CFG桩在建筑地基处理技术探究

2018-02-16胡波

建材与装饰 2018年2期

胡波

（陕西建工机械施工集团有限公司陕西西安 710032）

引言

我国的建筑发展随着时代的不断进步也在有着自己的步伐，一种水泥粉煤灰碎石桩（CFG）的新型地基处理法应运而生，进入了大众的视野中，这种CFG桩通过褥垫层与桩间土的结合，来达到理想的地基处理效果，而且其优点很多，造价经济、质量合理、工期较短，这些都使之在全国范围内很受欢迎。

1 CFG桩的组成及特点概述

1.1 CFG桩的组成

CFG桩，按照其主要成分来看，也就是水泥粉煤灰碎石桩。顾名思义，这种桩主要是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑等，加水搅拌融合而成。而CFG就是由这些主要成分的英文单词缩写来的。C即Cement，F即Flyash，G级Gravel。CFG桩是经过过去碎石桩的传统方式进一步发展变成的，它具有超高的粘结强度。而这个特点也是针对软弱地基来说很好的一种处理方法，能够增强地基的稳定性。同时CFG桩也是利用复合桩技术生产出的，它由桩、桩间土与褥垫层三个部分组成，可以很好地解决以往碎石桩的刚性问题，使之得到改善。

1.2 CFG桩的特点

CFG桩主要是用于地基处理方面。因此它的一些优良特点也是针对地基处理的来的。CFG桩的主要特点介绍如下：

1.2.1 造价经济

CFG桩得到广泛应用的原因之一就是其低廉的价格。现如今要完成一项建筑得花费很多的时间人力，当然也需要庞大的资金支持，而如何减少资金支出也成为人们不断努力的方向。由于CFG桩本身不配钢筋，所以它的造价基金仅为桩基的一半左右，操作十分简便。因为原天然地基的承载力得到了很好的利用和发展，与传统的桩基相比大大减少了桩的工程量。这一优良的特性还方便用于高层建筑地基加固，有着很好的经济效益，受到了工程人员的欢迎。

1.2.2 适用范围广

CFG桩复合地基可用于不同的基础形式和不同的土层结构。像条形基础、独立基础这个都可以的，当然这其中也包括筏基和箱形基础。至于土性结构方面，饱和或者非饱和粘性土都是可以的。

1.2.3 施工速度快

因为CFG桩本身不配钢筋的这一独特个性，连同配合使用长螺旋成孔泵送混合料法进行施工，这样的话孔和桩就能够一起完成，还是一次性成功，使施工速度得到了一个大大的提升，比较快完成工程进度。

1.2.4 变形能力小、承载能力高

前面提到CFG桩本身是不配备钢筋的，但是它的承载能力并没有因此而降低。这主要是由于CFG桩本身就可以有效的利用桩间土来让地基承载力得到提升。方便的同时并不影响性能，这应该算是很大的优势了。与此同时，碎石和粉煤灰、水泥等这一复合桩的组成形式使CFG桩进行地基处理时，能够将地基出现变形、沉降等不好的局面有效的给控制住，使之与以往的地基处理方法在效果反馈上有过之而无不及。

2 CFG桩的加固机理

2.1 挤密作用

众所周知，在打桩过程中肯定会有力的垂直作用，因此如何使力的作用方向正好与土的紧密联合重合就是CFG桩的优势之一。振动沉管成孔在作用时就充分利用了这一特性，桩间土在桩管振动和侧向挤压的双重作用下得到了很大的挤压力，由此变得更加紧密，因此使桩间土的承载力提高了。

2.2 置换作用

CFG桩是具有超高的粘结强度的，在上部荷载作用时，为了满足下桩身的压缩性比周围土体小这一设计特性，一般会选择C15～25这一混凝土强度。而在实际的施工过程中，我们所期待的就是可以出现比较明显的应力集中现象。这一点在复合地基荷载试验结果中已经得到了完美的体现了。在荷载作用下首先是桩体受力，桩土的应力比可达到10～30，甚至更高，与其它散体材料桩相比来看，这一优势明显很多。

2.3 桩体作用

CFG桩在具体属性上还是属于刚性桩的。复合地基的特点决定了这个桩和桩土之间的联合作用，同时它也没有失去桩基的某些特征，例如变形量很小，复合地基在加固区可以很好地被控制住形变量。

3 CFG桩复合地基的具体施工步骤

3.1 灌注及拔管

CFG桩在最开始是需要完成孔的外部构造。在这一工作完成后就进行设计标高，此间歇过程中是要求停止钻进的，开始泵送混合料。当钻杆芯管充满混合料后就可以开始拔管流程了。这个地方要特别注意严禁先提管后泵料，整个成桩过程宜连续进行，成桩的提速速度一般是控制在2～3m/min。如果后台供料太慢的话会使前面流程停机，等待材料，这样整个工程的进度会被拖慢。

3.2 移机

工程实施前会有基础的定桩位步骤。当上一根桩施工完毕后，钻机就会根据之前做的记号开始移位，进行下一根桩的施工。但是在具体的打桩过程中由于CFG桩排出的土会很多，将临近的桩位覆盖，会使原标定的桩位发生移动。有时候钻机支撑脚如果刚好压在桩位旁也会造成这一定位的缺陷。因此，在进行下一根桩的加工过程之前必须要求施工人员对桩的实际位置和预先设置的定点进行比对复核，然后再具体施工。避免因定位不准确造成其他桩的加工位置错开，最后返工耗时耗力。

3.3 弃土清运

开槽清土工作是每个桩实施过程所必经的一个流程，但这个实施的时机是有规定的，不能随意选择。一般是在CFG桩施工完毕的7d左右，方可进行。此时经过一段时间的挤压，桩体已经达到了一定强度。现在的这一过程一般都是利用像挖掘机类的工具完成。所以在清土时，必须严格按照要求，控制清土的标准高度，避免挖断工程桩，使整个地基被破坏。人工需要的挖掘部分，这是不能用机器代替的。就是留下30cm的保护桩长后，其下50cm保护土层必须采用人工挖除。剩余的打桩弃土全部清运完毕。

3.4 桩头处理

弃土工作完毕后，需进行桩顶设计标高以上桩头截断这一流程。它的具体实施步骤分以下三步：①找出桩顶标高位置，在同一水平面按同一角度放置2个或4个钢钎，需要注意的是这几个钢钎必须是完全对称地放置，这样方便受力均匀，不会在敲击过程中有力的偏移现象。②再用大锤同时击打，将桩头截断，当然如果经济条件允许的话，桩截机截桩是比较省力而且准确的。③在桩头截断后，用钢钎、手锤这些工具等把桩顶修平至桩顶设计一开始所标高的位置，注意修平的方向也是有要求的，必须从四周向中间修平，这样才能使整个桩最后是接近平行于水平地面的。其中允许偏差范围是0～±20cm。

3.5 褥垫层的处理

褥垫层施工是CFG桩复合地基处理的最后一个步骤。在前面的工作检验完毕且满足建筑设计要求之后才进行的。褥垫层材料多用粗砂、中砂或碎石来构成，还有细石混凝土也能作为其成分之一，至于碎石粒径一般则根据具体情况来判断，或者由施工图纸决定。

4 CFG桩的应用前景

桩基础或桩-箱基础会耗用很多的钢筋水泥，这并不是一个经济的方案。由此CFG桩这种技术随之出现，解决了这一难题。它的造价很低廉，施工过程也节省了以往有钢筋的方法的时间，比较方便，同时复合地基的强度比单一水泥制造更加高，社会和经济效益很明显，给工程设计人员带来了极大的便利，拥有更多的选择性。因此这种地基处理技术在全国被大范围地使用，得到的好评也是不断，是工程技术方面的一大重要进步。