CFG桩浅析

摘 要：介绍CFG桩的适用范围、施工工艺、机械设备、材料要求及质量监测等

关键词：CFG桩

简介

CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C5-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。

适用范围

CFG桩的适用范围很广。既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG桩对独立基础、条形基础、筏基都适用，既有工业厂房，也有民用建筑。

深入了解地质情况，采用合理的施工工艺

在施工过程中，成桩的施工工艺对CFG桩复合地基的质量至关重要，不合理的施工工艺将造成重大的质量问题，甚至导致质量事故，而要选择确定合理的施工工艺必须深入了解地质情况。只有在深入了解地质情况的基础上，才能确定合理的施工工艺，并在施工过程中加强监测，根据具体情况，控制施工工艺，发现特殊情况，做出具体的改变。

1、长螺旋钻孔灌注成桩， 适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土，属非挤土成桩工艺。具有穿透能力强、无振动、低噪音、无泥浆污染等特点。但要求桩长范围内无地下水，以保证成孔时不塌孔。

2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，适用于粘性土、粉土、砂土， 以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地，是国内近几年来使用比较广泛的一种新工艺，属非挤土成桩工艺。具有穿透能力强、低噪音、无振动、无泥浆污染、施工效率高及质量容易控制等特点。

以上两种施工工艺，在城市居民区施工，对周围居民和环境的不良影响较小。

3、振动沉管灌注成桩，适用于松散的饱和粉细砂、粉土，以消除液化和提高地基承载力，属挤土成桩工艺，对桩间土具有挤（振）密效应。在饱和粘土中成桩，会造成地表隆起，挤断已打桩，且振动和噪音污染严重，在城市居民区施工受到限制。应当根据设计要求和现场地质情况及周围环境等因素，选择施工工艺。

4、在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，但当采用连打作业时，由于饱和软土的特性，新打桩将挤压已打桩，形成椭圆或不规则形态，产生严重的缩颈和断桩。此时，应采用隔桩跳打施工方案。而且，打的桩越多，土的密度越大。在补打新桩时，一是加大了沉管难度，二是非常容易造成已打桩断桩，此时，隔桩跳打亦不宜采用。当满堂布桩时，不宜从四周向内推进施工，宜从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工。但仅凭打桩顺序的改变并不能完全避免新打桩的振动对已结硬的已打桩产生影响。此时，应采用螺旋钻引孔的方案，避免新打桩的振动造成已打桩的断桩。

5、设置保护桩长。使桩在加料时，比设计桩长多加0．5米，将沉管拔出后，用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3～5秒，提高桩顶混合料密实度。上部用土封顶，增大混合料表面的高度即增加了自重压力，可提高混合料抵抗周围土挤压的能力，避免新打桩振动导致已打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。

6、拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插，由于桩管垂直度的偏差，容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土影响桩身质量，应避免反插。

选用合理的施工机械设备

CFG桩多用振动沉管机施工，也可用螺旋钻机。而选用哪一类成桩机和什么型号，要视工程的具体情况而定。对北方大多数地区存在的夹有硬土层地质条件的地区，单纯使用振动沉管机施工，会造成对已打桩形成较大的振动，从而导致桩体被震裂或震断。这样的设备组合避免了已打桩被震坏或扰动桩间土导致桩间土的结构破坏而引起复合地基的强度降低。所以，在施工准备阶段，必须详细了解地质情况，从而合理地选用施工机械。这是确保CFG桩复合地基质量的有效途径。

材料要求

1、混凝土、混凝土外加剂和掺和料：缓凝剂、粉煤灰，均应符合相应标准要求，其掺量应根据施工要求通过试验室确定。

2、严格按照配合比配制混合料。

3、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度宜为16~20厘米， 振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为3～5厘米， 振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过20厘米。应严格控制好混合料的坍落度，大量工程实践表明，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。

4、长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，严格控制拔管速率。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，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。正常的拔管速率应控制在1．2～1．5米／分。混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料； 坍落度控制在3～5厘米，和易性好，当拔管速率为1．2～1．5米／分时，一般桩顶浮浆可控制在10厘米左右，成桩质量容易控制。

加强施工过程中的监测

在施工过程中，应加强监测，及时发现问题，以便有针对性地采取有效措施，有效控制成桩质量，重点应做好以下几方面的监测：

1、冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。

2、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60mm。

3、施工场地标高观测。施工前要测量场地的标高，并注意测点应有足够的数量和代表性。打桩过程中则要随时测量地面是否发生起降。因为断桩常和地表隆起相联系。

4、已打桩桩顶标高的观测。施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化，尤其要注意观测桩距最小部位的桩。 因为在打新桩时，量测已打桩桩顶的上升量，可估算桩径缩小的数值，以判断是否产生缩径。

5、对有怀疑的桩的处理。对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应开挖查看，并做出必要的处理。

结束语

CFG桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。经各地工程实践证明是比较成熟的地基处理方法，因此，得以广泛采用，早已列入了（《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002）和（《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002）并取得良好的经济和社会效益，在工程建设中得以广泛发展和应用。