CFG桩复合地基施工技术分析

　　摘要：CFG桩复合地基处理技术具有施工速度快、施工过程容易控制、质量容易保证等优势，近年来在我国得到了广泛应用。本文简单阐述了CFG桩复合地基的施工设计和工艺，并就CFG桩在施工中常见的问题提出了处理意见。

　　关键词：CFG桩复合地基，施工流程，预防措施

　　Abstract: CFG pile composite foundation treatment technology has the construction speed is quick, easy to control the construction process, quality easy to ensure the advantage in recent years has been widely applied in our country. In this paper, the author briefly expounds the construction of CFG pile composite foundation design and process, and the construction of CFG pile in common problems put forward disposal.

　　Keywords: CFG pile composite foundation, construction process, the preventive measures

　　中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

　　1概述

　　CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称(即cement flying-ash gravel pile)。在碎石桩桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成具有一定黏结强度和一定压缩性的半刚性桩体。CFG 桩、桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基(如图1)。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接。无论桩端落在一般土层还是坚硬土层。均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体强度和杨氏模量比桩问土大，在荷载作用下。桩项应力比桩间土表面应力大。桩可将承受荷载向较深土层中传递并相应减少桩间土承担的荷载。这样，桩的作用便复合地基承载力提高.变形减小。

　　CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料，大大降低了工程造价(一般为普通桩基的1/3～1/2)。由于粉煤灰不断发生水化反应。使桩身混凝土的后期强度增大。这对CFG桩承受上部荷载有了可靠保证(CFG桩桩身强度等级多在C15～C25之间)。除了桩体自身强度，在基础与桩和桩间土之间设置褥垫层。是复合地基的一个核心技术。褥垫层由～定厚度散体粒状材料组成，对复合地基受力影响很大。若不设置褥垫层，复合地基础承载特性与桩基础相似.桩间土承载能力难以发挥。不能成为复合地基。基础下设置褥垫层，桩间土承载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降。荷载能通过褥垫层作用到桩间土上.使桩土共同承荷载.减小了基础底面应力集中。

　　褥垫层作用使桩间土一开始就分担较大份额的上部荷载。较好地发挥桩间土的承载力。依靠褥垫层材料与基础底面的摩擦，使CFG桩复合地基具有一定抵抗水平荷载的能力，对地基的不均匀沉降.有一定的补偿作用。

　　2 CFG桩复合地基的设计

　　2.1 CFG 桩复合地基的设计应包括以下内容：

　　(1) 桩的平面布置：一般来讲可只布置在基础范围内。

　　(2) 桩距：一般为S=(3～6)d。桩距的大小取决于设计要求的复合地基的承载力、土性与施工机具。

　　(3) 桩径：桩径一般为350～600mm，通常选用φ=400mm。

　　(4) 桩长：可根据具体地层情况，结合桩侧摩擦力及桩的端承力值大小综合确定，一般情况CFG 桩桩端应位于相对硬层上。

　　(5) 桩体强度：最低强度应按3倍的桩顶应力确定，砼标号一般为C5～C20。长螺旋钻孔泵压混合料成桩工艺，考虑泵送混凝土工艺特殊要求，通常选用15混凝土为宜。

　　(6) 桩顶褥垫层：褥垫层厚度一般取10～30cm为宜，当桩径、桩距大时褥垫层厚度宜取高值。褥垫层材料宜用粗砂、中砂、碎石、级配砂石，最大料径不宜大于30mm。

　　2.2 CFG桩复合地基设计方法

　　在长期的工程实践中，复合地基的设计方法可归结为以下三类：

　　(1)正常使用极限状态的承载力作为控制条件，以正常使用极限状态的沉降量作为验算条件;

　　(2)正常使用极限状态的沉降量作为控制条件，以正常使用极限状态的承载力作为验算条件;

　　(3)沉降量和承载力双控制

　　对于第一种设计思路，其适用条件为CFG桩复合地基加固的土体性质较好、桩体强度大且置换率较高的情况，按承载力为控制条件，沉降量一般会满足要求。当CFG桩复合地基加固的土体性质差，如淤泥、欠固结填土等，往往出现承载力满足，但沉降不满足的情况。特别是在建筑工程软基处理中，其置换率一般较低、荷载较小，容易出现沉降或差异沉降不满足。从而前面两种设计思想，在两个条件都满足的情况下，有可能会出现当其中的一个条件满足时，另外一个条件有较大的富裕的问题，这样就会在物力和财力上造成较大的浪费。因此最佳的设计是两个条件同时满足，这就要求在设计的过程中寻求最优方案。但由于影响CFG桩复合地基承载和变形的因素较多，针对沉降量和承载力两个约束条件的情况，就桩径、桩长、桩距等多个设计参数人工寻求最优存在较大的困难

　　由以上的分析可知，采用第二种设计思路对建筑工程CFG桩复合地基进行设计较为适宜。

　　3 CFG桩的施工工艺

　　CFG桩的施工，应根据现场的实际情况和条件选用下列施工工艺：

　　3.1 振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填土地基。

　　振动沉管有操作简便、施工费用较低、对桩间土的挤密效果显著等优点。施工工艺流程见图2.

　　3.2 长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，适用于粘性土、粉土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地;

　　施工顺序; 钻机就位,成孔钻杆内灌注混合料,提升钻杆,灌注孔底混合料, 边泵送混合料边提升钻杆,成桩,钻机移位。

　　钻至设计深度后, 应准确掌握提钻时间, 泵送混合料数量应与提钻速度相配合, 保持连续灌注均匀提升, 钻头必须始终埋入混合料以下1m 左右。严禁采用先提钻后灌注的错误做法。同时要保证混合料及时供应。停机待料易造成混合料离析, 桩身缩径, 断桩和夹泥等质量问题。

　　设计要求桩进入岩层时, 改用同等孔径的取芯钻头。

　　3.3 长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土，粉土、素填土、中等密实以上的砂土;

　　长螺旋钻机灌注成桩,除噪音低,不排污外,设备行走灵活,成桩速度快,对地层实用性强而广泛应用。

　　4 CFG桩在施工中常见问题及处理意见

　　4.1 缩颈或断桩

　　主要原因是由于灌装填料配比有误及搅拌时间不够;冬施混合料保温措施不当;拔管速度控制不好;开槽机桩顶处理不好。预防措施：

　　(1)要严格按不同土层进行配料，搅拌时间要充分。

　　(2)做好成孔、搅拌、压灌、提钻各道工序的密切配合，提钻速度应与混凝土泵送量相匹配，严格掌握混凝土的输入量大于提钻产生的空孔体积，使混凝土面经常保持在钻头以上1m，以免在混凝土中形成充水的孔洞。

　　(3)控制拔管速度，一般1～1.2 m/min。每拔管1.5～2.0 m，留振20s左右(根据地质情况掌握留振次数与时间或者不留振)。

　　4.2 堵管

　　施工中由于外界环境的变化、混合料坍落度的损失、停机待料时间过长以及机械故障等原因常产生堵管。处理方法：对混凝土泵管进行覆盖洒水降温，减小外界环境对混合料的影响;对坍落度的损失大的混合料运回拌和站进行处理;停机待料时，要每隔10min左右打一次反泵，缩短混合料的停置时间，减少堵管的发生频次，如停滞时间过长要及时对钻机及泵管进行清洗;如机械故障立即将电源切断，并及时清洗泵管泵机;另外在施工中，由于拔管速度过慢，泵送量过大，使芯管内混合料挤压密实，发生堵管，施工中泵机司机与钻机司机要固定不变，并配备有效的通信联系工具，减少堵管的发生。

　　4.3 承载力不足

　　主要是在施工中，桩未穿透软土或置于夹层上，造成深入硬层的假象，或者设计桩长不足，造成承载不满足设计要求。加强地质复查工作，及时与设计单位进行沟通，提出变更建议。

　　5 结语

　　随着CFG桩复合地基技术的不断发展，其应用前景十分广阔。在实际施工过程中，我们应该具体问题具体分析，依据工程的不同特点来制定相对应的施工方案，这样才能确保CFG桩复合地基的处理效果。

　　参考文献：

　　[1]JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范[S].

　　[2]杨位.地基及基础[M].北京：中国建筑工业出版社.

　　[3]侯松岩，彭颖华，CFG 桩复合地基在工程中的应用

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文章名称： CFG桩复合地基施工技术分析

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