浅谈CFG复合地基桩的复合地基及质量控制

浅谈CFG复合地基桩的复合地基及质量控制

杜国金

广州市市政工程试验检测有限公司510000

摘要：CFG是软土地基处理中一种比较实用、便捷、适应性广的软基处理方法，它具有可以将地基承载力大幅度提高的特性，并具有很大的可调性，使其受到大面积推介。文章以CFG复合地基桩为主，综合论述了CFG复合地基桩复合地基施工工艺以及其质量控制。

关键词：CFG复合地基桩；复合地基；质量控制

前言：

在现有建筑施工过程中，CFG桩复合地基的建筑质量是建筑系不可忽视。一些不合理的施工工艺，会直接造成重大的质量问题，更加严重的后果甚至会导致一些安全事故发生，因此，我们必须合理有效地选择质量过关，安全有保障的施工工艺。

一、CFG的基本原理

CFG桩是英文CementFly-ashGravelPile的缩写，意思就是说水泥粉煤灰碎石桩，通过碎石、石屑、粉煤灰掺水泥在加上水进行搅拌，使用各种成桩的机械而制成的一种可以增加强度的桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15-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。随着我国城市化进程的不断加快，同时也加快了工程建设的发展，地基的处理方法也是多种多样，CFG桩复合地基由于其自身具有优越的利用了桩间土和桩共同的作用下的优势和相对于低廉的工程造价从而在工程中的使用也是越来越广泛。使用CFG桩和水泥土桩的符合地基，可以充分发挥CFG高效的承载性能和水泥土桩的抗变形的能力，并且可以通过砂石褥垫层的设置从而发挥其桩间土的承载能力。

CFG桩符合地基的粘结性的强度是复合地基的优势，目前经常使用在高层和超高层的建筑物中。CFG桩复合地基通过褥垫层和基础相互连接，无论是在桩端落在一般的土层上还是在坚硬的土层之上，都可以保证桩间土始终都在工程中使用。从而就会由于桩的自身作用，使得复合地基的承载力提高了很多，变形减小，再加上CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料，大大降低了工程造价。复合地基设计中，基础与桩和桩间土之间设置一定厚度散体粒状材料组成的褥垫层，是复合地基的一个核心技术。基础之下是否可以设置褥垫层，这对于复合地基的受力产生很大的影响。如果没有设置褥垫层，复合地基承载的特性和桩基础基本相似，桩间土的承载能力就很难以发挥出来，这就很难以合成复合地基。基础之下设置褥垫层，桩间土之间的承载能力的发挥就不仅仅是反映在桩的沉降之上，及时桩端落正好在土层之上，这样也可以有效的保证载荷可以通过褥垫层的作用传到桩间土之上，就可以和桩土共同承载荷载。

由于天然地基土体和两种增强体三部分共同组成的人工地基，即使可以发挥CFG桩的高承载力和良好的排水的作用，同时还可以因为CFG桩的插入而使得水泥土桩的侧限得到约束而得到了一定的增强。

二、CFG地基的质量

在工程施工的过程当中，要根据实际施工情况选取合适的成桩工艺，严格按照施工要求施工。CFG常用于振动沉管机施工，同时也可用作螺旋钻。我们根据工程的一些具体情况和一些工具的详细型号来确定使用哪一种。一般由于北方地区土层地质条件比较硬，在这种情况下直接使用振动沉管机施工，就会对已打桩形成影响，进一步也会使桩体受到震动而被断裂。相反，对于一些土质层比较敏感松软的地质环境，振动会直接导致土结构遭到破坏，并使密度降低，所以在使用时一定要注意地质环境以及土质的详细情况。

2.1、打桩顺序要合理

在软土或者松散土质中，桩机振动力不是很大，新打桩将挤压原有的己打桩，使原有的被挤扁，或者造成一些不规则的形状，更加严重的也会产生缩颈现象。所以，及时采用隔桩跳打方法，是避免此类现象发生的原因之一。另外，一些柔软土质的振密效果较强，所以在其施工过程中，若打桩施工完后，土体密度会随之增加。

2.2、拔管速率要规范

在施工过程中，混合料泵送量情况与拔管速度情况要及时得到控制，不可以出现停泵待料现象。拔管速率过于快速会导致桩径偏小，反之，若是拔管速率过慢又会使水泥浆分布不均匀，所以建筑施工过程，拔管速率的快慢也会直接影响工程质量，一般正常的拔管速率可在1.2-1.5m/min。

2.3、混合料的控制程度

在以往的施工经验中已经充分证明坍落度的大小对CFG桩施工质量有着显著的影响。混合料坍落度如果比较大也会直接导致桩顶存在浮浆，从而形成硅的离析和泌水，桩体强度也会降低，造成频繁堵管。坍落度应该控制在4cm左右，合度会比较好，质量也比较容易控制。

2.4、随时控制监测效果

在施土过程中的一些日常作业应该由专业人员及时监测，这样才能避免或减少意外事故发生的几率，同时也可以真实有效地发现施工过程中的弊端，以便针对性的对待事故发生源头。

三、施工方法

3.1、施工的前期准备

在即将施工的前期，充分做好一些相应防范措施和设计规划是工程成功的一项前提条件。首先要做好图纸审核，确保施工整体规范，场地布置，确保渠道畅通，施工用水、用电能满足需求。做好雨季地表水的防范工作，防止雨水冲刷场地影响工程施工，并对材料取样及时试验。场地障碍物要及时清理，施工过程中的工具配套设备要保证充足无误。

3.2、复合地基桩施工

混合料搅拌应统一集中在搅拌站站生产，按照先前的实验室比例进行搅合，时间不可以少于一分钟，混合料加水量和坍落度根据施工规范确定。

3.3、灌注及拔管

在工程施工灌注的过程中，要有专门负责的工作人员记录流量，一边做到心中有数，然后查阅有理有据。

四、实验结果分析

4.1、复合地基静载荷试验

试验采用针对于不同的桩型单桩符合地基的承载力按照单桩的处理面积来加强权平均的方法，综合对CFG桩和水泥土桩混合地基的承载能力进行评价。通过分析CFG桩与水泥土桩复合地基静载荷试验P-S曲线可以得出，复合地基静载荷试验曲线基本属于渐进型的光滑曲线，不存在陡降点。对数值进行加权平均后，可知CFG桩与夯实水泥土桩混合桩型复合地基承载力不小于375kPa，复合地基承载力满足设计要求。分别对CFG桩及水泥土桩的试验曲线作比较，两者之间的复合地基的承载力相差也不大，这就说明地基土质的分布相对于较为均匀，基底持力层的承载能力和压缩模量相差也不太大。

4.2、单桩竖向抗压静载荷试验结果

通过2根水泥土桩及2根CFG桩单桩静荷试验，分析Q-S曲线。根据单桩复合地基静荷试验的结果分析，1#CFG桩的桩间土比2#CFG桩好，1#水泥土桩的桩间土比2#水泥土桩好，单桩复合地基承载力偏高，说明桩间土的作用明显，压板下桩土协调作用效果良好。

4.3、轻便触探试验

为了对比加固前后桩间土的相互间的承载能力的变化，在完成施工之后，布置了7个轻便触探点进行试验。综合对桩间土的测试的结果进行分析可以得出，经过水泥桩和CFG桩处理之后的浅层桩间土的承载能力基本值应该不少于120kPa，使得地基处理前的桩间土的承载能力可以得到一定的提升。

结束语：

由于CFG桩改善了碎石桩的性质，这样不但能够做到侧阻全桩的作用，同时还可以发挥它的端阻作用。也正是因为这样的优势才能够使CFG桩复合地基施工工艺受到全社会的关注。CFG复合地基桩就它的基础而言，比较适合用作独立基础，也可以用作箱基、筏基等；水泥土桩处理地基是一种效果明显的处理方法，用水泥土桩加固后的复合地基比原地基变形模量会有较大增长，抗变形能力有明显提高。如果就其土性而言，比较适合处理粘土、粉土、砂土等，所以一些工业厂房，或者民用建筑建造时均可安全使用。另外，选择规范合适的施工方法，熟练掌握CFG复合地基桩复合地基施工技术，能在现有严峻的经济市场考验中获得更大的前景和发展。

参考文献：

[1]张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践.科技创新与应用，2013.12.

[2]崔增国.试论CFG复合地基桩复合地基及质量控制.科技创新与应用，2012.06.

[3]季聪.CFG桩复合地基与桩基础方案的研究.山西建筑，2012.08.

[4]杨璧泉.CFG桩复合地基的施工质量控制要点.福建建筑，2014.09.