田 叶 军

(山西晋设拓凡建筑设计咨询有限公司，山西 太原 030013)

0 引言

根据地质结构不同，在进行地基处理作业的时候只有选择不同的地基才能确保整个建筑工程的施工质量得到保障。在制定地基处理方案的时候，要全面、系统的考量各种因素，根据建筑现场的实际情况以及主要的地基种类等多个角度进行分析，最终总结出具有一定针对性的地基处理方案。山西省太原市的地质结构是以湿陷性黄土为主，如果大量的使用钢筋混凝土浇筑而成的灌注桩对相应建筑工程的地基进行加固，整个工程的成本较高，不利于控制成本。所以，要使用灰土挤密桩和CFG桩符合地基，在对整个建筑形成有效支撑的同时，还不会受到黄土层下陷的干扰。

1 主要特点

1.1 灰土挤密桩特点

灰土挤密桩的性价比较高，加工方式简单，可以就地取材，通过简单的加工流程就可以制备大量的灰土原料。灰土挤密桩主要使用在湿陷型地质结构的施工场地中，具有良好的加固作用，可以有效的提高整个建筑的稳定性。但是对质量较大的高层建筑而言，灰土挤密桩无法为整个建筑提供足够的承载力，所以灰土挤密桩一般都使用在高度较低的建筑工程中。

1.2 CFG桩特点

CFG桩最大的优势在于承载力较大，而且施工流程简便，基于CFG桩的地基处理作业整体难度不大，而且施工的效率较高。CFG桩主要使用在中高层建筑的地基处理工作中，可以为质量较大的建筑提供足够的支撑力。但是CFG桩对周边土层没有良好的挤密约束作用，对湿陷型黄土而言，没有办法将整个土层控制在一个稳定的状态。

综合而言，灰土挤密桩和CFG桩各有优缺点，在实际使用的时候，要根据整个建筑工程的实际情况制定出合理的地基处理方案，能够使灰土挤密桩和CFG桩之间形成优势互补，进而使整个地基处理工作的效率达到预期的效果。

2 工程概况

2.1 基本情况

本工程为太原市某小区住宅楼，建设场地位于太原市东部，地上30层，地下3层，结构总高度90.15 m。结构类型为剪力墙结构，基础采用梁板式筏板基础。本工程根据山西省某地质工程勘察院提供的《某高层住宅楼岩土工程勘察报告》，场地属稳定场地,场地为自重湿陷性场地，地基湿陷等级Ⅱ级。本工程地基处理采用水泥粉煤灰碎石桩(简称CFG桩)加灰土及素土挤密桩复合地基土处理的方法来消除全部湿陷和提高地基承载力。

2.2 场地的工程地质条件

场地的工程地质条件见表1。

表1 自然条件调查结果统计表

3 地基处理项目实际施工流程

3.1 灰土挤密桩设计

灰土挤密桩分布于主楼楼座下，要求施工单位先施工该部分灰土挤密桩，待灰土挤密桩完全消除楼座下桩长深度范围内湿陷性后，方可进行素土桩及CFG桩施工。为防止挤密桩后期成桩困难，灰土挤密桩施工顺序可采用由内向外，隔行跳打的方式进行。本工程设计灰土挤密桩1 592根，桩径450，正三角形布桩，桩距为1.1 m和0.9 m，有效桩长分别为18.8 m。

1)灰土挤密桩施工：灰土挤密桩采用冲击成孔，桩孔内的填料用2∶8灰土，压实系数不小于0.97；2∶8灰土：采用粉质粘土，不得使用块状粘土和砂质粉土，不得含有松软杂质，并应过筛，其颗粒不得大于15 mm，石灰采用新鲜消石灰，其颗粒不得大于5 mm。

2)桩端持力层位于⑤粉质粘土+粉土层。要求有效的桩长深度内场地土湿陷全部消除。

3)要求处理后的地基承载力特征值不小于180 kPa。

在基础垫层与桩顶之间设300 mm厚褥垫层，范围外扩至基础边外500。褥垫层材料采用三七灰土。褥垫层铺设采用静力压实法，夯填度不得大于0.9。

3.2 素土桩设计

灰土挤密桩施工完毕满足设计要求后，方可进行素土挤密桩施工，素土挤密桩分布于主楼楼座周边外扩部分，素土桩桩径为450 mm,有效桩长为15 m,桩距1.1 m(正方形布桩)的桩801根，桩距1.1 m(正三角形布桩)的桩856根。

1)成孔方式需采用冲击成孔(成孔所用的锤重应大于5 t)，严禁采用机械钻孔、掏土法施工。

2)采用孔内深层强夯法进行填料，要求夯锤重不宜小于成孔的锤重,强夯后的孔径不小于450 mm,桩端持力层位于⑤粉质粘土+粉土层。桩体填料采用素土，向孔内填料前孔底必须夯实；分层回填、分层夯实时，桩体内的平均压实系数值均不应小于0.97。铺设褥垫层前，应将桩顶标高以上的预留松动土层挖除。

3)土料选用粉质粘土，有机质含量不得大于5%,不应使用块状粘土和砂质粉土，土料中不得含有松软杂质,并应过筛,其颗粒不得大于5 mm。

4)成孔挤密应间隔分批进行，孔成后应及时夯填。预留松动土层厚度不小于1 000 mm。

5)破桩高度不小于500 mm。

3.3 CFG桩设计

地基湿陷性消除满足设计要求后，最后施工CFG桩，CFG桩分布于主楼楼座下， CFG桩952根,桩径为400 mm,有效桩长均为16.5 m，桩距1.1 m(正方形布桩)，桩体混合料强度等级不小于C20。

1)桩体材料配比由施工单位根据试验确定。施工可采用长螺旋钻孔,管内泵压混合料灌注成桩工艺,施工的坍落度为160～200。

2)桩端持力层位于⑤粉质粘土+粉土层。

3)打桩过程中,抽样做混合料试块,每台机械1 d应做一组(3块)试块(边长为150 mm的立方体),测定28 d强度。

4)破桩高度不小于500 mm。

5)冬期施工时混合料入孔温度不得低于5 ℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。

3.4 基桩检测要求

1)各抽取灰土及素土挤密桩总桩数的1.5%进行全长桩身检验；检验内容包括施工记录、全部处理深度桩体和桩间土的干密度、压实系数、挤密系数(3个孔之间土的平均挤密系数不小于0.93)及桩间土的湿陷性。要求灰土及素土挤密桩桩长范围内湿陷性全部消除。

2)地基竣工验收时，需进行复合地基静载荷试验，检验数量不应少于桩总数的0.5%，且每项单体工程不应少于3点。要求主楼处理后的复合地基承载力特征值不小于560 kPa。抽取不少于总桩数的10%的CFG桩进行低应变动力试验，检测桩身完整性。

3.5 第三方检测结果

施工完毕后，按照设计要求根据《建筑地基处理技术规范》进行了检测，灰土及素土挤密桩在桩长深度范围内所取样土均消除湿陷性，桩间土挤密系数、桩体压实系数均达到设计要求，复合地基平均承载力为607.6 kPa,满足设计要求。

4 结语

通过对灰土挤密桩和CFG桩复合地基的研究工作可以发现，先使用经济实惠的灰土或素土挤密桩对建筑区域的黄土层进行加固，再使用CFG桩来提高整个地基的承载力、抗变形能力，形成了良好的加固作用。该复合地基完美的弥补了灰土挤密桩和CFG桩的缺陷，产生了一加一大于二的施工效果。所以，为了应对我国高层建筑未来发展的趋势，还要从多个角度进行分析和研讨，制定出性价比更高的地基类型，进而切实提高我国高层建筑的施工质量，最终有效的推动我国经济的发展。