CFG桩在建筑地基处理施工中的应用探讨

【摘要】针对某建筑小区工程地质条件复杂，存在大面积填方而且填土变形对建筑影响较大特点，对该建筑地基采取加固处理，经研究采取CFG桩复合地基处理，详细地探讨该地基处理施工技术，旨在为同类工程提供参考借鉴。

【关键词】建筑工程；地基施工；CFG桩

1.工程概况

本小区建筑总占地面积61679m2，总建筑面积为75387.77m2，其中建筑占地面积为14580m2，含95栋四层居住楼。通过地质勘察报告表明，小区所处地质条件复杂，场地地形起伏大，对于场地低洼及部分沟道地段需要大面积填方，填方厚度最大约24米。场地内部地势平坦，地形坡角一般1～3°，无环境边坡分布。场地内填土为近1-3年来场地平整形成的新近素填土层，褐红、褐黄色为主，成分主要为粉砂土，部分孔段夹强风化砂岩块石及少量角砾岩碎块石，土石比约为8：2-9：1，稍湿-饱和，结构松散-稍密，无胶结，土质均匀性极差。碎块石呈棱角状，粒径一般20-800mm不等，强风化砂岩块石手捏易碎呈粉状。其土质分布不均，局部块石具架空结构。

经分析，填土的变形将为建筑物使用带来严重影响，为此必须对填土采取地基加固处理，以提高地基的承载能力和消除不均匀变形。经研究，本工程采用CFG桩法复合地基处理。

2.CFG桩处理技术应用

CFG桩法复合地基处理主要技术要求：地基的承载力特征值、地基土的压缩摸量、地基土的等效内摩擦角不小于35°等。从CFG桩的组成来看，其主要是通过水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等配合后而形成的高黏结强度桩，其通过桩间土、桩以及褥垫层而组成复合地基。CFG桩通过采用各种成桩机械搅拌形成的中～高粘结强度的可变强度桩，CFG桩的强度介于C5-C25之间，其通过在桩顶与基础之间设置一定厚度的褥垫层，以充分有效地确保桩、同承担荷载形成复合地基，最终CFG桩与处理后与桩间土、褥垫层共同承受上部荷载。

3.CFG桩施工技术

（1）施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时按配合比配制混合料。桩体配比中的粉煤灰采用电厂收集的粗灰；同时为了改善混合料和易性和可泵性，结合工程实践，笔者认为适宜选用细度(0.045rnm方孔筛筛余百分分比)小大于45％的粉煤灰。同时适宜选取混合料成桩施工的坍落度为160～200mm。

（2）褥垫层施工。从CFG原理来看，褥垫层在CFG桩起着相当关键的作用，其是有效地确保桩间土与桩的共同承担受力的重要条件。过改变褥垫厚度，调整桩垂直荷载的分担，通常褥垫越薄桩承担的荷载占总荷载的百分比越高，反之亦然。同时通过调整桩、土水平荷载的分担，褥垫层越厚，土分担的水平荷载占总荷载的百分比越大，桩分担的水平荷载占总荷载的百分比越小。

本工程CFG桩所采用的褥垫层厚度为300mm，褥垫层材料宜采用中砂、粗砂、级配砂石等，同时对材料的选取有一定要求，通过工程实践来看，不宜采用卵石，其主要是考虑到卵石咬合力差而导致施工时扰动较大、褥垫厚度不存易保证均匀。适宜选取碎石粒径宜为8～20mm，最大粒径不宜大于30mm。当基础底面桩间土含水量较大时，应进行试验确定是否采用动力夯实法，避免桩间土承载力降低。对较干的砂石材料，虚铺后可适当洒水再行碾压或夯实。采取CFG进行地基加固施工时，CFG桩施工完成并检测完毕后，应进行人工开挖清理整平至基底素砼垫层底以下200mm，再铺设褥垫层（铺设范围为基础素砼垫层周边外扩200mm）。褥垫层需经静力压实法或动力密实法（桩间土含水量较少时）压实，夯填度（夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值）≤0.9。

（2）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以及控制拔管速度，拔管速度应控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢；长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工时每方混合料粉煤灰掺量宜为70～90kg，坍落度应控制在160～200rnm，从而有效确保施工中混合料的顺利输送。

（3）施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m；施工中桩顶标高应高出设计桩顶标高，留有保护桩长。保护桩长的设置是基于以下几个因素：1）成桩时桩顶不可能正好与设计标高完全一致，一般要高出桩顶设计标高一段长度；2）桩顶一般由于混合料自重压力较小或由于浮浆的影响，靠桩顶一段桩体强度较差；3）对于已打桩尚未结硬时，施打新桩可能导致已打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。增大混合料表面的高度即增加了自重压力，可提高抵抗周围土挤压的能力。

（4）成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组（3块）试块（边长150mm的立方体），标准养护，测定其立方体抗压强度。

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。冬期施工时，应采取措施避免混合料在初凝前遭到冻结，保证混分料入孔温度大于5℃，根据材料加热难易程度，一般优先加热拌合水，其次是砂和石。混合料温度不宜过高，以免造成混合料假凝无法正常泵送施工。泵头管线也应采取保温措施。施工完清除保护土层和桩头后，应立即对桩间土和桩头采用草帘等保温材料进行覆盖，防止桩间土冻胀而造成桩体拉断。

清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。长螺旋钻成孔、管内泵压混合料成桩施工中存在钻孔弃土。对弃土和保护土层清运时如采用机械、人工联合清运，应避免机械设备超挖，并应预留至少50cm用人工清除，避免造成桩头断裂和扰动桩间土层。

4.施工关键点控制技术

（1）严格根据地勘报告，确保桩端置于强风化基岩层上且进入基岩层0.50m以上。

（2）严格控制锤击数和锤击高度。

（3）对于桩端持力层以上存在松散素填土或软弱粉质粘土、地段，采用取土钻进成孔或冲击成孔相结合的办法进了施工；桩端进入基岩0.50m以上。

（4）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。

（5）对CFG桩的桩长、成桩时间等情况应在施工中进行详细的记录。同时应对施工后的CFG桩采取复合地基载荷试验，以评定其复合地基加固效果。对于单桩载荷试验时为防止试验中桩头被压碎，宜对桩头进行加固。对CFG桩采取试验时，应注意对桩间土的扰动，从工程实践来看，CFG桩间土承载力以及桩侧阻端阻的需要一定时间才能得以恢复，尤其是在冬季检测时可发现桩和桩间土强度增长较慢。

5.结语

针对该小区存在大面积填方而且填土变形对建筑影响较大特点，对该建筑地基采取CFG桩复合地基加固处理，对CFG桩复合地基处理施工技术进行了详细探讨，从工程实践效果来看，通过采取CFG桩地基处理后的地基承载力能有效地满足设计要求。

参考文献

[1]陈磊.CFG桩在工程中的应用[J].黑龙江科技信息.2002.(03):35～39.

[2]吴综泽.浅谈CFG桩在建筑地基处理中的应用[J].广东科技,2011,(06):78～80.