CFG桩在东营市某广场地基处理中的应用

刘培权

【摘要】通过工程实例，简单介绍CFG桩加固地基的施工工艺和施工技术控制要点，阐述笔者在工作中的经验体会，以便与广大工程技术人员进行技术交流。建议软土地区的高层建设也可以使用复合地基。

【关键词】 复合地基；CFG桩；地基处理

水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）是水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。水泥粉煤灰碎石桩法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。CFG桩与素砼的区别在桩体材料的构成不同，而在其受力和变形方面没有什么区别。和其他散体材料、软体材料相比，CFG桩复合地基具有承载力提高幅度大，地基变形小的特点，并且有较大的适用范围。目前在地基处理中得到了广泛的应用。

1. 工程概况

拟建东营市某广场位于东营市黄河路南侧，共设计小高层住宅楼41栋，采用CFG桩复合地基，山东正元建设工程有限责任公司承揽21#、22#、37#、38#四栋高层基础施工任务，四栋高层基础总工程量设计为：桩数约885支，桩径400mm，其中桩长12.5m的桩435支，桩长13.00m的桩450支，桩头埋深-4.18m。混凝土总量约为1483.47m3。

2. 场地工程地质条件

东营市地处黄河三角洲，地貌单元为黄河冲积平原，地层为多为粘性土、粉土。地下水为第四系孔隙潜水，稳定水位埋深1.20～5.16m。静止水位标高3.85～4.35m。据调查，场区历年最高水位埋深0m。地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性。地层情况大致如下：

①层素填土：黄褐色，松散，以粉土为主。

②层粉土：黄褐色，湿-很湿，中密，较均质。

③粉质粘土：灰褐色，软塑，局部含腐殖质及小贝壳，局部夹粉土薄层。

④层粉土粉质粘土互层：粉土，灰褐色，很湿，中密；粉质粘土，灰褐色，软塑-可塑。

⑤层粉砂：灰褐色，饱和，中密，均粒。

⑥层粉土粉质粘土互层：粉土，灰褐色，很湿，中密，局部夹粉砂团块；粉质粘土，灰褐色，软塑-可塑。

⑦粉质粘土：灰褐色，软塑-可塑，偶见小贝壳，局部夹粉砂团块。

⑧层粉土：黄褐色，很湿，密实，具砂感，含铁锰质。

⑨层粉质粘土：黄褐色，软塑-可塑，局部夹粉砂团块，含铁锰斑点。

3. 工艺及技术要求

地基采用CFG桩复合地基处理。桩径400mm，桩间距1600 mm.该地基处理后，复合地基承载力特征值fspk=190KPa；桩身砼设计强度为C15。

4. 施工工艺流程

现场采用强制搅拌机搅拌砼，长螺旋成孔管内泵压混凝土成桩方案。见施工工艺流程图（图1）。

图1施工工艺流程图

5. 设备选型配套

根据施工工艺及工期要求，为此配备的主要设备见表1：

6. 主要工序控制

6.1鉆机就位。钻机就位时，要做到机座平稳，用铅锤测定钻机桅杆的垂直度，钻头中心与桩位偏差不得大于20mm。

6.2钻进成孔。开孔时，将钻头两活瓣合拢，钻头对准桩位，经质检员检查合格后方可施工；在钻进过程中，随时检查钻机的平稳状态和垂直度，确保桩孔垂直度<1%；开孔钻进至设计深度终孔，提钻200mm左右，开动输送泵送混合料。

按照泵送混合料速度边送料边提钻，泵送砼量略大于提钻形成的钻孔体积。提钻至设计桩顶并留出保护桩长0.60m。为确保在粉质粘土和粘土中成桩不缩径，在该层泵送砼时，提钻速度要比正常提钻速度减少1/3，在钻杆中的砼面要比孔内砼面高出3～5m。泵送砼与钻杆提升等操作，要派业务熟练的专职人员统一指挥，理论和实践相结合，即泵送砼的形成的柱状体积，应大于提钻的形成的柱状体积，并结合耳听钻杆内砼液面的高度。

6.3泵送混凝土。接输送泵管，把输送泵管与螺旋钻具连接起来，注意软管长度要大于钻具长度。顶端采用弯管，泵管连接处加密封圈，以防止泵管漏浆。释放空气：将弯管顶部放气孔打开，泵送砼排出钻具内空气后，关闭放气孔。压灌：将钻具提离孔底20cm左右，启动输送泵，泵送砼，同时开动卷扬机，匀速提动钻具，钻头活门在泵压下张开，将C15砼注入孔内，注意钻具提升速度不大于泵送速度（排量）。压灌混凝土至高出设计标高0.60m，停泵，提出钻具，清理钻具及桩头泥土。

7. 质量检验

CFG桩地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，宜在施工结束28d后进行。本工程采用低应变动力试验和复合地基静力载荷试验两种方法。低应变动力试验90颗，其中I类桩75颗，II类桩10颗，III类桩5颗。静力载荷试验9组，工程桩做试验，没有做到破环，当极限承载力达到400KPa时停止了试验，9组试验全部合格。根据试验可知本工程满足设计要求，但是有一定的浪费。

8. 经验总结

8.1CFG桩复合地基在设计时应首先满足承载力和变形量的要求，然后再合理选用设计参数，以免浪费。

8.2本工艺在施工中出现最多的故障就是泵送砼中途堵管，一旦堵管需要重新成孔，这样既造成材料的浪费，又因地层不稳定再次成孔困难。为此，要做到：连接弯头的内径要与输料管内径一样大，且弯头的弧度要合理；粗骨料级配合理，且最大粒径≤20mm；每盘砼搅拌时间不小于90s，且坍落度控制在160～200mm之间；钻头底部活瓣开关要灵活可靠，钻进时，保证活瓣闭合良好，泵送砼时，应能轻松打开活瓣。

8.3由于泵送砼时具有一定的泵压，且桩间距较小，可能造成串孔现象。为此，在施工中采用跳打、隔打以及相邻桩之间要错开一定时间施工。

8.4据地质勘察报告，地下水位埋深0.40～1.0m，地层主要为粉土、粘性土组成，该地层遇水会出现缩径现象，加之桩径较小。因此，在施工中要确保：成桩的连续性，即钻孔达到设计深度后及时向孔内泵送混合料，用混凝土在孔内形成的压力阻止地下水渗入孔内；控制好提钻速度，防止断桩，钻具提升速度略小于输送到桩孔内的混合料上升速度，按照HBT60混凝土输送泵的输送量Q=0.97m3/min，桩的充盈系数为K=1.2计算钻机提升速度V：

V=4QK·πD2=4×0.971.2×3.14×0.52=4.12（m/min）

参考文献

[1]《工程地质手册》（第四版 常士骠、张苏民 主编）中国建筑工业出版社

[2]《岩土工程治理手册》.林宗元主编.中国建筑工业出版社

[3]《建筑地基处理技术规范》（JGJ70-2002）中国建筑工业出版社