浅谈CFG桩复合地基设计与施工

蔡臣

【摘要】目前，CFG桩应用于高层建筑的工程越来越多，地基处理设计时要考虑建筑物结构布置及荷载传递特性。如建筑物是单体还是群体， 体型是简单还是复杂，结构布置是均匀还是存在偏心荷载，主体建筑物周围是否存在地下车库之类的大开间结构，建筑物是否存在转换 层或地下大空间，建筑物通过墙、柱和核心筒传到基础的荷载扩散到 基底的范围及均匀程度等。本文从CFG 桩设计应考虑的因素讲述，分析了CFG桩施工技术，提出了CFG桩的施工质量控制方法和措施，以及详细的讲述了CFG桩质量检验。

【关键词】CFG 桩；设计；施工

引言：

CFG 桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称（即Cement Flying–ash Gravel pile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，并由桩间土和褥垫层一起组成复合地基。CFG桩利用工业废料粉煤灰，不配筋并能充分发挥桩间土的承载力，工程造价低廉，可节省投资，施工速度快、工期短、质量容易控制，比传统的桩基础具有明显的优势，已被列为国家级全国重点推广项目，已在全国广泛应用。

1 CFG 桩设计应考虑的因素

1.1施工设备和施工工艺

复合地基设计时需考虑采用何种设备和工艺进行施工，选用的设备穿透土层能力和最大施工桩长能否满足要求，施工时对桩间土和已打桩是否会造成不良影响等问题。

1.2场地土质变化

该变化对复合地基施工工艺的选择和设计参数的确定有着密切的关系，因此，在设计时需认真阅读勘察报告，仔细分析场地土质特点。不仅要阅读综合统计指标，而且要阅读每个孔点的试验指标。通过对场地土的了解，对荷载情况、地基处理要求等综合分析，考虑采用何种布桩形式。工程中CFG 桩采用的布桩形式有等桩长布桩、不等桩长布桩、长短桩间作布桩以及与其他桩型联合使用布桩等。在 CFG 桩施工前，设计人员应对基底土有一个全面的了解，必要时可及时调整设计。

1.3场地周围环境

该因素是设计时确定施工工艺的一个重要因素。当场地离居民区较近，或场地周围有精密设备仪器的车间和试验室以及對振动比较敏感的管线，施工不宜选择振动成桩工艺，而应选择无振动低噪声的施工工艺，如长螺旋钻管内泵CFG桩工法；若场地位于空旷地区，且地基土主要为松散的粉细砂或填土，则可选用振动沉管打桩机施工。

1.4建筑物结构布置及荷载传递

目前，CFG桩应用于高层建筑的工程越来越多，地基处理设计时要考虑建筑物结构布置及荷载传递特性。如建筑物是单体还是群体， 体型是简单还是复杂，结构布置是均匀还是存在偏心荷载，主体建筑物周围是否存在地下车库之类的大开间结构，建筑物是否存在转换 层或地下大空间，建筑物通过墙、柱和核心筒传到基础的荷载扩散到 基底的范围及均匀程度等。总之，在设计时必须认真分析结构传递荷载的特点以及建筑物对变形的适应能力做到合理布桩，以保证地基处理达到预期目的。

2 CFG桩施工技术

2.1施工垂直度偏差不应大于1%。对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60 mm。

2.2施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时按配合比配制混合料，混合料坍落度宜为160～ 200 mm。

2.3混合料灌注量充盈系数不应小于1.0。

2.4在基坑（槽）开挖时，应保留0.5 m厚的土层，作为保护土层施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不小于0.5 m作为保护桩长。

2.5冬季施工时混合料入孔温度不得低于50C，对桩头和桩间土应采取保温措施。

2.6采用长螺旋钻机成桩时，施工中存在钻孔弃土。对弃土和保护土层清运时如采用机械、人工联合清运，应避免机械设备超挖，并应预留至少50cm用人工清除，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

2.7褥垫层材料多为粗砂、中砂或碎石，碎石粒径宜为8～20mm，不宜选用卵石。褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，也可采用动力夯实法，夯填度（夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值）不得大于0.9。对较干的砂石材料虚，铺后可适当洒水再行碾压或夯实。

3 CFG桩的施工质量控制

3.1施工前要测量场地标高，并注意测点应有足够的数量和代表性；施工过程随时测量地面是否发生隆起，因为断桩常常和地面隆起相联系。

3.2施工过程中注意已打桩的桩顶标高的变化，特别要注意观测桩距较小的桩。

3.3注意新打桩对未结硬的已打的桩的影响。可在已打桩的桩面设标杆，在施打新桩时量测桩顶上升量；待已打桩结硬后，必要时开挖检查桩身质量并量测桩径。

3.4注意新打桩对结硬桩的影响，可将标杆埋置在桩顶混合料中，待桩体结硬后，观测打新桩时已打桩顶的位移情况。

3.5对挤密效果好的饱和松散粉土等，打桩振动会引起地面下沉，桩顶一般不会上升；当发现桩顶位移过大时，桩身可能发生断开。

3.6 CFG桩必要时可采用隔排隔桩跳打：钻机应先慢后快，在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢，否则容易导致桩孔偏斜、位移。

3.7成桩过程应连续进行，防止缩径和断桩；钻杆应采用静止连续提拔，严禁超速提拔。

3.8施工组织设计中应有防止堵管、窜孔的措施。

3.9成孔到设计标高后，先拔管20cm～30cm后开始泵送混合料，当钻杆芯充满混合料后开始拔管，严禁先提高后泵料。

4 CFG桩质量检验

4.1施工前应检查设备性能，一切正常后钻机就位。混合料拌和前检查所用的水泥和粗细骨料品种、规格，同一厂家品种规格批号水泥每200t为一批，不足200t可按一批计。同一产地品种规格且连续进场的粗细骨料，每400m3为一批，不足400m3按一批计。各种原材料每批抽样检验一组。

4.2 CFG桩布桩形式及桩数量应符合设计要求、全数检查。拌和料强度应符合设计要求，要制作拌和料试块，进行28天标准养护试件抗压强度检验，每台班一组试块。

4.3每根桩的投料量不得少于设计灌注量，每根桩都检验，现场料斗计量，拌和料坍落度按工艺试验确定。

4.4 CFG桩有效长度应满足设计要求，测量钻杆长度，在施工中检查是否达到设计深度标志，施工后检查浮浆厚度，计算有效桩长。桩身质量应满足设计要求并通过小应变检查。

4.5承载力检验宜在施工结束28d后进行，桩身强度应满足试验荷载条件；复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验的数量不应小于总桩数的1%，且每个单体工程的复合地基静载荷试验的试验数量不应小于3点。

5结语

CFG桩复合地基处理技术的主要特点是加快了施工速度、提高了施工质量、降低了施工成本，建设工程的经济效益和社会效益能够得到充分的保证，和其他地基处理技术相比，具有非常明显的优势。CFG桩复合地基承载力提高较大，并可以根据设计要求，通过改变设计参数使承载力有较大的可调性。目前大量用于高层和超高层建筑地基的加固。全面、准确的了解CFG桩复合地基设计、施工及检测所注意的问题，对复合地基设计、施工及检测至关重要。同时会产生良好的社会效益和经济效益。

参考文献：

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