CFG桩复合地基的应用

CFG桩复合地基的应用
随着CFG桩复合地基在全国范围内推广及应用，特别是近几年的发展，CFG 桩复合地基技术在我国的基本建设中起了非常重要的作用，从建筑到道路、煤矿均得到普遍应用。

水泥粉煤灰碎石桩简称即为CFG桩。

它是在碎石桩的基础上加进一些石屑，粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。

CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端座落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。

因此垂直承载力世纪首先是将土的承载力能力充分利用，不足的部分由CFG桩来承担。

由于CFG 桩复合地基置换率不高，基础下桩间土承受的荷载是一个不小的数值。

总的荷载扣除桩间土承担的荷载，才是CFG桩应承担的荷载。

显然与传统的桩基设计相比，桩的数量可以大大减少，再加上CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为参加料，大大降低了工程造价。

CFG桩在复合地基中的优势是相当明显的，经过本课题小组的研究与总结发现，CFG桩复合地基在成本、进度、质量三个方面的控制较其他复合地基都比较有优势：
（1）適用性广，承载力提高幅度大
CFG桩复合地基技术适用于非饱和及饱和的粉土、填土、砂土、淤泥质土等地质条件，处理后，复合地基的承载力与原地基承载力相比，可提高2倍至5倍;对基础形式而言，CFG桩既可以适用于条形基础、独立基础，也可以适用于筏板基础和箱型基础。

CFG桩桩体可以从几米都20多米，并且可全桩长发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%—75%之间变化，使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性，当地地基承载力较高，荷载又不大，可将桩长设计得短一些，荷载大时，桩长可设计得长一点。

特别是天然地基承载力较低而设计要求承载力较高，用柔性复合地基一般难以满足设计要求，CFG 桩复合地基则比较容易实现。

（2）复合地基变形小
复合地基模量大、建筑物沉降量小，是CFG桩复合地基重要特点之一，大量工程实践表明，建筑物沉降量一般可控制在2-4厘米，对于上部和中间有软土层的地基，用CFG桩加固，桩端放在下面好的土层上，可以获得模量很高的复合地基，建筑物的沉降都不大。

（3）施工简便，工期短
CFG桩施工方法一般为长螺旋钻成孔泵送混凝土法，施工时没有钢筋笼制作等工序，成孔桩一次完成减少了成桩时间，加快了施工速度。

（4）保护环境
CFG桩施工时，不需要泥浆护壁，没有泥浆外运;且施工噪音较小，既节约了资金，又无环境污染，对室内施工，非常适合。

经过实践我们知道，CFG桩复合地基影响其承载力及沉降的因素很多，但质量的好坏直接影响桩的承载力。

影响质量的直接因素有桩长、桩径、桩间距、原材料以及褥垫层等，以下就本次实践总结影响桩质量的因素及控制措施：
1.钻孔质量
钻孔的质量好坏决定着桩位位置、桩孔质量、垂直度和桩端土层，因此要严格控制钻孔的质量。

桩位验收后，钻机就位并调整机身，应用钻机塔身的前后垂直标杆检查导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，以保证桩身垂直度偏差不得大于允许偏差;开钻前，先将混凝土泵的料斗及管线用清水湿润（润滑管线、防止堵管），然后搅拌一定的水泥砂浆进行泵送，并将所用砂浆泵出管外;封住钻头阀门，使钻杆向下移动至钻头触及地面时，开动钻机旋动钻头，应先慢后快，在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应停机或放慢进尺，遇到障碍物应停止钻进，分析原因，禁止强行钻进。

根据设计桩长，确定钻孔深度;钻杆下钻到预定深度，现场施工技术人员根据地质勘察报告以及实际钻孔出土观察分析，是否达到设计要求的土层。

2.泵送混合料
根据大量的文献资料，单桩极限承载力与桩身弹性模量并没有明显关系，但相同荷载作用下，桩身弹性模量越大，其沉降量越小所以提高桩身弹性模量可以降低沉降量。

泵送混合料的好坏决定着桩身的质量、强度和完整性，从而可以提高桩身弹性模量，因此要控制泵送混合料的质量和泵送施工过程。

钻头到达设计标高后，钻杆停止钻动，开始泵送混合料，施工中应检查桩身混凝土的配合比、塌落度、成孔深度及混合料灌入量等。

泵送量达到钻杆芯管一定高度后，方可提钻（禁止先提钻再泵料）。

一边泵送混合料一边提钻，提钻速率控制必须与泵送量相匹配，保证钻头始终埋在CFG桩混合料液面以下，以避免进水、夹泥等质量缺陷。

成桩过程宜连续进行，并且保证排气阀正常工作，防止成桩过程中发生堵管。

3.CFG桩桩间保护土层
CFG桩复合地基的承载力是靠桩侧摩阻力的扩散达到提高，承载特性与摩擦桩相似，但是靠CFG桩身、桩间土、褥垫层共同形成复合地基，所以桩间土不同于桩基础的桩间土。

桩间土的荷载分担比例随着承担荷载的大小发生变化，而且，桩侧摩阻力是引起桩侧土体下沉的主要原因。

这说明CFG桩的承载力不仅受到桩端土质的影响还受到桩间土质的影响。

所以在施工过程中要保护好桩间
土。

桩间土层的处理应在CFG桩施工结束后进行。

桩间保护土层采用小型机械开挖、清运;开挖过程中应用水准仪进行测量，控制标高，以避免超挖;桩间保护土层开挖、清运过程中，应合理安排开挖、清运顺序，避免开挖和运输机械直接在基底面上行走，造成基底土层扰动;开挖、清运过程中，应注意成品CFG桩的保护，特别是采用机械开挖、清运的情况下，应有专人指挥机械，严禁机械碰撞桩头，以避免造成浅部断桩。

4.褥垫层铺设
褥垫层是形成复合地基的必要条件，它的作用是保证桩、土共同工作，减少基础底面的应力集中，调整地基变形，削减地震等水平荷载影响。

褥垫层厚度是褥垫层铺设的关键因素，厚度过小，桩对基础产生冲切破坏，势必增加基础的高度，CFG桩和桩间土不能很好的共同工作，承载力达不到要求。

厚度过大，会降低桩、土荷载的分担比例，桩、土接近于1，桩承担的荷载小，与天然地基差别不大，达不到高层建筑对地基承载力的要求。

褥垫层铺设应用水准仪控制标高，采用分层铺设，分层夯实，夯填度不大于0.9，厚度一般为200mm，采用5～16mm粒径破碎碎石，材料使用前应复试，严禁使用不合格材料。

施工要求如下：
（1）人工清理复合地基至设计标高，验槽确保地基土中无扰动，避免形成橡皮土。

（2）铺设褥垫层时，技术人员现场负责指导。

（3）褥垫层施工工序：分两次施工，第一次施工先虚铺，用平板振捣器或其他静力压实手段夯实至;第二次施工虚铺，用平板振捣器或其他静力压实手段夯实。

褥垫层施工完毕后，应禁止机械、手推车和无关人员在褥垫层上行走，如因施工需要，应采取铺设木板等保护措施。

建筑上遇到的复杂地质情况使基础工程越来越重要，其工程造价占整个工程总投资的比例也越来越大，深基坑支护、地下连续墙、逆作法等工艺先后被采用。

现在广泛应用的钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩等固有的缺陷十分突出，主要表现在施工速度慢，场地污染严重，成桩质量难以保证，材料浪费大，容易出现各种弊病，而CFG桩表现出较大的优势，桩体材料价格低，施工方便，节省投资，是一种较为理想的地基处理技术，具有显著的经济效益和广阔的推广前景，在建筑史上，定能书写新的篇章。