CFG桩复合地基技术及工程应用研究

CFG桩复合地基技术及工程应用研究

蔡昀骁聂计磊

蔡昀骁聂计磊

河北建设勘察研究院有限公司河北石家庄050031

摘要：随着社会经济的发展，我国的CFG桩技术有了很大进展。目前，这种地基技术被广泛应用于全国的建筑工程，在高层建筑和超高层建筑中更为常见。本文结合枣矿田陈富源2×35万千瓦煤矸石综合利用项目冷却塔CFG复合地基施工工艺和施工技术进行分析与阐述。

关键词：CFG桩；复合地基技术；工程应用

1工程概况

枣矿田陈富源2×35万千瓦煤矸石综合利用项目冷却塔为淋水面积5000m2的钢筋混凝土薄壁结构，本项目为两座冷却塔，冷却塔环基和中央竖井下采用CFG桩复合地基。CFG桩直径D=400mm，最大桩中心距S=1400mm，三角形布置。±0.00m相当于1985国家高程基准45.30m，CFG桩以层含姜石粘土层为桩端持力层，桩端应进入该层不少于1.0m。#1塔桩底标高不高于-12.7m（32.60m），#2塔桩底标高不高于-13.7m（31.60m）。环基及中央竖井地基处理安全等级为二级，结构设计使用年限为50年。地基基础设计等级：乙级。

2CFG桩复合地基施工技术

2.1CFG桩复合地基施工工艺流程

施工流程为：测量放线（基桩定位）→CFG桩基成孔→混凝土压灌→移机

2.2测放桩位

测量仪器需要定时检测。根据设计设定的坐标以及高程确定桩位和标高。在确定钻机位置之前需对桩位进行再次测量，而后经由建设方及相关人员验收签字后才可进行钻孔作业。在钻孔前还需测量出地面的实际高程以便设计钻孔深度，以及混凝土灌注的高度。

2.3钻进成孔

开钻前，技术人员对施工人员交底，技术人员复核基础轴线、桩位线，施工人员则要检查钻机垂直度、稳定性，调试完成后方可施工。

（1）开始钻进前出料口单向阀要密封严实，在钻进过程中不致张开，防止钻进过程中地下水进入，并且在开始压灌混凝土时能通过压力打开。

（2）钻头刚接触地面时，下钻速度应慢。

（3）在钻进过程中，应根据地层变化和动力头工作电流显示的结果，及时对钻压、转速和钻进速度进行合理调整，正常钻进电流值一般为100A左右，不能超过140A的额定电流；如遇土层抱钻杆或电流过大时，应迅速刹住主卷扬进行空钻，待电流值降到额定范围或叶片上的土块甩出正常后方可继续钻进。

（4）钻进时采用间歇式钻进方法，即钻进空钻钻进，以利于被切割的岩土及时排出地面，钻进过程中不宜反转或提升钻杆。如遇卡钻、钻机摇晃、偏斜或发出异常声响时，应立即停钻，查明原因，并采取相应措施后方可继续作业。钻进过程中及时调整钻杆垂直度防止钻杆倾斜太大造成蹩钻。

（5）钻至设计深度后，应空钻30s～60s，待电流稳定后停钻，并向后台发出泵送混凝土信号，做好泵送准备。

（6）钻孔产生的土方及时清理，以免占用施工场地，影响下道工序施工。

2.4压灌成桩

（1）混凝土泵安放位置应与钻机的施工顺序相结合，泵管布置应尽量减少弯道，尽可能保持水平，长距离泵送时泵管下面应垫实，泵与钻机距离不宜超过60m。泵管和高强柔性管必须用卡环连接牢靠，保持管道畅通，卡环更换后必须清洗干净并做好防锈处理。

（2）压灌混凝土前，开启混凝土输送泵，使混凝土充满于输送管道和输送泵料斗。混凝土的泵送应连续进行，当钻机移位时，混凝土泵料斗内的混凝土应连续搅拌，泵送混凝土时，料斗内混凝土的高度不得低于400mm，以防吸进空气造成堵塞。

（3）开始压灌混凝土时，先将钻杆提升300mm，然后立即向孔内输送一定量的桩体混凝土，利用混凝土料的冲击力，自动打开出料口阀门，以使桩底充满混凝土，并形成一定的压力，随后边泵送混凝土边提钻杆，提杆速度与泵送量相一致，充盈系数满足设计要求。

（4）泵送混凝土过程中，遇到输送管道堵塞时必须立即停止泵送，并进行泵送的逆操作，直到采取措施清除堵塞后方可继续泵送；若钻头、钻杆堵塞时，必须立即停止泵送，并进行泵送的逆操作，并将钻杆拔出地面，清除堵塞后重新对准原桩位钻至设计深度，再重新泵送混凝土。

（5）在整个压灌过程中，钻机前台指挥员必须时刻指挥和监控钻杆提升速度，与输送泵操作工相互注意对方传递的信号，确定泵送、停泵、提钻和停止提钻时机，保证泵送混凝土量和钻杆提升速度。

2.5移机

灌桩完成后，按照打桩顺序，将钻机移至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。当桩机在移动时，要有人员在旁注意和检查，避免桩机本身和支腿对桩体产生破坏。在桩机移机到下一个桩位施工的时候，为了保证桩位准确，要先以轴线或周围桩的位置为依据，复核所需施工的桩位。

2.6记录参数，确定钻地点

在施工过程中根据现场的各种情况，比如场地的标准高度、桩长钻进深度以及各种参数，在钻机机架上应该做好相应的标记，确定钻地的地点后才能够启动钻机进行钻孔。虽然前期的准备工作已经做好，但是在钻进过程中还是要格外注意钻进遇到的各种状况。在一些软硬土层交界的地方，应该降低速度以便进行钻进，遇到突发情况，必须找到原因并及时处理，不然可能会出现各种安全问题。

3CFG桩复合地基处理技术的优点

3.1施工简便、节约时间、成本低、质量容易控制

使用CFG桩复合地基处理技术能够让工程变得更加简单，操作方便，还可以缩短工期。跟桩基比较，CFG桩的桩体材料能够用工业废料粉煤灰来填充，就算不用钢筋也可以有很强的承载能力，且造价比桩基低。

3.2提升CFG桩复合地基处理施工技术创新性

随着工程的不断稳定快速发展，工程施工技术也随着时代的发展，不断地进行着创新改革，传统的CFG桩体的施工混合料可根据地质情况、地下水条件、地基基础承载力要求及施工区域建筑材料限制等而采用不同强度的混凝土所替代。

3.3CFG桩复合地基的承载力

调整灵活，适用范围广CFG桩地基的复合地基处理技术能够加强地基的承载能力，也可以对其进行灵活的调整，适用范围非常广泛，可以有效弥补以往地基处理过程中的不足之处。CFG桩的长度可以根据承载的需求大小进行灵活的调整，以保持地基的稳定性。

4CFG桩常见缺陷及原因

4.1桩头变形：桩头一定范围内变形呈扁形或不规则形；产生原因为保护桩头留置过短、桩间土强度较低或含水量较高、新打桩在凝结前受桩机支腿挤压。

4.2缩颈：桩体局部桩径小于设计桩径；产生原因为在饱和软土中成桩、施工顺序不当、新打桩对已成桩的作用表现为挤压、提钻速度太快。

4.3离析：桩体混凝土出现蜂窝状孔洞、空隙；产生原因为混合料搅拌不均匀或搅拌时间过长、导管漏水、配合比不当、水泥品种不当或失。

4.4断桩：桩体断裂；产生原因为挖掘设备不当、野蛮施工、混合料泵送量与拔管速度不匹配。

结束语

综上所述，CFG桩复合的技术已经得到推广，并且众多专家对该技术进行相应的研究使其拥有更好的发展前景。由于其复杂的地质条件和施工环境，更是要多尝试新技术、新材料、新工艺、新设备的推广使用，这样既能提高工程施工效率又可减少工程投资成本。文章提出了CFG桩施工过程的控制措施，优化CFG桩复合地基技术，以期使其发挥更大的作用，促进建筑行业茁壮成长。

参考文献：

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