CFG桩复合地基的施工和检验
2013-09-08王佩玺巴振伟李修国
王佩玺，卢 杨，巴振伟，李修国
（1.中国人民解放军空军勤务学院机场工程与保障系，江苏 徐州 221000；2.中国人民解放军95996部队，北京 102402）
1 CFG桩复合地基的施工
CFG桩最常见的施工工艺是长螺旋成空管内泵压混合料CFG桩工艺和振动沉管CFG桩工艺。除此之外，还有洛阳铲成孔人工灌注CFG桩工艺、长螺旋成孔人工灌注CFG桩工艺、夯扩成孔CFG桩工艺等。在具体的施工过程中，要根据地基条件、地下水条件、周边环境等条件，并兼顾建筑物荷载和地基变形来确定施工工艺。
1.1 长螺旋成孔管内泵压混合料CFG桩工艺
该工艺先用长螺旋钻孔，然后再泵送混凝土，属于非挤土桩。该工艺噪音小，施工速度快，可穿透砂层等相对较硬的图层，由于不受地下水位的影响，适用的范围较广，但唯一的缺点是造价高。
1.1.1 施工所用的设备
长螺旋成孔管内泵压混合料CFG桩施工设备的核心部分是长螺旋钻机，目前长螺旋钻机根据其成孔深度分为12m、16m、18m、24m、26m和30m， 施 工 口 径：Φ300mm、Φ350mm、Φ400mm、Φ450mm、Φ500mm、Φ600mm，少部可达Φ800mm。施工前应根据设计桩长确定施工所采用的设备，其他的附属设备有混凝土泵和强制式混凝土搅拌机等。
1.1.2 施工工艺的方法步骤
1.1.2.1 前期准备工作
对长螺旋钻机、混凝土输送泵、混凝土输送管路等设备进行检查维修，保证设备的正常运行。确保所有管理人员和施工人员具有相应的业务能力和安全意识。清除施工地表面的杂物，使其平整。保障道路畅通，水电到位。
1.1.2.2 放线
施工时按照桩位布置图进行统一测放桩位线。桩位线的确定根据外墙轴线或外墙皮线和四周交点，用钢钎插入桩位中心，桩位误差要小于2cm。
1.1.2.3 成孔
用长螺旋钻机匀速钻孔，在钻杆上明确标记好成孔深度。标记时误差不得大于0.1m，垂直度偏差不超过1%。
1.1.2.4 灌注混凝土
当长螺旋钻机钻孔之预定深度后停止钻机并将其拿出，与此同时，开始连续灌注混凝土。灌注的高度应该大于桩顶设计高度的50cm以上，封顶时用粒状材料粘土。灌注完毕后养护至少24h，每日留取试块1～2组，做好养护，送试验室作28d强度试验，并做好记录。
1.1.2.5 清土及剔桩
打完桩后立即将多余的混凝土铲除，成桩7d左右剔桩，此时桩的强度不是太大，也不是太小，是非常好的时机。桩头凿平，适当高出桩间土10～20mm。
1.1.2.6 褥垫层
褥垫层施工是在复合地基施工、检测合格后方可进行，否则会造成不必要的损失。粗砂、中砂或级配砂石，限制最大粒径不超过3cm制作褥垫层，将厚度控制在10～30cm，设计设定虚铺厚度的公式为：
式中，h为褥垫层虚铺厚度(m)；HD为褥垫层设计厚度(m)；g为夯填度，一般取0.87～0.9。
当桩间土的含水量不是很适合时，要采取一定的措施，避免夯不实和产生橡皮土。
1.2 振动沉管CFG桩的施工工艺
该工艺与长螺旋成孔管内泵压混合料CFG桩工艺相比，都属于挤土桩，不受地下水位的影响，但前者噪音大，不适用于有密实砂层的地基，但适用于有良好的桩底持力层的地基，且造价较低。该工艺用振动沉管成孔，边拔管，边灌注CFG混合料，边成桩。
1.2.1 施工设备
施工设备为振动沉管打桩机。当在夹有硬的黏性土时，可采用长螺旋钻机引孔，再用振动成管打桩机制桩。
1.2.2 施工工艺方法
1.2.2.1 前期准备工作和防线工作
桩机进入现场，根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度。放线后桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。其他的与长螺旋成孔管内泵压混合料CFG桩工艺基本相同。
1.2.2.2 沉管和投料
启动马达沉管到预定标高，停机。停机后立即向管内投料。
1.2.2.3 振动和拔管
启动马达，留振5～10s，开始拨管，拨管过程中不允许反插。沉管拔出地面，其他工艺与长螺旋成孔管内泵压混合料CFG桩工艺基本相同。
1.2.2.4 清理场地
方法和步骤与一般CFG桩的工艺基本相同。该工艺在这一阶段需要注意的是保证桩顶标高以下桩身的完整和桩间土的稳定。
1.2.2.5 铺设褥垫层
为了调整桩间土和CFG桩的共同作用，同样宜在基础下铺设一定厚度的褥垫层。铺设方法与长螺旋成孔管内泵压混合料CFG桩工艺相同。
2 CFG桩复合地基的检验
2.1 CFG桩复合地基的质量控制
CFG桩在施工前对水泥、粉煤灰、砂及碎石等原材料必须符合设计要求；在施工中应对桩身混合料的配合比、坍落度和提拔钻杆速度（或提拔套管速度）、成孔深度、混合料灌入量等进行质量控制；打桩过程中随时测量地面是否发生隆起，打新桩时对已打但尚未结硬桩的桩顶进行桩顶位移测量，以估算桩径的缩小量。对已打并结硬桩的桩顶进行桩顶位移测量，以判断是否断桩。一般当桩顶位移超过10mm，需开挖进行检查。
2.2 CFG桩复合地基的检验
一般在施工后28d后，CFG桩的桩身强度基本满足试验荷载条件，随机挑选总桩数中的0.5%～1%进行检验，当有单体工程时，每个不少于3个点。桩间土检验可用标准贯入、静力触探和钻孔取样等试验对桩间土进行处理前后的对比试验。对砂性土地基可采用标准贯入或动力触探等方法检测挤密程度。采用符合地基荷载试验对CFG地基进行竣工验收，单桩也要采用荷载试验。要符合一般地桩工艺要达到的一些常见基本标准。
3 结语
CFG桩复合地基是一种应用广泛的复合地基，它的施工和检验是这种复合地基工程应用的重要方面，应当严格按照相关规定、流程和标准来完成，从而保证CFG桩复合地基的质量合格和顺利使用。
