某工程CFG桩复合地基桩间土液化问题分析及其处理措施(2)
勘察期间场地地下稳定水位埋深2.65~4.20米，属孔隙潜水，主要受大气降水的影响，据区域水文地质资料，地下水位年变化幅度1.5~2.0米左右。
（三）施工中出现的问题
CFG桩复合地基工程共分两期进行施工：1~3#楼先期施工，CFG桩桩径400mm；4~6#楼后期施工，CFG桩桩径600mm。1~3#楼施工时，施工基本正常，未现异常现象；然而，在4~6#楼施工中，因桩径变大，对地层的扰动增大，施工单位反应长螺旋钻机钻进时翻砂严重，同时地下水丰富，钻机附近土层下陷，出土量变小，威胁到钻机稳定，甚至混凝土泵管随砂卷入地层内，周边槽壁有坍塌现象，超灌现象较为严重。
根据施工中的种种现象，结合本场区地质条件特点，认为极有可能是地基土过于松散，从而造成施工困难，同时潜在的液化威胁较严重 。
三、地基液化问题分析与处理方法
（一）地基液化问题分析
为进一步确认第2.3节分析的结论，特与勘察人员沟通，获知勘察报告按分层计算的方法来进行液化等级判别，即按每个钻孔的每层土液化指数来判定液化等级，而非根据每个钻孔不同土层的液化指数的累加进行计算，因此液化判定结果迥然不同。
勘察报告上各土层液化判别结果如下：②1层新近沉积粉土为液化土，具轻微液化；③层新近沉积粉砂为液化土，具中等液化；④层粉砂、⑤层粉质粘土中的粉土及⑥层细砂为非液化土，场地为具中等液化场地。
同时，为确定本场地液化特性，特校核了勘察报告中液化判别计算表，校核结果见表3，综合考虑，本场区为中度及严重液化，根据规范[3]中4.3.6条文抗液化措施规定，对于乙类设防类别，地基液化等级为中等及严重时，需要全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理。
（二）地基液化处理方法
为保证工程质量及安全，需对本工程进行液化地基处理。1~3#楼CFG桩已施工完成，常规的抗液化措施已无法施工，考虑到液化的严重影响，为确保工程安全，亦进行了液化处理。
常规的抗液化措施有换填、地基加密法（如振冲、振动加密、挤密碎石桩、强夯等）、桩基础、深基础等，针对本工程特点，1~3#楼采用改进的振锤振密措施，4~6#采用"振冲碎石桩+CFG桩"复合地基处理方案，即先采用振冲碎石桩处理液化土层后，再进行CFG桩施工。
1.1~3#楼地基液化处理方法
鉴于CFG桩已施工，为不影响CFG桩施工质量，已无法采用常规的加密、挤密等施工工艺。遂提出了改良的振锤振密措施，即在沉管工艺的原型下改进成为简易沉管装置。其原理为，当沉管的振动频率与土体颗粒的自振频率一致时，土体颗粒产生共振。此时，土体颗粒重新排列组合，形成更为密实的土体，从而达到振密土体的效果。同时土体颗粒有足够的振动速度和加速度，能迅速破坏沉管和土体之间的粘结力，使两者之间由压紧状态过渡到瞬时分离状态。沉管的侧面阻力大大降低，促成其顺利沉入土中[4]。在此过程中，在沉管周围处填充碎石，碎石沿着沉管壁向下及向周边移动，达到挤密土体的效果。此种工艺的优点在于避免了传统工艺对既有桩体的破坏，同时又施工简便易行。
本工程具体处理方案如下：以沉管机械上振锤带动Φ200钢管，钢管外焊有钢刺，下插入砂层12米，反复振动，并在钢管周围处填充碎石。处理范围为CFG桩桩间，以及基础边线外5m，孔位间距为0.5m×0.5m，具体见图2和图3。施工过程中，每孔填料0.4m3，在整体振密后，场地土下沉0.3~0.5m，该沉降主要来源于CFG桩施工扰动土体的密实度恢复和天然土体的振密。
2. 4~6#楼地基液化处理方法
鉴于4~6#楼地基液化的严重性，需采取质量可靠、处理效果较好的施工工艺。作为抗液化处理措施之一，振冲碎石桩法正具有该特点：通过预振效应使液化地基土颗粒结构重新排列，从而改善了地基土的性能[5]。振冲碎石桩加固可液化地基的作用主要表现在以下方面：1）成桩过程中，激振器产生的振动通过导管传递给土层，使其附近的饱和砂土地基产生振动孔隙水压力，导致部分土体液化，土颗粒重新排列，趋向密实，从而提高了桩周土体的密实度。2）复合地基中的碎石桩是以透水性很好的碎石构筑，可以缩短渗透路径，改善排水条件，因此在振动时加速超孔隙水压力的消散，使孔压消散与增长同时发生，降低由于循环荷载作用而产生的超静孔隙水压力，以防止地基液化，大大提高了地基的抗液化能力；3）桩体分担地震水平剪应力，减小桩间土所受的剪应力[6]。
对原4~6#楼CFG桩复合地基方案进行了变更，采用振冲碎石桩+CFG桩复合地基方案，即，先通过振冲碎石桩消除地基土中的液化现象，进而将地基承载力提高到200kPa，然后采用CFG复合地基处理方式处理已经振密后的地基土。具体设计参数详见表4。
表4 4~6#住宅楼振冲桩+CFG桩设计参数一览表
设计参数振冲碎石桩CFG桩
桩长（m）1218
桩径（m）1.00.41
桩间距（m）1.8×1.81.8×1.8
复合地基承载力特征值 （kPa）200450
四、处理效果分析
施工结束后，分别对地基处理结果进行了标准贯入试验检测，并按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）4.3.4和4.3.5条文进行判定，判定结果详见表5。
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