中建二局第三建筑工程有限公司西北分公司 陕西西安 710000
摘要：在高层建筑施工中，地基基础的承载能力高低是影响建筑工程安全的重要因素，复合地基是一种地基加固的有效方式，其承载力大小取决于桩体的侧阻力和褥垫层。CFG桩复合地基具有环保、节约、施工简单、承载力强、适用范围广等众多优势，掌握其在基础处理中应用的技术和要点，提高CFG桩复合地基施工水平，可以有效控制地基沉降、增强地基承载力，为高层建筑工程的安全提供保障。本文对CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用进行分析。
关键词：CFG桩；复合地基；高层建筑地基；应用
随着我国城市化进程的不断加快，建筑物如雨后春笋般拔地而起。传统的地基处理方法逐渐无法满足新型建筑设计与使用者的要求，因此，复合地基处理技术逐渐产生并发展起来。CFG桩通过褥垫层与桩间土的结合，来达到理想的地基处理效果，并且其造价经济、质量合理、工期较短，所以在全国范围内得到了十分广泛的应用。
1 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黏结强度桩，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。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递，并相应减少了桩间土承担的荷载。这样，由于桩的作用使复合地基承载力提高，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。基础下是否设置褥垫层，对复合地基受力影响很大，若不设置褥垫层，复合地基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，即使桩端落在好土层上，也能保证荷载通过褥垫层作用到桩间土上，使桩土共同承担荷载。
2 CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用
2.1 做好CFG桩复合地基设计
首先，了解高层建筑基础情况。根据勘察单位提供的勘察报告书，结合场地历史水文等相关资料，对地基基础情况进行全面分析，从地质层中选择可以作为基础持力层的土层。其次，做好CFG桩长度的设计。在选定基础持力层后，需要对其进行载荷板试验，通过比较原先地基承载力特征值和应承受的承载力特征值，根据相应计算公式得到CFG桩需要承受的荷载大小，以此为基础，确定CFG桩的长度、直径情况，保证单桩承载力与桩间土承载力结合之后，能够达到建筑物荷载标准。
2.2 放线测量
此项操作指的是在清理完成之后，并且平整度较好的施工场地当中，将轴线轮廓放置到拟建施工现场当中，进而对不同基础轴线进行测量，再根据CFG桩施工设计图纸以及桩体和各个轴线间存在的内在联系，再把桩体放置在基础结构平面进行放线测量。
2.3 取土成孔
在成桩机械移动就位以后，通过取土器对准桩位一层一层取土，直至到达设计的要求高度。成孔钻杆一定要对准桩位的中心，实际的操作误差也应当保持在1%之内。在钻孔之前，采用钻杆上方挂垂球的方式，并且设立专门人员进行检验，在满足条件后才可以开钻。钻孔开始时，要关闭钻头阀门，然后将钻杆的位置移动到可触及地面后停止，这样之后，成孔过程才可以正式开始。在钻孔过程中，要采取先慢后快的方式，以方便控制钻孔的误差。
2.4 清孔
在成孔程序结束以后，需要用水稀释孔内的泥浆，重复此操作一至两两次，以达到清理孔口的效果。然后向孔内灌注混凝土拌和料。这一施工过程要注意以下几点：每一根桩的灌注料量不小于预期灌注量；采用连续填料法，保证成桩的连续均匀；成孔后，钻杆不能立即拔出，而是要用符合要求的碎石填充，使其自然沉到孔内的底部。
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2.5 混凝土灌注
成孔至设计深度后，现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆，并同时通知司泵开始灌注混凝土并保持连续灌注。灌注混凝土至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高70cm左右（至槽面上30cm左右）八以保证桩顶标高和桩顶混凝土质量均符合设计要求；灌注混凝土之前，应检查管路是否顺畅稳固；每班第l根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路。压灌混凝土时一次提钻高度小于25cm，混凝土埋钻高度大于1.0m；现场设专人负责检查混凝土灌注质量及意外情况的处理；商品混凝土进场后应立即灌注（2h内），严禁长时间搁置；保证桩身混凝土至少24h养护，避兔扰动；施工过程中应认真填写施工记录，每台班或每日留取试块l～2组。
2.6 CFG桩施工完成后对其的保护
2.6.1 CFG桩完成以后，要尽量避免一些重型机械碾压或影响，否则由于重型机械产生压力会使桩头松动而影响桩顶混凝土的成型，甚至会导致断桩。
2.6.2 在钻杆缓慢进入土层的过程中，会产生大量的废土，需要及时清理，在清理这些土时要尽量减少机械活动对桩和地基的不利影响，通常可以用比较小型的机械设备或者采用人工操作等不利影响较小的方式清土。此外，在清土时，需要预期保留不少于20cm人工清除、找平。
2.7 CFG桩桩身完整性和复合地基加固效果检测
检测是CFG桩复合地基施工的重要环节，主要包括CFG桩桩身完整性和复合地基加固效果两个方面。其中，CFG桩桩身完整性检测主要是通过低应变反射波法完成的，检测原理是：使用重锤敲击桩顶，在桩顶质点就会形成振动，这种振动会沿桩身进行传播，产生应力波，在这个传播过程中，如果应力比有阻抗减少的情况，就会产生上行拉伸波，加快桩顶质点下传速度；反之，产生的是上行压缩波，减低桩顶质点下传速度。
复合地基加固效果的检验主要是通过地基静载试验完成的，每栋高层建筑选取4个点，通过千斤顶进行加压，根据油压表指针来测定荷载值，通过换算后得到复合地基的承载力，判断加固效果。
3 CFG桩在地基处理中的注意事项
CFG桩在地基处理过程中，要注意以下事项：
3.1 严格按照地质勘查报告进行，保证桩端能够在强风化基岩层之上，并能够进入到基岩层的0.5m以上。
3.2 要对锤击次数和高度进行严格的控制。
3.3 要对桩端持力层及以上含有松散素填土或者是软弱粉质粘土、地段等情况，通过取土钻来成孔或冲击成孔等方式进行施工，保证桩端能够进入到基岩0.5m以上。
3.4 在施工过程中，垂直度的偏差必须要小于1%，对于满堂布桩基础的情况来讲，桩位的偏差不能大于0.4倍的庄静，对于条形基础来讲，庄伟的偏差不能超过0.25倍桩径，对于单排布桩桩位来讲，偏差不能超过60mm。
3.5 对于CFG的桩长、城装时间等相关情况，一定要在施工过程中进行详细的、准确的记录，并要对施工完成之后的CFG桩进行复合地基荷载试验，来判断其复合地基的加固效果。在单桩载荷试验过程中，为了有效的方式试验中桩头被压碎等情况，要在实验之前，先对桩头进行加固处理。在采取实验过程中，要注意对桩间土的扰动情况。
结束语：
目前，许多高层建筑的地基都采用CFG桩复合地基，并且伴随着此种地基的不断推广，得到了不错的的效果和反响。这种高层建筑地基处理方法既有利于施工步骤的合理安排，又可以减少建筑工程的成本；不仅可以使工程尽快完工，同时还能在保证速度的同时确保工程质量。所有，在我国，高层建筑地基的处理中CFG桩复合地基处理方法具有极大地可行性，有助于推动我国建筑行业的快速发展。
参考文献：
[1]CFG桩复合地基作用机理及其在工程中的应用[J].刘春亮,刽枫超,王维早.西部资源.2014(01)
[2]CFG桩复合地基在高层建筑结构设计中的应用[J].徐星.工程与建设.2014(02)
[3]关于CFG桩复合地基检测的探讨[J].潘胜普.四川水泥.2014(07)
论文作者:韩超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/31
标签：地基论文; 褥垫论文; 荷载论文; 混凝土论文; 钻杆论文; 基础论文; 土层论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;