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摘要:建筑工程地基处理作为土木工程建设的关键环节之一始终受到人们的高度重视。CFG桩是一种高粘结强度桩，桩体在荷载作用下一般不会鼓胀破坏，与其它桩复合地基相比，CFG桩复合地基具有适用范围广、承载力提高幅度大，可调性强、桩体的排水作用、沉降变形以及时间效应等特点。建筑工程中基础处理方案的选择如果不合理，常常会导致建筑工程施工质量事故发生，从而使得基础造价提高，最终降低了项目的投资效益，而正确、合理地选用最优的软土地基处理方法，是安全、经济、合理地进行建筑工程建设施工的关键。
关键词：建筑工程 施工技术 工程地基 地基处理技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1.工程基本概况
某商业大厦建设工程基坑东西长110m，南北宽86m ,坑深10.6m，该商住楼分南北两栋，主楼28层，地下2层，裙楼地下2层。主楼长64m、宽19m,裙楼长21m、宽16m。主楼基底净压力为496kPa，天然地基承载力特征值为103kPa，天然地基不能满足上部荷载要求，采用筏板基础，剪力墙结构。根据勘察报告，场地为第四纪沉积层，基础坐落在粉质粘土层上，天然地基承载力特征值为180kPa。
该工程的特点是层数多、荷载大，对加固后的地基承载力和变形要求都很高(复合地基承载力特征值要求达到480kPa，建筑中心点沉降量不超过40mm)，无论设计计算、具体的施工措施还是施工管理，其难度都比一般高层建筑地基处理要大。通过仔细分析，并结合场地土质情况、工程特性和环保等要求，该工程拟采用长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺进行地基处理，设计时将桩端落在细中砂层上，桩长为16-18m，满足设计要求，且场地桩间土承载力能得到较好的发挥。
2.建筑工程地基处理技术
2.1施工机械
长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成的完整的施工体系，本工程采用2台ZKL800日B型步履式长螺旋钻机、1台HBT60型混凝土输送泵、1台JS50型混凝土搅拌机。
2.2主要施工工艺
(1)测量定位:测量定位采用打孔灌石灰的方法处理，即先用直径30的钢管打孔300mm深的深度，然后灌入石灰粉，再插入钢筋进行复核桩位，施工中所有桩孔一次定位完成。
(2)钻机就位:钻机就位前需检查场地情况，如果场地较软，应增加支腿接地面积。若场地坡度>30°应加垫枕木施工，钻机就位后必须平衡，启动四支腿油缸调整钻机水平，确保钻塔垂直度≯1%，对位偏差≯20mm，钻机开钻前必须严格检查钻头上楔形出料活门是否闭合。
(3)钻进成孔:钻进过程中根据地层变化和动力头工作电流值对钻压、转速和钻进速度进行合理调整，钻进采用间歇式钻进方法，即钻进—空钻—钻进，钻进至设计深度后空车30-60s，待电流稳定确认桩长满足要求后终孔停钻。
(4)混凝土搅拌及泵送混凝土搅拌应该严格按配合比配料，严格控制好进场原材质量，每盘搅拌时间《90s，经常检查混凝土的和易性及坍落度，控制好混凝土的搅拌质量。
(5)每桩灌混疑土结束后，应及时进行封项以保护桩头。
(6)施工中遇到地下障碍使桩位偏移时应及时处理后再次就位，并对混凝土泵送中遇到输料管堵塞或钻进中出现的异常问题及时正确处理。
2.3施工质量控制措施探讨
(1)单桩承载力方面
造成单桩承载力不足的主要原因是施工時扰动了桩底的粉细砂层或细中砂层，使CFG桩的桩端承载力降低，从而导致单桩承载力下降。经重新计算发现，只要适当增加些桩长，使桩端进入其下的中低压缩性的粉质粘土层或粘质粉土、砂质粉土层上时，就能满足承载力和变形的需求，而且可以避免桩底土的扰动。于是决定对于场地局部原桩端持力层位置处砂层较厚的地段，依然采用原桩端持力层不变，但施工时要尽量避免桩端进入砂层太深，以免扰动砂层，产生涌砂现象，造成质量问题;而对于原桩端持力层位置处砂层较薄的地段，就增加桩长，使其桩端落在粘性土上。
根据工程经验，原桩底处的粉细砂及细中砂为含水层，这种有一定地下水压力的砂层很容易产生涌砂现象，造成桩底的虚空，也是造成单桩承载力不足的原因，为此，要求钻探人员控制提钻，钻进成孔至预定深度后尽量少提钻，在混凝土淹没钻头一定高度后再提钻;且提钻速度不宜过快，注意其和泵送速度的匹配，避免桩侧砂层产生涌砂现象，造成桩侧砂层不实，影响桩端阻力和桩侧阻力的发挥。
(2)钻头阀门打不开方面
在施工过程中，发现有些桩成孔到设计深度，开始泵料时，钻头阀门打不开，无法成桩。经调查，钻头阀门打不开有两种原因:钻头的问题，当钻头加工不合理时，成孔过程中土中的砂粒或小卵石易卡死阀门，造成阀门打不开;由于桩端落在砂土层，桩端土质具有良好渗透性，导致阀门外的水头压力大于钻杆内混合料的压力，造成阀门打不开。本工程钻头穿越细砂、圆砾、卵石层，终孔于粉细砂层及细中砂层上，很容易导致阀门打不开。经设计组和施工组共同商量改用防水钻头或者是适当增加桩长，中低压缩性的粉质粘土层或粘质粉、砂质粉土层，避免阀门打不开的情况发生。
(3)窜孔现象方面
所谓施工中的窜孔现象，就是在饱和的粉土、粉细砂层中施工时，当打完A号桩后，接着打相邻的B号桩时，随着钻杆的钻进，发现已打完尚未结硬的A号桩桩顶突然下落，有时甚至达2m以上，当B号桩泵入混凝土混合料时，能使A号桩下降的桩顶开始回升，泵入B号桩的混合料足够多时，A号桩桩顶恢复到原标高，场地是否发生窜孔现象主要取决于场地土质情况、桩间距大小、垂直度和成孔过程中工艺对桩间土的扰动程度。
从土质情况分析，当桩长范围内存在饱和的粉细砂层或粉土层且其处于中密—松散状态，采用长螺旋钻管内泵压CFG桩工艺施工时就需考虑剪切液化在粉细砂层和粉土层中可能引起的窜孔现象，从成孔过程中工艺对桩间土的扰动程度分析，扰动程度的大小取决于扰动时间的长短，如钻头吃土能力较强时，成孔时间较短，扰动相对较小，窜孔的很少
发生。当粉土、砂土层在桩的上部时，成孔对其扰动时间较长，较易发生窜孔。
(4)安全管理方面
必须根据安全管理的有关规定建立健全项目的各有关管理制度，在项目内部落实安全管理责任制，建立考核制度，实施奖罚措施，以及前面已提及的桩机资质及特种作业上岗证等必须齐全。起重臂下严禁站人，重物停在空中时驾驶员不得离开操作室;起重范围不得超过起重性能规定的指标，起重机吊桩进入夹持机构，压桩开始之前，必须在起重机、卷扬机构放松起吊的钢丝绳、吊钩脱离后方可压桩，以免拉断钢丝绳和拉弯起重机吊臂;停止作业时，短履需运行到桩机中间位置，停落在平整地面上，其余油缸回程缩进。切断电源，操作人员方可离开桩机;施工完毕的桩的桩头上面要加盖，以防行人或杂物等掉陷。
3.结语
建筑工程地基处理作为土木工程建设的关键环节之一始终受到人们的高度重视。各种地基处理技术已较为成熟，但同时也种类繁多而效果各异。寻求方便合理、实用普遍的地基处理方法，对提高经济效益将具有重要作用，本文主要结合我地区某高层建筑工程的地基勘察和施工处理案例，对处理软土地基的施工技术和质量控制措施作了探讨。
关键词：建筑工程 施工技术 工程地基 地基处理技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1.工程基本概况
某商业大厦建设工程基坑东西长110m，南北宽86m ,坑深10.6m，该商住楼分南北两栋，主楼28层，地下2层，裙楼地下2层。主楼长64m、宽19m,裙楼长21m、宽16m。主楼基底净压力为496kPa，天然地基承载力特征值为103kPa，天然地基不能满足上部荷载要求，采用筏板基础，剪力墙结构。根据勘察报告，场地为第四纪沉积层，基础坐落在粉质粘土层上，天然地基承载力特征值为180kPa。
该工程的特点是层数多、荷载大，对加固后的地基承载力和变形要求都很高(复合地基承载力特征值要求达到480kPa，建筑中心点沉降量不超过40mm)，无论设计计算、具体的施工措施还是施工管理，其难度都比一般高层建筑地基处理要大。通过仔细分析，并结合场地土质情况、工程特性和环保等要求，该工程拟采用长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺进行地基处理，设计时将桩端落在细中砂层上，桩长为16-18m，满足设计要求，且场地桩间土承载力能得到较好的发挥。
2.建筑工程地基处理技术
2.1施工机械
长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成的完整的施工体系，本工程采用2台ZKL800日B型步履式长螺旋钻机、1台HBT60型混凝土输送泵、1台JS50型混凝土搅拌机。
2.2主要施工工艺
(1)测量定位:测量定位采用打孔灌石灰的方法处理，即先用直径30的钢管打孔300mm深的深度，然后灌入石灰粉，再插入钢筋进行复核桩位，施工中所有桩孔一次定位完成。
(2)钻机就位:钻机就位前需检查场地情况，如果场地较软，应增加支腿接地面积。若场地坡度>30°应加垫枕木施工，钻机就位后必须平衡，启动四支腿油缸调整钻机水平，确保钻塔垂直度≯1%，对位偏差≯20mm，钻机开钻前必须严格检查钻头上楔形出料活门是否闭合。
(3)钻进成孔:钻进过程中根据地层变化和动力头工作电流值对钻压、转速和钻进速度进行合理调整，钻进采用间歇式钻进方法，即钻进—空钻—钻进，钻进至设计深度后空车30-60s，待电流稳定确认桩长满足要求后终孔停钻。
(4)混凝土搅拌及泵送混凝土搅拌应该严格按配合比配料，严格控制好进场原材质量，每盘搅拌时间《90s，经常检查混凝土的和易性及坍落度，控制好混凝土的搅拌质量。
(5)每桩灌混疑土结束后，应及时进行封项以保护桩头。
(6)施工中遇到地下障碍使桩位偏移时应及时处理后再次就位，并对混凝土泵送中遇到输料管堵塞或钻进中出现的异常问题及时正确处理。
2.3施工质量控制措施探讨
(1)单桩承载力方面
造成单桩承载力不足的主要原因是施工時扰动了桩底的粉细砂层或细中砂层，使CFG桩的桩端承载力降低，从而导致单桩承载力下降。经重新计算发现，只要适当增加些桩长，使桩端进入其下的中低压缩性的粉质粘土层或粘质粉土、砂质粉土层上时，就能满足承载力和变形的需求，而且可以避免桩底土的扰动。于是决定对于场地局部原桩端持力层位置处砂层较厚的地段，依然采用原桩端持力层不变，但施工时要尽量避免桩端进入砂层太深，以免扰动砂层，产生涌砂现象，造成质量问题;而对于原桩端持力层位置处砂层较薄的地段，就增加桩长，使其桩端落在粘性土上。
根据工程经验，原桩底处的粉细砂及细中砂为含水层，这种有一定地下水压力的砂层很容易产生涌砂现象，造成桩底的虚空，也是造成单桩承载力不足的原因，为此，要求钻探人员控制提钻，钻进成孔至预定深度后尽量少提钻，在混凝土淹没钻头一定高度后再提钻;且提钻速度不宜过快，注意其和泵送速度的匹配，避免桩侧砂层产生涌砂现象，造成桩侧砂层不实，影响桩端阻力和桩侧阻力的发挥。
(2)钻头阀门打不开方面
在施工过程中，发现有些桩成孔到设计深度，开始泵料时，钻头阀门打不开，无法成桩。经调查，钻头阀门打不开有两种原因:钻头的问题，当钻头加工不合理时，成孔过程中土中的砂粒或小卵石易卡死阀门，造成阀门打不开;由于桩端落在砂土层，桩端土质具有良好渗透性，导致阀门外的水头压力大于钻杆内混合料的压力，造成阀门打不开。本工程钻头穿越细砂、圆砾、卵石层，终孔于粉细砂层及细中砂层上，很容易导致阀门打不开。经设计组和施工组共同商量改用防水钻头或者是适当增加桩长，中低压缩性的粉质粘土层或粘质粉、砂质粉土层，避免阀门打不开的情况发生。
(3)窜孔现象方面
所谓施工中的窜孔现象，就是在饱和的粉土、粉细砂层中施工时，当打完A号桩后，接着打相邻的B号桩时，随着钻杆的钻进，发现已打完尚未结硬的A号桩桩顶突然下落，有时甚至达2m以上，当B号桩泵入混凝土混合料时，能使A号桩下降的桩顶开始回升，泵入B号桩的混合料足够多时，A号桩桩顶恢复到原标高，场地是否发生窜孔现象主要取决于场地土质情况、桩间距大小、垂直度和成孔过程中工艺对桩间土的扰动程度。
从土质情况分析，当桩长范围内存在饱和的粉细砂层或粉土层且其处于中密—松散状态，采用长螺旋钻管内泵压CFG桩工艺施工时就需考虑剪切液化在粉细砂层和粉土层中可能引起的窜孔现象，从成孔过程中工艺对桩间土的扰动程度分析，扰动程度的大小取决于扰动时间的长短，如钻头吃土能力较强时，成孔时间较短，扰动相对较小，窜孔的很少
发生。当粉土、砂土层在桩的上部时，成孔对其扰动时间较长，较易发生窜孔。
(4)安全管理方面
必须根据安全管理的有关规定建立健全项目的各有关管理制度，在项目内部落实安全管理责任制，建立考核制度，实施奖罚措施，以及前面已提及的桩机资质及特种作业上岗证等必须齐全。起重臂下严禁站人，重物停在空中时驾驶员不得离开操作室;起重范围不得超过起重性能规定的指标，起重机吊桩进入夹持机构，压桩开始之前，必须在起重机、卷扬机构放松起吊的钢丝绳、吊钩脱离后方可压桩，以免拉断钢丝绳和拉弯起重机吊臂;停止作业时，短履需运行到桩机中间位置，停落在平整地面上，其余油缸回程缩进。切断电源，操作人员方可离开桩机;施工完毕的桩的桩头上面要加盖，以防行人或杂物等掉陷。
3.结语
建筑工程地基处理作为土木工程建设的关键环节之一始终受到人们的高度重视。各种地基处理技术已较为成熟，但同时也种类繁多而效果各异。寻求方便合理、实用普遍的地基处理方法，对提高经济效益将具有重要作用，本文主要结合我地区某高层建筑工程的地基勘察和施工处理案例，对处理软土地基的施工技术和质量控制措施作了探讨。