度。夯實水泥土樁複合地基適用範圍很廣,適用於粉土、粘土、素填土、雜填土、淤泥質土等地基,施工機具簡單,施工質量容易控制,施工速度快,工期短,造價低廉,且施工文明,無泥漿元噪音。通常複合地基承載力可達180~300 kPa。根據目前施工機具水平,多用於地下水位埋藏較深的地基土。可採用人工或機械夯實法夯實成樁,夯實壓實係數應大於0.93,保證樁體設計強度。夯實水泥土樁複合地基具有樁身強度均勻、施工速度快、不受場地的'影響、造價低、無汙染等特點。

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱,它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁,和樁間土、褥墊層一起形成複合地基。在實際應用中,CFG樁也可採用素混凝土樁代替。CFG樁複合地基通過褥墊層與基礎連線,無論樁端落在一般土層還是堅硬土層,均可保證樁間土始終參與工作。由於樁體的強度和模量比樁間土大,在荷載作用下,樁頂應力比樁間土表面應力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞並相應減少了樁間土承擔的荷載。這樣,由於樁的作用使複合地基承載力提高,變形減小,再加上CFG樁不配筋,大大降低了工程造價。

褥墊層是複合地基設計中的重要一環,基礎與樁和樁間土之間設定一定厚度散體粒狀材料組成的褥墊層,是複合地基的一個核心技術。基礎下是否設定褥墊層,對複合地基受力影響很大。若不設定褥墊層,複合地基承載特性與樁基礎相似,樁間土承載能力難以發揮,不能成為複合地基。基礎下設定褥墊層,樁問土載力的發揮就不單純依賴於樁的沉降,即使樁端落在好土層上,也能保證荷載通過褥墊層作用到樁間土上,使樁土一起承擔荷載。

在實際工程中,採用夯實水泥土樁和CFG樁進行地基處理,由天然地基土體、夯實水泥土樁和CFG樁兩種增強體三部分組成的人工地基,既能發揮CFG樁高承載力,又因CFG樁的插入而使水泥土樁的側限約束作用得到增強。

1 工程概況

某部隊高層住宅樓,建築面積約2萬平方米,地上27層,建築物高度78.30 m。地下1層,地下室底標高一5.10 m。混凝土剪力牆結構。本建築物恆載與活載總重約2 980 kN,根據地下室底面積摺合約420 kN/m 。

2 計算分析

在複合地基設計階段,地基規範規定:複合地基承載力特徵值應通過現場複合地基載荷試驗確定,或採用增強體的載荷試驗結果和其周邊土的承載力特徵值結合經驗確定;地基處理規範規定:複合地基承載力特徵值,應通過現場複合地基載荷試驗確定。

本工程首先採用夯實水泥土樁對地基進行處理,待夯實水泥土樁強度達到要求後,再在水泥土樁中心位置施工CFG樁。夯實水泥土樁與CFG樁樁距均為1.5 m X1.5 m,梅花型佈置。基礎筏板的素混凝土墊層與樁頂之間鋪200 mm厚級配砂石墊層,砂石墊層抗壓強度不小於500 Kpa,範圍為伸出筏板周邊不小於400 mm。