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摘要：文中介绍了CFG 桩复合地基的基本原理、工程特性, 结合工程实例, 阐述了CFG 复合地基技术施工方法,总结了该技术在地基处理中应用的优点。
关键词：CFG桩 复合地基 处理技术
中图分类号： TU94+3 文献标识码： A 文章编号：
前言
随着工程建设的飞速发展, 地基处理也日趋多样化, 复合地基由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用。而CFG 桩复合地基粘结强度桩是复合地基基础的代表, 在我国公路工程中应用也打开了新的一页。
一、基本原理
CFG 桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩, 它和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG 桩复合地基通过褥垫层与基础连接, 无论桩端落在一般土层还是坚硬土层, 均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体强度和杨氏模量比桩间土大, 在荷载作用下, 桩顶应力比桩间土表面应力大, 桩可将承受荷载向较深土层中传递并相应减少桩间土承担的荷载。
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( 一般为普通桩基的1P3~ 1P2) 。由于粉煤灰不断发生水化反应, 使桩身砼的后期强度增大, 这对CFG 桩承受上部荷载有了可靠保证( CFG 桩桩身强度等级多在C15- C25 之间) 。除了桩体自身强度, 在基础与桩和桩间土之间设置褥垫层, 是复合地基的一个核心技术。褥垫层由一定厚度散体粒状材料组成, 对复合地基受力影响很大。若不设置褥垫层,复合地基础承载特性与桩基础相似, 桩间土承载能力难以发挥, 不能成为复合地基。基础下设置褥垫层, 桩间土承载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降, 荷载能通过褥垫层作用到桩间土上, 使桩土共同承担荷载, 减小了基础底面应力集中。褥垫层作用使桩间土一开始就分担较大份额的上部荷载, 较好地发挥桩间土的承载力。依靠褥垫层材料与基础底面的摩擦, 使CFG 桩复合地基具有一定抵抗水平荷载的能力, 对地基的不均匀沉降, 有一定的补偿作用。
二、CFG 桩复合地基的特点
1适用范围广，可适用于不同的基础形式，如独立基础、条形基础及筏式基础、箱型基础；也可适用于不同的上层结构，如饱和或非饱和黏性土等，且可带水作业。
2承载力提高幅度大，而且可调性强，可通过改变CFG桩的桩长、桩距来达到不同的复合地基承载力。
3褥垫层是复合地基的核心，它不但能保证桩、土共同承担荷载；调整桩、土应力比，减少基础底面的应力集中；减少基础的剪切破坏；调整桩、土水平简载的分担，保证桩在水平简载作用下不会断裂。
三、CFG桩复合地基处理技术的工程应用
1复合地基设计
某工程天然地基土软弱，沉降量相对较大，不能满足工程上部结构荷载要求。设计采用CFG 桩复合地基进行处理，要求地基处理后承载力≥320kPa，沉降量< 100mm。
（1）CFG 桩设计根据场地条件及地基土情况，设计桩长和桩径，桩径450mm，桩长12m，桩间距1. 6m，桩身混凝土强度C20，CFG 桩总数量2 458 根。
（2）褥垫层设计CFG 桩桩顶与混凝土垫层间铺设300mm 厚，5 ～ 25mm 碎石褥垫层，使桩与桩间土共同承受上部基础结构传来的荷载，以减少基础底板的应力集中，提高地基土的承载力，减少地基土的沉降变形。褥垫层夯实度< 0. 9，压实系数≥0. 95。
2CFG 桩施工
本工程采用压灌CFG 桩。施工采用长螺旋钻机成孔，管内中心压灌混凝土成桩的施工工艺。施工工艺流程:施工准备→测量定位→钻机就位→钻孔→压灌混凝土→清理孔口→桩身混凝土养护。该工艺可有效防止砂性土及含水土层塌孔，防止黏性土层缩径，减少桩成孔对土层扰动。
（1）施工准备平整场地，修整道路和坡道，保证设备状态良好，接通水电。安排好混凝土、碎石等材料进场，并对材料进行复验。
（2）泵送混凝土的制备CFG 桩混凝土采用预拌商品混凝土，强度等级C20，坍落度(180 ± 20)mm，碎石粒径5 ～ 25mm。混凝土运达施工现场后，应按规范规定进行坍落度的检查，并制作混凝土试块。
(3)测量定位复核建筑物定位轴线和标高后，专职测量人员根据CFG 桩平面布置图，将桩位放样到现场，用白灰并插钢筋作为标记。桩位复测确认后方可下钻，钻尖与桩位偏差≤20mm。
(4)钻机就位钻机坐落面应坚实、平整，保持机身平稳不倾斜，钻尖与桩位对齐后，通过调平装置调整钻杆垂直度。
(5)钻孔先搅拌一定的水泥砂浆润泵管，并将所有砂浆泵出管外，然后封住钻头阀门，钻杆向下触及地面时，开动钻机旋动钻头，一般应先慢后快成孔至设计深度。钻进过程中应根据土层情况合理调整转速、钻压、扭矩和进尺速度等施工参数，钻头及钻杆应平稳进尺。钻孔过程中，随时清理孔口积土，保证孔下部土顺利排出，并防止提钻时向孔内落土。钻孔弃土应及时清运，以避免影响施工速度，或弃土中水浸泡槽底。弃土清运采用小型机械，以避免扰动基底土层，严禁碰撞CFG 桩。弃土清运时应注意保护桩位放线点，避免桩位点移位或丢失。施工时应保护好测量控制桩。
(6)压灌混凝土钻到设计深度后，钻杆停止钻动，由混凝土输送泵通过与钻杆中心管连接的输混凝土管向孔内压灌混凝土，并随即缓慢提钻。钻机操作手应与混凝土输送泵操作人员密切配合，控制提钻速度，不可提钻过快，保证混凝土连续压灌，以免夹土断桩。混凝土达到钻杆芯管一定高度后，方可提钻，禁止先提钻后泵送混凝土。一边泵送混凝土一边提钻，保证钻头始终埋在混凝土面以下。成桩过程宜连续进行，直至桩体混凝土达到预先确定的施工标高，控制好混凝土灌注顶标高。施工标高比设计桩顶标高高500mm。
(7)清理孔口中心压灌混凝土完成后，钻头暂不移离孔口，及时清理孔口积土，防止积土落入孔中。
3桩间保护土清运
桩顶标高处与其高度以上500mm 之间土为桩间保护土层。在桩体混凝土达到一定強度后，便可以开始桩间保护土层的开挖。宜采用人工开挖清运，在桩距较大且槽底土不易受扰动的情况下，也可以采用小型机械。开挖运土过程中应注意控制好标高，避免超挖。桩间保护土层的开挖中，应注意CFG 桩的保护，特别是采用机械开挖运输应设专人指挥，严禁施工机械碰撞桩头。要合理安排开挖清运顺序，避免开挖和运输机械直接在基底面上行走，造成基底土层的扰动。如需在已开挖完成的基底面上行走，应采取铺设木板等保护措施。
4截断桩头
保护土层清除后，可进行桩头处理，将桩顶设计标高以上桩头截断。一般采用人工截桩方法。人工开挖土至桩顶标高时，用无齿锯环切，用钢钳、铁锤等工具横向击桩，将刀口间的混凝土取掉。剔凿后的桩头断面应平直，不得有大的掉角现象。桩高允许误差控制在0 ～ － 20mm。截断桩头时应严格按照技术规程要求进行施工，严禁用机械铲断桩头，或用大锤重物横击桩头。
5褥垫层铺设
(1)褥垫层铺设厚度、材质、粒径、夯实度应符合设计要求，材料使用前应复试。
(2)人工清理复合地基至设计标高，确保地基土无扰动，并通过验槽后，方可铺设褥垫层。褥垫层铺设厚度由夯实度控制，夯实度(即褥垫层夯实厚度与虚铺厚度之比)应< 0. 9，用平板振捣器夯实至30mm。
(3)褥垫层施工完毕后，应禁止机械、手推车和无关人员在褥垫层上行走。如因施工需要，应采取铺设木板等保护措施。
结束语
CFG 桩复合地基处理完成后，通过荷载试验，本工程复合地基承载力和沉降量满足设计要求，综合分析，取得了良好的技术经济效果。施工过程中对桩位、桩顶标高、混凝土强度、褥垫层夯实度、压实系数等进行检查检测，均符合设计和施工规范要求。
参考文献
[1] 胡剑秋.地基处理对建筑工程质量的影响[J]. 科技创新导报. 2011(03)
[2] 王鼐.CFG桩地基处理施工工艺[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(02)
关键词：CFG桩 复合地基 处理技术
中图分类号： TU94+3 文献标识码： A 文章编号：
前言
随着工程建设的飞速发展, 地基处理也日趋多样化, 复合地基由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用。而CFG 桩复合地基粘结强度桩是复合地基基础的代表, 在我国公路工程中应用也打开了新的一页。
一、基本原理
CFG 桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩, 它和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG 桩复合地基通过褥垫层与基础连接, 无论桩端落在一般土层还是坚硬土层, 均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体强度和杨氏模量比桩间土大, 在荷载作用下, 桩顶应力比桩间土表面应力大, 桩可将承受荷载向较深土层中传递并相应减少桩间土承担的荷载。
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( 一般为普通桩基的1P3~ 1P2) 。由于粉煤灰不断发生水化反应, 使桩身砼的后期强度增大, 这对CFG 桩承受上部荷载有了可靠保证( CFG 桩桩身强度等级多在C15- C25 之间) 。除了桩体自身强度, 在基础与桩和桩间土之间设置褥垫层, 是复合地基的一个核心技术。褥垫层由一定厚度散体粒状材料组成, 对复合地基受力影响很大。若不设置褥垫层,复合地基础承载特性与桩基础相似, 桩间土承载能力难以发挥, 不能成为复合地基。基础下设置褥垫层, 桩间土承载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降, 荷载能通过褥垫层作用到桩间土上, 使桩土共同承担荷载, 减小了基础底面应力集中。褥垫层作用使桩间土一开始就分担较大份额的上部荷载, 较好地发挥桩间土的承载力。依靠褥垫层材料与基础底面的摩擦, 使CFG 桩复合地基具有一定抵抗水平荷载的能力, 对地基的不均匀沉降, 有一定的补偿作用。
二、CFG 桩复合地基的特点
1适用范围广，可适用于不同的基础形式，如独立基础、条形基础及筏式基础、箱型基础；也可适用于不同的上层结构，如饱和或非饱和黏性土等，且可带水作业。
2承载力提高幅度大，而且可调性强，可通过改变CFG桩的桩长、桩距来达到不同的复合地基承载力。
3褥垫层是复合地基的核心，它不但能保证桩、土共同承担荷载；调整桩、土应力比，减少基础底面的应力集中；减少基础的剪切破坏；调整桩、土水平简载的分担，保证桩在水平简载作用下不会断裂。
三、CFG桩复合地基处理技术的工程应用
1复合地基设计
某工程天然地基土软弱，沉降量相对较大，不能满足工程上部结构荷载要求。设计采用CFG 桩复合地基进行处理，要求地基处理后承载力≥320kPa，沉降量< 100mm。
（1）CFG 桩设计根据场地条件及地基土情况，设计桩长和桩径，桩径450mm，桩长12m，桩间距1. 6m，桩身混凝土强度C20，CFG 桩总数量2 458 根。
（2）褥垫层设计CFG 桩桩顶与混凝土垫层间铺设300mm 厚，5 ～ 25mm 碎石褥垫层，使桩与桩间土共同承受上部基础结构传来的荷载，以减少基础底板的应力集中，提高地基土的承载力，减少地基土的沉降变形。褥垫层夯实度< 0. 9，压实系数≥0. 95。
2CFG 桩施工
本工程采用压灌CFG 桩。施工采用长螺旋钻机成孔，管内中心压灌混凝土成桩的施工工艺。施工工艺流程:施工准备→测量定位→钻机就位→钻孔→压灌混凝土→清理孔口→桩身混凝土养护。该工艺可有效防止砂性土及含水土层塌孔，防止黏性土层缩径，减少桩成孔对土层扰动。
（1）施工准备平整场地，修整道路和坡道，保证设备状态良好，接通水电。安排好混凝土、碎石等材料进场，并对材料进行复验。
（2）泵送混凝土的制备CFG 桩混凝土采用预拌商品混凝土，强度等级C20，坍落度(180 ± 20)mm，碎石粒径5 ～ 25mm。混凝土运达施工现场后，应按规范规定进行坍落度的检查，并制作混凝土试块。
(3)测量定位复核建筑物定位轴线和标高后，专职测量人员根据CFG 桩平面布置图，将桩位放样到现场，用白灰并插钢筋作为标记。桩位复测确认后方可下钻，钻尖与桩位偏差≤20mm。
(4)钻机就位钻机坐落面应坚实、平整，保持机身平稳不倾斜，钻尖与桩位对齐后，通过调平装置调整钻杆垂直度。
(5)钻孔先搅拌一定的水泥砂浆润泵管，并将所有砂浆泵出管外，然后封住钻头阀门，钻杆向下触及地面时，开动钻机旋动钻头，一般应先慢后快成孔至设计深度。钻进过程中应根据土层情况合理调整转速、钻压、扭矩和进尺速度等施工参数，钻头及钻杆应平稳进尺。钻孔过程中，随时清理孔口积土，保证孔下部土顺利排出，并防止提钻时向孔内落土。钻孔弃土应及时清运，以避免影响施工速度，或弃土中水浸泡槽底。弃土清运采用小型机械，以避免扰动基底土层，严禁碰撞CFG 桩。弃土清运时应注意保护桩位放线点，避免桩位点移位或丢失。施工时应保护好测量控制桩。
(6)压灌混凝土钻到设计深度后，钻杆停止钻动，由混凝土输送泵通过与钻杆中心管连接的输混凝土管向孔内压灌混凝土，并随即缓慢提钻。钻机操作手应与混凝土输送泵操作人员密切配合，控制提钻速度，不可提钻过快，保证混凝土连续压灌，以免夹土断桩。混凝土达到钻杆芯管一定高度后，方可提钻，禁止先提钻后泵送混凝土。一边泵送混凝土一边提钻，保证钻头始终埋在混凝土面以下。成桩过程宜连续进行，直至桩体混凝土达到预先确定的施工标高，控制好混凝土灌注顶标高。施工标高比设计桩顶标高高500mm。
(7)清理孔口中心压灌混凝土完成后，钻头暂不移离孔口，及时清理孔口积土，防止积土落入孔中。
3桩间保护土清运
桩顶标高处与其高度以上500mm 之间土为桩间保护土层。在桩体混凝土达到一定強度后，便可以开始桩间保护土层的开挖。宜采用人工开挖清运，在桩距较大且槽底土不易受扰动的情况下，也可以采用小型机械。开挖运土过程中应注意控制好标高，避免超挖。桩间保护土层的开挖中，应注意CFG 桩的保护，特别是采用机械开挖运输应设专人指挥，严禁施工机械碰撞桩头。要合理安排开挖清运顺序，避免开挖和运输机械直接在基底面上行走，造成基底土层的扰动。如需在已开挖完成的基底面上行走，应采取铺设木板等保护措施。
4截断桩头
保护土层清除后，可进行桩头处理，将桩顶设计标高以上桩头截断。一般采用人工截桩方法。人工开挖土至桩顶标高时，用无齿锯环切，用钢钳、铁锤等工具横向击桩，将刀口间的混凝土取掉。剔凿后的桩头断面应平直，不得有大的掉角现象。桩高允许误差控制在0 ～ － 20mm。截断桩头时应严格按照技术规程要求进行施工，严禁用机械铲断桩头，或用大锤重物横击桩头。
5褥垫层铺设
(1)褥垫层铺设厚度、材质、粒径、夯实度应符合设计要求，材料使用前应复试。
(2)人工清理复合地基至设计标高，确保地基土无扰动，并通过验槽后，方可铺设褥垫层。褥垫层铺设厚度由夯实度控制，夯实度(即褥垫层夯实厚度与虚铺厚度之比)应< 0. 9，用平板振捣器夯实至30mm。
(3)褥垫层施工完毕后，应禁止机械、手推车和无关人员在褥垫层上行走。如因施工需要，应采取铺设木板等保护措施。
结束语
CFG 桩复合地基处理完成后，通过荷载试验，本工程复合地基承载力和沉降量满足设计要求，综合分析，取得了良好的技术经济效果。施工过程中对桩位、桩顶标高、混凝土强度、褥垫层夯实度、压实系数等进行检查检测，均符合设计和施工规范要求。
参考文献
[1] 胡剑秋.地基处理对建筑工程质量的影响[J]. 科技创新导报. 2011(03)
[2] 王鼐.CFG桩地基处理施工工艺[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(02)