复合地基设计中CFG桩的关键点分析

陆晓宇

摘 要：随着地基施工技术和打桩技术的不断发展，各种桩也被广泛应用到地基施工当中，其中CFG桩复合地基由于经济性和受力特性显著，在建筑地基处理中得到了广泛应用，尤其是高层建筑工程当中发挥了重要的作用。本文主要对CFG桩在复合地基处理工程中的应用进行了分析谈论，对其作用和施工技术要点进行了分析探讨，以期能够发挥出CFG桩的最大效益。

关键词：复合地基；CFG桩；房建工程；桩间土

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.102

0 引言

CFG桩是水泥粉煤灰石桩的别称，在伴随着节能工程和打桩技术出现的一种打桩技术，这种石桩的沉降量较低，能够承载较大的力，且经济性较好，在各类建筑的地基工程中得到了广泛应用，其中在房建工程的复合地基当中也很常见，与复合地基的匹配性也是很高的，因而对其进行研究，对于提升打桩技术具有重要价值。

1 CFG桩概述

CFG桩是用水泥、粉煤灰、石屑等混合材料拌合制成的石桩，这种石桩的制作费用比较低，且强度较高，利用CFG桩能够使打桩受力更加均匀，并形成共同的受力体，从而将力从CFG桩传导到桩间土和褥垫层上，使每层都能够均匀受力，从而加快打桩效率。CFG桩中的岁石成分能够有效改善石桩级别，增强石桩的强度，而所用的粉煤灰则能够加强石桩的后期强度，将粉煤灰、碎石和石屑混合到一起制成CFG桩则能够明显增强桩体的强度，从而使地基加固的强度提升。具体来说CFG在地基处理上具有以下几项优点：一是CFG桩的施工工艺比较简单，操作不复杂，施工人员能够轻松掌握CFG桩的施工方法，也方便施工工人维护；二是CFG桩由于受力均匀所产生的振动也比较小，对周围产生的噪音影响也比较小，振动小对周围建筑地基的影响也比较小，不会因地基打桩振动而发生沉降或变形。且这种打桩技术与普通振冲碎石桩相比不会产生很多建筑垃圾，对环境影响也比较小；三是CFG桩的制作成本比较低，所用的水泥、粉煤灰、碎石和石屑等都能够直接就地取材，有效减少建筑工程在石桩制作上的成本；四是CFG桩本身的受力特性可以与水泥搅拌桩媲美，对于没有条件的建筑工程可以采用CFG桩来代替水泥搅拌桩；五是CFG桩中所用的粉煤灰、碎石等都属于工业废料，这些废料可以被回收再利用，能够有效节约能源，减少工业废料对环境的污染，从而达到节能环保的目的。由此可以看出，CFG桩在经济和社会方面均具有较高的效益表现，因而在实际的建筑、道路等工程中得到了广泛应用，国家对CFG桩的研究也是越来越多。

2 CFG桩复合地基在房建工程中的作用

CFG桩复合地基主要是由三个部分构成的，包括CFG桩体本身还有褥垫层以及桩间土，这种复合地基与普通桩基相比具有突出的承载力优势，并且通过相应的施工技术能够有效提升桩基的承载能力，由于本身所用的桩基材料很大一部分属于工业废料，因而桩基本身的造价成本也大大降低，而其承载能力却比其他桩基表现更为出色，这对于提升房建工程整体的经济效益具有重要影响和价值。且CFG桩复合地基的施工速度快，还能够保持相同水平的施工效果，有效控制和缩短房建工程的施工时间，因而也使得CFG桩复合地基在各类房建工程中得到了广泛应用。CFG复合地基在加固建筑工程地基方面优势主要是体现在桩体、桩间土和褥垫层。其中褥垫层在CFG桩基中发挥了重要作用，如果只存在桩体和桩间土的话，当竖向作用力作用于桩体和桩间土时，两者都会发生一定的沉降变形。但由于桩间土和桩体之间的模量存在较大差异，因而力对桩体和桩间土的作用力也会不同，而添加褥垫层之后则能够有效的解决桩体和桩间土作用力不同的问题。添加褥垫层之后能够将作用在桩体和桩间土上的作用力分为两个，这样桩体和桩间土分别收到的作用力也就想通了，从而能够减少CFG桩对基础应力产生集中作用，在保护复合地基的同时还能够增强复合地基的承载力和强度。

同时，CFG桩还能够对地基土产生挤密作用，使得CFG桩体承载力提升的同时，周围地基土侧应力也会随之增加，这样桩体的受力性能也会发生一定的改变，将桩体与周围地基土形成一个受力整体，共同承载来自上部建筑产生的荷载力，由此可以看出CFG复合地基在强度和粘结性方面的表现都非常突出，能够有效增强地基的承载能力，并且还能发挥侧阻作用和置换作用，与其他普通桩基相比其承载力能够得到不断的提升，强度和抗压性的表现也不俗，因而对于高层建筑或是上部力作用较大的工程而言是非常适用的一种复合地基。

3 CFG桩复合地基的施工技术要点

3.1 CFG桩施工工艺

在地基处理工程中应用CFG桩时一般是选择长螺旋钻孔管内泵压CFG桩的方法，这种施工操作相应比较简单，且施工精度也比较高，施工人员在掌握起来也没有那么麻烦。具体来说可以分为以下几个施工步骤：

一是桩位放线，通过这一步来确定打桩的准确位置，在放线时施工人员不仅要依照桩位布置图进行防线，而且还要参考甲方提供的地基轴线，运用钢尺和经纬仪等工具来确定具体的桩位，在确定位置之后，不要急于施工，而是应该由监理人员进行确认签证后，再用水准仪对施工平面的高度进行测量，确定出施工平面上各个桩位的位置。

二是长螺旋钻机，施工人员在确定各个桩位的准确位置之后，将钻机移动到相应位置上，这里使用的是长螺旋钻机，将钻机的钻头堆装之前确定好的桩位，在实际开动前对桩位再次进行检查，以确定桩位位置的准确，然后调整钻头的角度，使钻机和钻架保持垂直，且在开动钻机前要将钻机的钻脚固定住，以免在钻动过程中发生移位，导致打桩位置出现偏差，影响后期的施工。

三是下钻成孔，将钻机摆放到固定位置之后，对施工图纸和施工现场的地质资料进行确定，综合考虑钻机的钻进速度，在钻机钻动过程中，施工人员要把握好钻机的速度，让钻杆能够始终保持垂直，这样能够保证钻的孔不会出现偏差，并根据施工设计图来设定相应的钻孔深度。

四是压灌CFG桩混合料，再将桩孔打好之后，将CFG桩的混合料注入其中，形成CFG桩，在注入前要把握好CFG桩混合料的混合比例，并且采用管内泵压CFG混合料的形式将其泵入到桩孔当中，然后将钻具提起进行灌桩，直到设计高度位置。

3.2 CFG桩施工过程中的注意事项

在采用CFG桩进行地基处理过程中，施工人员应该注意以下几点事项，以保证CFG桩施工质量：一是对于CFG桩混合料的选择上，一般是采用水泥、沙子、碎石和粉煤灰混合方式，其中水泥可用普通硅酸盐水泥，但水泥质量一定要过关，不要用不合格水泥来制桩，以免影响石桩的质量，为之后的工程施工埋下安全隐患。而在碎石的选择上则可以选择10～20mm大小的碎石，含泥量可以控制在2%以下。而沙子的选择则要用中细砂，含泥量应控制在%以下，这样才能保证CFG桩的质量和强度；二是在混合CFG桩材料时要注意配合比的控制，一般来说CFG桩中1m?混合料中包括255kg水、375kg水泥、1005kg石子、667kg沙子和60kg粉煤灰，在混合时要严格按照相应的比例来进行拌合，并可根据施工的具体情况加入一定的泵送剂，方便泵送。在拌合完成之后应对混合料的坍落度进行检查，坍落度维持在160～200mm之间的混合料才算合格；三是在灌注混合料时采用的是管内泵压方法，将混合料直接泵送到钻孔内，并且要同时将钻杆提起，钻杆上升的速度应该和混合料泵送的速度相同，这样才能保证钻孔内混合料泵送的均匀性，避免中间出现空隙，影响石桩的质量。施工人员在提起钻杆过程中应该控制钻杆内始终留有半管混合料，且钻尖要始终停留在混合料当中，直到混合料高度达到设计标高之后可以将钻具完全提出。在灌注混合料过程中，要注意测定混合料的充盈系数，根据不同建筑工程来确定相应的充盈系数，以保证钻孔内的混合料浇筑质量，以免影响后期CFG石桩的施工质量；四是注意外界温度的控制，混凝土在外界温度较低时会加速凝结，因而在外界温度较低时可通过对混凝土加热来维持混凝土的质量，保证混凝土的泵送质量，并且施工人员可通过一定的保温措施来减少外界温度对混凝土的影响。

3.3 桩间土及褥垫层施工处理

在浇筑完CFG桩之后，对桩间土进行清理，在清理的过程中施工人员应该注意尽量避免水进入到基槽当中，以免水浸泡对基槽造成一定的质量影响，拖后施工的进度。因而，在清运施工上，施工人员可以用小机械来对弃土进行清理，并且要按照一定的施工技术规范和技术人员的指示来进行弃土清运，保护好已经浇筑完成的CFG桩，并且还要保护好之前浇筑过程中所做的放线点标识。在清理时施工人员应该格外小心，避免清理机械碰到CFG桩体产生摩擦力作用在桩体上，导致桩体出现断桩的问题，同时还要加强对基层的保护，在将弃土全部清理的同时保护好地基层和桩体。在完成弃土清理之后，则应该进行桩间土的施工，技术人员应该从房建工程的设计方面出发，既要满足桩间保护土的施工需求，又要满足房建工程的施工需要，确保建筑工程强度不会发生变化，因而施工技术人员也是要做好测算工作，采用水准仪对桩间土进行跟踪测量，并控制好房屋建筑的高度。

4 结语

CFG桩在地基处理中的应用较广，其具有成本低、污染少、工期短等优点，能够适应不同建筑工程的地基处理，尤其是在复合地基的应用当中发挥着重要作用。因而应该加强对CFG桩技术的研究，克服在实际应用过程中出现的各类问题，不断提升CFG桩复合地基的施工技术和效果，从而不断推广CFG桩在地基处理工程中的应用，不断优化CFG桩的施工效果。

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