浅谈CFG桩在地基处理中的应用

马斌勇

摘要： 在实际建筑施工的过程中，经常遇到软弱地基的情况，需要对软弱地基进行处理。在软弱地基处理的时候，要结合拟建区域内地基土的组成及力学性质等实际情况，采用不同的地基处理方法，保证工程建设的质量，取得良好的经济效益和社会效益。本文重点研究CFG桩基础在地基处理中的应用，介绍其定义、作用原理、适用范围、施工方法以及施工过程中的注意事项等内容。

关 键 词： 地基处理 CFG桩

中图分类号：TU47文献标识码：A 文章编号：

Abstract： In the actual construction process, frequently encountered in soft ground conditions, to the treatment of soft ground. In soft soil foundation treatment time, to combine the regional soil composition and mechanical properties such as the actual situation, adopts the different method of foundation treatment, ensure project quality, achieve good economic benefit and social benefit. This paper focuses on the study of CFG pile in foundation treatment in the application, this paper introduces the definition, principle, application scope, construction method and construction process matters needing attention.

Key words：Foundation treatment; CFG pile.

软土地基具有孔隙比大、天然含水量高、压缩性强、承载能力低等特点，因此在软弱土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题，而常常需要采取措施，进行地基处理。处理的目的是要提高软弱地基的强度，保证地基的稳定，降低软弱土的压缩性，减少基础的沉降和不均匀沉降， 使建筑物修建以后能正常使用，满足强度及稳定性要求。

软弱地基的处理的方法主要包括为：换填垫层法、预压法、强夯法、振冲法、砂石桩法、水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩）、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压旋喷桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法、柱锤冲扩桩法等[1]。本文重点研究桩基础在地基处理中的应用，主要研究CFG桩的地基处理形式。

CFG桩是指由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成的高粘结强度的桩，是由过去的碎石桩逐渐发展起来的一门地基处理技术[2]。它是一种复合桩，主要构成是：桩、桩间土以及褥垫层。由于这种复合桩技术的有效利用，使得碎石桩的刚性得到了很好的改善。因而全桩的侧组和端组作用能够更加完美的发挥其作用，这种复合桩的主要特点有地基变形较小、地基的承载力得到了很大的提升、复合模的量高等。另外桩体不配筋，但是却能够有效的使得桩间土的承载力得到发挥，而它的造价仅为桩基的一半左右。所以这种复合桩得到了广泛的应用，而且取得了很好的经济和社会效益。

施工方法：

首先，需要做的就是测量放线。根据设计的要求以及施工项目的实际特点，在建设单位所提供的水准点和相应的坐标，在施工的现场进行控制网的布置，主要包括了：水准点和轴线，只有在轴线和灰线等进行严格的复查审核之后方可进行动工。

其次，需要做的就是放线布桩。在这个过程当中，需要根据建筑平面图进行布桩和放线。桩位通常采用20mm 的钢钎打入地下接近200mm，然后拔出钢钎灌注石灰粉，这些就是施工的桩位点。轴线的经过仔细的测量和复查，其误差不得超过10mm，桩位的误差不得超过20mm，另外就是钢钎所打入的桩孔一定要垂直。

再者，就是CFG桩施工的重头戏。长螺旋钻管之内的泵压CFG桩基的施工工艺主要是由混凝土输送泵、长螺旋钻机以及混凝土罐车等构成的体系。CFG进行施工的时候，钻机在就位之后，需要令钻机塔身的垂直度以及塔身的前后进行调整，在达到规格的预定要求之后，可以进行钻孔，关闭钻头的阀门（这个阀门主要的用途就是混合料沿着钻管经过阀门然后进入相应的孔中），移动钻杆直至钻头几乎触及地面的时候，开启马达进行钻孔，直至设计桩长预定的标杆。CFG 桩经过刚才的钻孔之后，如果达到预先设计的标高，那么就停止相应的钻孔活动，开始向孔内输送混凝土，混合料经过混凝土输送管道和输送泵的运输，到达钻孔机动力弯头的地方，然后顺着弯头进行钻管里面。然后再钻杆的芯管内充满混凝土之后就可以开始进行拔管了，在拔管的时候，上面提到的钻头处的那个阀门会自动开启，接着管内的混凝土会不断的进入钻孔内，随着拔管的继续进行，混合料会充满钻孔，最终形成相应的桩。成桩的过程中预先需要保护的桩长度500mm。

采用泵送施工，要求混合料的坍落度为18cm~22cm，石子粒径不宜大于20mm。桩头振捣深度不小于2m。用插入式振捣棒对桩顶加振3s~5s，提高桩顶混合料密实度。严格控制泵送混合料的输送量，灌入量不得低于设计用量，确保桩顶超灌高度。严格控制拔管速率并且速度应均匀，拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，一般控制在1.5m/min~2.0m/min 左右，应与混合料的输送速度相一致。在质量方面的要求主要就是桩的施工的垂直度的偏差不可以超过1%，桩位的偏差边桩不可超过70mm，另外中间桩通常需要小于150mm。

还有，就是在CFG 桩的施工进程结束之后，桩身的混合料的强度已经达到70%，这时候可以清除桩顶部的土层以及凿除桩的保护层桩头。在清土的过程中需要采用小型的机械或者人工进行，一定要保持合理的进度，可以先用机械进行部分的清除，然后人工清除机械预留的100mm，并将桩头暴露出来。桩头进行凿除的时候，可以采用人工和机械结合的方式，首先利用水平的切割机从两个方向进行切除，锯断的面积需要大于桩截面积70%，接着再利用人工的锤子等进行凿除，在凿除的过程中注意保持桩头的平面的平整，从而使得桩头的质量得以保障。

另外，在进行褥垫层的铺设过程中，是需要重点注意的，也是整个复合地基的重要的核心内容，这个褥垫层是在基础与桩和桩间土所设置的具有一定厚度的散体粒状的材料。在基础受到垂直方向的负荷时，桩和桩之间的土都会发生一定程度的变形。由于桩的强度相比于桩间土来说更大且强，因而其变形程度没有桩间土大。但是在基础的下面设置一定厚度的褥垫层之后，桩体会向上和向下同时刺入，在这个过程中，褥垫层材料的流动性会使得桩间土得到一定程度的补偿，从而可以保证二者工程参与工作。如果不设置这个褥垫层，那么复合地基的承载特性就同桩基础类似了，桩间土也无法发挥其效用，也就失去了复合桩基的优势。

施工过程中注意事项：

（1）碎石、石屑、粉煤灰、水泥材料经严格检验，保证其材质符合设计要求。施工现场加强材料计量设备的标定工作，确保计量准确，材料准备充足。施工用水应经检验，PH值、Cl-、SO42- 等指标合格后才能使用。

（2）施工前确认地下水是否具侵蚀性。如具侵蚀性，水泥应按规范采用符合要求的品种，或按规范要求添加防腐剂。

（3）拔管速率应按试桩确定参数进行，拔管速度要均匀。

（4）每班应检查排气阀，保证其正常工作。

（5）冬季施工时，对混合料原材料、拌和工艺等各方面有特殊要求，应按照冬季混凝土施工要求进行。

（6）施工中注意观察地面是否隆起，以判断是否断桩。打新桩时注意已打桩顶标高的变化，防止挤压造成断桩。

近年来我国地基处理设计水平的提高、施工工艺的改进和施工设备的更新，使我国的地基处理技术发展很快，对于各种不良地基，经过处理之后，一般均能满足建造大型、重型和高层建筑的要求。但是还没有一种万能的地基处理方法，每一种地基处理方法都有其适用范围和局限性。只有根据拟建区域内地基土的组成及力学性质和施工条件等因素，选用合理的基础形式，按照施工流程对地基土进行处理，把好原材料关和施工质量关，才能够达到地基承载力的要求，才有可能取得最佳的技术经济效益。

参考文献：

[1] 何金阳. 建筑物地基处理方案的优化设计. 山西建筑，2011，(11)：70-71.

[2] 曾裕平，吴明军. CFG桩复合地基处理. 山西建筑，2011，(13)：62-63.