浅谈CFG桩复合地基在高层建筑中地基处理的应用
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摘要： 笔者根据自己多年的工作经验总结，本文围绕cfg桩复合地基工程应用、及其CFG桩复合地基检测二个方面的全面阐述。
关键词：
中图分类号：TU97文献标识码：A
1概述
CFG桩(C指Cement, F指Flyash,G指Gravel)即水泥粉煤灰碎石桩,一般由水泥、粉煤灰、碎石、石屑拌合形成的高粘结强度桩，桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。由于桩体利用采用商混浇筑，施工速度快，成品质量较高，近年来在新疆昌吉有较大的推广，目前已有多项工程采用该法进行地基处理，是目前加固软土地基最经济、适用、快速、可靠的一种地基处理方式。
2 CFG桩复合地基应用
2.1工程概况
本建筑工程为25层底商住宅，由全现浇剪力墙结构，筏板基础，±0.00为570.34m，基底标高－11.2m，基础持力层为粉土层。根据拟建建筑勘察报告表示该层地基承载力特征值fak=150kPa，因为地基承载力的标准无法满足承载力的要求，所以需要对地基进行处理。经综合比选，本工程采用了CFG桩复合地基处理方案，要求经过CFG桩复合地基处理后的复合地基承载力特征值fspk≥420kPa，压缩模量Es≥25Mpa，最大沉降量≤50mm，倾斜变形值≤0.001。
2.2地质条件
根据本工程的岩土工程勘察报告，场地地基土主要由杂填土及第四系冲洪积成因的粉土、圆砾、中砂及砾砂组成，其分布情况分述如下:①杂填土厚0.50～2.20m，层底标高567.7～569.2m;②粉土层厚0.80～1.80m，层底标高566.9～567.4m；③圆砾层厚0.80～3.20m，层底标高565.8～564.2m；④粉土层厚18.40～20.60m，层底标高547.4～545.2m ；⑤圆砾层厚1.20～2.50m，层底标高544.7～546.2m;⑥粉土层厚5.20～10.50m，层底标高535.7～539.5m；⑦圆砾厚1.70～3.70m，层底标高534.0～535.8m;⑧粉土层厚大于3.00m，勘察未揭穿。
勘察期间，勘察深度范围内未见地下水，根据勘察报告描述，地下水位埋深大于30.0m。
场地内，地基土土粉土不具有湿陷性，地基土对混凝土结构具有弱腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。
2.3工艺选择
根据岩土工程勘察报告和设计要求，考虑到①孔深度较大，不宜选用人工成孔；②由于工期较紧，场地位置限制，现场电源未接通，故长螺旋成孔不适宜；③施工时不能出现泥浆对环境的影响等因素，故采用旋挖钻机成孔，商品混凝土一次性浇筑成桩工艺。
2.4 CFG桩设计
本工程设计CFG桩327根，桩径600mm，采用梅花形布置，桩间距1.80m，面积置换率为10%，有效桩长16.0m，保护桩长均≥0.5m，桩顶标高为绝对标高558.84m。桩身混料设计强度等级为C25，坍落度为180～200mm，桩底持力层为第⑥层，褥垫层厚度为300mm，材料选用天然级配碎石土，最大粒径小于30mm。
2.5 CFG桩施工及质量控制措施
2.5.1成桩工艺
采用履带式SR150型旋挖钻机成孔，钻至设计深度后，由混凝土泵将C25商品混凝土通过导管浇筑，成桩工艺过程:钻机就位钻孔至设计深度导管浇筑混凝土移位封护桩顶。
2.5.2打桩顺序
打桩顺序的确定，主要考虑桩的检测和桩机的操作便利。打桩顺序与清土方法、进度及场地土质情况有关。CFG桩施工从东南角开始，按逆时针方向打，闭合后由南向北打桩，从北端中部结束退出。
2.5.3混凝土搅拌质量和施工控制
混凝土的搅拌质量直接影响成桩的质量和施工速度，当混凝土出现不均匀、离析、泌水等质量问题时易发生堵管，影响正常施工，因此，施工时必须保证混凝土的搅拌质量。做到配料计量准确、保证搅拌时间、混凝土要有良好的可泵性。混凝土的坍落度控制在180～200mm，坍落度过小，影响泵送效率甚至发生堵管；坍落度过大，则因离析泌水，同样容易发生堵管。另外试块是反映CFG桩桩身强度的重要依据，要做好试块的标养、测试工作。
2.5.4混凝土泵送的质量和施工控制
具体控制措施如下:1）施工前先将搅拌机的搅拌筒、混凝土泵的料斗及管线用清水湿润，然后搅拌一定量的水泥砂浆管线；
2）钻孔达到设计深度后，开始浇筑混凝土，导管出料口距离孔地应小于1.0m，当混凝土浇筑一定高度后，方可拔管，拔管速率必须控制与泵送量相匹配，拔管要匀速且不能超过3m/min，避免桩身夹泥等质量缺陷的发生；
3）施工时始终保持混凝土泵料斗中的混凝土液面在料斗底面以上一定高度，以免泵送时吸入空气，造成堵管。
2.6成桩质量要求和施工控制
2.6.1桩位控制
在施工前根据设计图纸，将建筑物的控制轴线施放到施工作业面上，并放出桩的位置。桩位定位方法现场采用插以木制短棍撒白灰点来表示桩位，点位应明显易找且不易破坏。桩位误差不大于200mm。
2.6.2垂直度控制
钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查导杆校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，桩身垂直度偏差不得大于1%。钻孔开始，封住钻头阀门，使钻杆向下移至钻头触及地面时，开动钻机旋动钻头。一般先慢后快，在成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺。
2.6.3桩长控制
桩长通过塔身上的刻度标记进行控制，当动力头底面到达标记处，桩长即满足设计要求。孔深误差不大于500mm。
2.6.4成桩控制
成孔时钻头到达设计标高后，采用随钻随浇筑方式，避免成孔久置而产生塌孔、缩颈等现象，同时也避免了钻机走位是扰动渣土掉入孔中以及浇筑混凝土串孔现象发生。
2.7打桩弃土及保护层土的清理
打桩弃土要求随打随清。保护土层的清理在CFG桩施工完毕后进行，采用机械配合人工进行清理，清理时预留30cm保护土层，最后由人工清除整平。另外，施工现场配备履带式挖掘机，打桩施工结束时安排挖掘机进入基坑作业，及时将打桩弃土、桩间保护土倒运并适当集中，采用运土车辆将其运出消纳，同时配备足够人工配合挖掘机进行基底整平，用水准仪严格控制标高。工作过程中不可对设计桩顶标高以下的桩体产生损坏，不能扰动桩间土。
2.8截桩头
截桩头时需人工剔除，由于成孔作业为干作业成孔，故桩顶基本无浮浆，因设计时，桩顶设置500mm保护，故需要截桩头，截桩头时采用人工钢钎水平方向两两相对用大锤同时击打，且水平一致，钢钎头不能上挑，将桩头截断。桩头截断后用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至设计标高。桩顶表面不可出现斜面，桩顶标高误差控制在0～20mm，如低于设计标高，必须将桩顶凿毛，用与CFG桩高一个强度等级的素混凝土接桩至设计标高。
3 CFG桩复合地基检测结果
CFG桩复合地基施工完工后，委托具备检测资质的第三方试验单位对CFG桩体及复合地基进行检测，桩体采用低应变完整性检测，检测数量为总桩数的10%(33根)，低应变检测结果表明33根桩均为Ⅰ类桩，满足设计要求。
复合地基采用堆载进行检测，为三组结果如表1所示。
表1 CFG桩复合地基检测结果
试验结果表明，复合地基承载力标准值满足承载力的设计要求。
4 结语
通过进行CFG桩的施工证明，设计理论完备、施工管理严格是做好地基处理的关键，这就要求CFG桩应由专业队伍进行施工。通过CFG桩复合地基与其它的地基处理方法进行对比，得出了CFG桩复合地基处理具有缩短工期，降低工程成本，施工方便的优点。对于该高层住宅楼施工采用CFG复合地基方案既保证了质量，又缩短了工期，从而降低了成本了具有良好的经济效益，而且施工过程中噪声小，不会产生噪声污染，保护了环境。