CFG桩复合地基在汕头市东闸站地基处理中的应用

许楚明

(广东省水利电力勘测设计研究院，广州510170)

CFG桩复合地基在汕头市东闸站地基处理中的应用

许楚明

(广东省水利电力勘测设计研究院，广州510170)

水利工程建设项目具有建设工期紧、复杂性较高、施工工期长等特点，而地基处理在工程建设中所占的工期及投资比例又非常大。因此，如何在保证质量的前提下，缩短地基处理工期、降低地基处理投资成本成为施工管理的关键内容。文章结合CFG桩复合地基在汕头东部城市经济带东闸站项目地基处理中的应用，从设计、施工进度、实际承载效果及投资等几个方面进行了探讨。

CFG桩;复合地基;地基处理;地基承载力;闸站

0 前言

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是针对碎石桩承载特性的不足，加以改进而发展起来的，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高黏结强度桩，与桩间土、褥垫层一起形成复合地基［1］。随着工程建设的飞速发展，CFG桩复合地基以其施工方便、承载力较高及其广泛的适应性等优点而得到迅速的推广，目前已成为应用较为普遍的地基处理技术。

1 项目简介

汕头市东部城市经济带东闸站由水闸和排涝泵站组成。水闸宽49 m，共4孔，每孔闸室净宽9.0 m，长41.5 m;排涝泵站宽38.5 m，共4孔，每孔净宽6.8 m，长116 m。

2 地基处理方案比较

2.1 地基计算

根据《水闸设计规范》(SL256—2001)规定分别对东排涝泵站、东水闸进行天然地基条件下的沉降计算和地基承载力计算。计算成果见表1。

表1 各建筑物天然地基条件下的沉降和地基承载力计算成果表

从计算成果可知，天然地基条件下，地基承载力均满足要求，但基础沉降均不满足要求。为确保各建筑物的正常运行，必须对不满足要求的地基进行加固处理，同时需要对建筑物基础进行防液化处理［2］。

2.2 地基处理方案分析

根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002)以及《水闸设计规范》(SL256—2001)，地基加固的方法主要有换填法、预压法、高压喷射注浆法、振冲法、混凝土预制桩、水泥搅拌桩和碎石桩等。下面以东排涝站为例，分析其地基处理方法选择，其余不再赘述。

排涝泵站的地基由上至下地层岩性有:②层粉细砂、③层淤泥黏土夹含淤质粗砂、⑤层含砾粗砂、⑥层土黄色黏土、⑧层含砾粗砂等。基础开挖高程为－6.73 m，置于厚度≥11 m的软塑性淤泥质黏土上，其承载力只有60 kPa，高压缩性，不能满足排涝泵站和东水闸的地基承载力和变形要求，需进行地基处理。高程－18.2m～－23.8m为⑤层含砾粗砂，标贯试验仅1次，11击，以下为厚度为23 m的黏土，基本呈可塑状。据现有资料，桩端持力层可选择⑤层中粗砂和⑥层黏土。

根据排涝泵站天然地基条件下的沉降计算和地基承载力计算成果，结合其他地质条件，排涝站的基础处理可采用碎石桩、混凝土预制桩、水泥搅拌桩和CFG桩。

混凝土预制桩由于桩基穿透细砂层和淤泥质层黏土，将含砾粗砂或中粗砂层作为持力层，虽然能够同时解决地基沉降、承载力和砂土液化问题，但投资较高;碎石桩法的处理深度有限(≤15 m)，因此对承载力和沉降要求较高的建筑物地基基础不宜采用这两种处理方法。水泥搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。CFG桩适用于黏性土、粉土、砂土和自重固结的素填土等地基，成桩速度快，应用广，可以解决地基沉降和承载力问题。

根据计算，采用碎石桩难以满足排涝站的地基沉降要求;而混凝土预制桩要满足地基沉降要求，需把桩打到⑧层含砾粗砂层，桩长达42 m，不但施工难度大，投资大，而且易出现桩基础下部脱空现象。

对主泵房基础采用水泥搅拌桩和CFG桩两种桩型进行经济比较，如选用Φ500搅拌桩，间距1.5 m，桩长12 m，共需约7660 m，造价约39万元。如采用CFG桩，间距2.5 m，桩长10 m，共需2280 m，造价约35万元。可以看出，搅拌桩投资略高于CFG桩。另外，考虑搅拌桩需总桩长较大，工期长，在粉细砂层的施工难度也较大，故推荐采用CFG桩。

采用CFG桩时，桩端达到⑤层中粗砂即可使地基沉降满足要求，投资也小于混凝土预制桩。因此，本阶段推荐采用CFG桩进行排涝站的基础处理，排涝站的地基处理方案及效果见表2。

表2 排涝站地基处理方案及效果

排涝站的基础座落在③层淤泥黏土上，为防止基础砂层液化及淤泥、淤泥土产生震陷，沿水闸基础周边采用长水泥搅拌桩进行围封。经计算，排涝站地基处理后基础沉降量为6.9 cm，满足要求。

3 实际施工情况

3.1 工程量及施工进度

工程量:东闸站工程地基处理采用CFG桩复合载，总桩数为1 265根，24 548 m，桩体成桩采用长螺旋钻孔，管内泵压混合料灌成桩施工工艺，桩体混凝土强度C15。

施工进度:东闸站CFG桩施工从2012年4月25日开始，至2012年6月15日结束，共52 d，中间阴雨天及机械故障停工5 d，实际施工天数为47 d。采用的桩机单机可施工工作量为200延米/台班，根据进度要求，本场地实行24 h进行作业，则单机日施工速度为200延米/台班×3台班/d=600延米/d。CFG桩计划工作时间:T=24548延米÷600延米/d≈41d。计划工作天数÷实际施工天数=41÷52×100%≈81%。因此可见施工过程比较顺畅。

3.2 CFG桩施工流程

CFG桩施工流程见图1。

图1 CFG桩施工流程图

3.3 CFG桩施工的关键工序

1)钻孔至设计标高后，停止钻进，开始混合料灌注，每根桩的投料量应不少于设计灌注量，钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料，钻头在混凝土中的埋深不应＜1 m。振动拔管，速度先慢后快，控制在为1.8～2.5 m/min，遇混凝土输送管堵塞时，必须及时反泵或停泵将管路清通，因故不能正常施工时，为避免管路堵塞，应每隔20～30 min进行一次泵送—反泵—泵送—反泵操作，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。

2)压灌必须连续进行，泵斗内要有一定的混合料容量，混合料容量要高出进料口40 cm以上，以防吸进空气，当泵口混合料低于进料口时应即时通过对讲机通知钻机停止提升钻杆，待混合料搅拌好时再进行压灌。在压灌过程中，孔底1～2 m段提钻速度放慢，中段可快些，上部3 m放慢。直至达到设计标高，并超出设计标高500 mm停止压灌。

3)施工过程中如果出现串孔现象，可跳桩施工。

4)施工过程应配置挖掘机及时将桩机施工过程中挤出的杂物清除出场，确保施工顺畅及桩位定位准确。

4 实际施工效果

CFG桩施工完成后，本工程委托水利部珠江水利委员会基本建设工程质量检测中心进行质量检测，按照设计要求随机抽取10%桩基进行低应变桩基完整性检测，抽取1%桩基进行单桩复合地基静载试验。低应变桩基完整性检测结果为:Ⅰ类桩40条(31.5%)，Ⅱ类桩87条(68.5%)，未见Ⅲ类、Ⅳ类桩，桩身完整性良好。单桩复合地基静载试验结果为:共抽取13根CFG桩进行单桩复合地基静载试验，单桩复合地基承载力特征值及沉降量均满足设计要求，且有极大的提高。

5 总结

通过工程实践，CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大，桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样，由于桩的作用使复合地基承载力极大提高，变形显著减小。在水利工程地基处理方法选择上，CFG桩复合地基处理具有适用性强、施工简便、投资小、便于质量控制及保护环境等优点，施工效果良好，可在类似的工程建筑中加以推广，应用前景很好。

［1］阎明礼，张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践［M］.北京:中国水利水电出版社，2006:71－72.

［2］徐卓，翟鸣元.CFG桩复合地基的工程应用探讨［J］.山西建筑，2008，34(18):26 －27.

Application of CFGPile Composite Foundation in East Gate Station Foundation Treatment of Shantou City Economic Zone

XU Chu-ming
(GuangdongProvince Water Conservancy ＆ Hydropower Investigation，Design and Research Institute，Guangzhou 510170，China)

Water conservancy construction project has the characteristics of tight construction period，high complexity，long construction period etc.，while the foundation treatment accounts for a large proportion of construction period and investment，therefore，how to guarantee quality shorten the construction period of the foundation treatment，reduce the foundation treatment investment cost become the key content of construction management under the premise of construction quality.Combining with the application of CFG pile composite foundation in the East Gate Station foundation treatment of Shantou City Economic Zone，application is discussed from design，construction schedule，the actual carrying several effect and investment etc.

CFG pile;composite foundation;foundation treatment;foundation bearing capacity;sluice gate station

TU472

A

1007－7596(2014)07－0031－03

2013－12－12

许楚明(1985－)，男，广东揭阳人，助理工程师，从事大型水利水电工程水闸、泵站、海堤、河涌等工程技术管理工作。