CF6桩在处理建筑地基基础中的应用

蒙萧羽

摘要：为了保证地基有足够的承载力来确保建筑稳固，就必须加强地基基础工程的处理工作，CFG桩是地基处理技术的一种，具有变形能力小、承载能力高与成本低的优点。本文介绍了CFG桩技术，并探讨了其在处理建筑地基基础中的应用。

关键词：CFG桩；地基基础；钻进

一、CFG桩

水泥粉煤灰碎石桩法（简称CFG桩），是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和，用振动（锤击）沉管打桩机或其它成桩机具形成高粘结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。CFG桩复合地基的加固机理当基础承受垂直荷载时，桩和桩间土都要发生沉降变形。桩的变形模量远比土的变形模量大，所以桩比土的变形小，由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层，桩可以向上刺入，伴随这一变化过程，垫层中垫层材料不断调整补充到桩间土上，以保证在任一荷载下桩和桩间土始终参与工作。

采用CFG桩进行地基处理，能够使得CFG桩的特点得到充分发挥。CFG桩的主要特点有以下两个方面：

（1）造价经济方面：CFG桩的造价基金仅为桩基的一半左右，在施工过程中使用CFG桩，不仅操作十分简便，而且工程造价也比较经济，这也是CFG桩得到广泛应用的原因之一。

（2）变形能力小、承载能力高：由于CFG桩是一种复合桩，且其本身的组成包括碎石和粉煤灰、水泥等，因此在使用CFG桩进行地基处理时，能够有效的控制地基出现变形、沉降等，提升地基的承载能力，且CFG桩桩体并不需要配筋，这相对于其他的地基处理方法来讲，无疑更为方便，虽然不需要配筋，但是依然能够有效的使用桩间土来让地基承载力得到提升；

二、CFG桩在处理建筑地基基础中的应用

（一）工程概况

某民用建筑所在地的地质条件比较复杂，场地的地形起伏较大，因此要对场地中的低洼、沟道地段进行大面积填方，填方的厚度约为24m。场地内部的地势比较平坦，并无环境边坡分布。场地内已有填土都为近3年内的新近素填土层，成分主要为粉砂土，也有一些孔段夹强风化砂岩块石和角砾岩碎石块，土石比例為8：2-9：1，土质均匀性较差，碎石块多呈现出棱角状，颗粒的半径为20-800mm，强风化砂岩块石比较易碎，土质分布不均匀，局部块石存在架空结构。 经过分析研究决定，如果填土变形便会为建筑物的使用带来严重影响，因此采取地基加固处理，提高地基的承载能力，消除不均匀变形现象。经过研究决定，采取CFG桩法复合地基处理技术。

（二）施工方案

CFG桩法复合地基处理技术要求地基的承载力特征值要≥380kPa，地基土的压缩模量要≥8MPa，地基土的等校内摩擦角度要≥35°。本工程设计CFG桩327根，桩径600mm，采用梅花形布置，桩间距1.80m，面积置换率为10%，有效桩长16.0m，保护桩长均≥0.5m，桩顶标高为绝对标高558.84m。桩身混料设计强度等级为C25，坍落度为180～200mm，桩底持力层为第⑥层，褥垫层厚度为300mm，材料选用天然级配碎石土，最大粒径小于30mm。采用履带式SR150型旋挖钻机成孔，钻至设计深度后，由混凝土泵将C25商品混凝土通过导管浇筑。打桩顺序的确定，主要考虑桩的检测和桩机的操作便利。打桩顺序与清土方法、进度及场地土质情况有关。CFG桩施工从东南角开始，按逆时针方向打，闭合后由南向北打桩，从北端中部结束退出。

（三）施工技术

1、桩机就位

CFG桩定好位后，按照设计要求在桩中心点处插标杆，放好桩位后移动CFG桩机到达指定桩位，用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身垂直度，校正位置，使钻杆垂直对准桩中心。开钻前量好钻具的长度，并在机架上标明进尺深度标志，保证成孔深度和有效桩长，桩机就位必须铺垫平稳，立柱垂直稳定牢固，钻头对准桩位，检查钻头活门是否闭合，合格后进行钻机就位。

2、钻进成孔

钻孔开始时必须确认桩位的编号、孔口标高、孔深，准确无误后关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动钻进，钻进要先慢后快，如果发现钻杆摇晃或卡钻时应放慢进尺，钻头到达设计桩底标高时，于动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目的标记，作为施工时控制桩长的依据。钻进过程中，平台应保持平衡，未达到设计标高不得反转或提升钻杆，如因特殊情况要提升钻杆或反转，应将钻杆提升至表面，对钻头活门重新冲洗、疏通、闭合。开始钻进或穿越软硬地层交界处时，应保持钻杆垂直，控制钻进速度。钻进过程中，操作人员要密切注意钻进情况，如卡钻、钻杆剧烈抖动，钻机偏斜的异常情况，应当立即停钻，查明原因后，采用相应的措施后继续作业，钻进至设计标高后停止。

3、灌注

混合料按设计配比进行配制，投入搅拌机加水拌和，加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度为30～50mm，成桩后桩顶浮浆厚度一般不不超过200mm。混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不得小于1min。实际施工过程中，每一根桩上的投料量都应当多于或等于设计预期的灌注量。实践中，为了有效的保证成桩的连续性和均匀性，施工过程中可采用连续的填料法。需要注意的是，成孔之后不要立刻将钻机提出，而是要将碎石连续的填入到孔内，使它们可以自然的下沉到至孔的底部，其中填料颗粒的直径应当小于10厘米，且含泥量一般也要小于百分之五；如果级配没有特殊的要求，那么一般每米的填料量应当控制在0.7至0.9立方米。

4、拔管

实践施工过程中，当钻杆的芯管充满了混合材料以后，即可开始拔管。施工桩一般要高出设计的高程，当灌注成桩以后，应当在桩顶上盖土封，起到保护的作用。在灌注混合材料过程中，混合材料的控制可采用记录泵压次数的方式，对于同一种类型或型号的传送泵，每次传送的量应当保持一个稳定的数值，同时还要根据泵压的次数计量混合材料的实际投入量。

5、清土及剔桩

第一步清土在灌压桩施工完毕后立即将多余混凝土铲除；第二步在成桩后5d左右剔桩，避免因桩身强度较大时剔桩困难；清土采用小型机械设备及人工开挖、运输，避免断桩及对地基土的扰动；清土顶留至少20cm人工清除，找平；清槽后人工截桩，采用3根钢钎间隔120mm，沿径向楔入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用小钎修平；因剔桩造成桩顶开裂、断裂，按桩基混凝土接桩规定，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级混凝土填补并振捣密实。

（四）检测及沉降观测结果

该工程CFG桩复合地基施工结束28d后在现场选6处做单桩复合地基静力载荷试验，其单桩复合地基承载力特征值fspk为400～420kpa，平均值410kpa，均大于380kpa，满足设计要求，对应总沉降量为11.9～15.9mm，平均值为14.9mm，满足设计要求。在上部结构施工过程中，施工单位对该楼进行了近一年半的沉降观测，首层开始每层结构完工后均进行观测，在楼四角及中间共设8个观测点，顶层结构竣工验收前测得观测点沉降值为23.8～29.6mm，均未超过40mm。说明上述设计与施工均达到了预期的目的。

结束语

经检测及沉降观测发现地基处理效果良好。实践证明，CFG 桩对于提高复合地基承载力、缩短桩长、节能降耗、加快施工进度和节约工期等都有很大作用。

参考文献

[1]战永亮，孙秀竹.CFG桩在储罐地基处理中的试验研究[J].中国港湾建设，2010年4期.

[2]高小强.CFG桩在地基处理中的应用[J].城市建筑，2014年30期.