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摘要：随着社会经济水平的不断发展，建筑业的发展水平也得到了提高。由于高层建筑的基础荷载重，面积大，埋置深，对沉降要求也较为严格。CFG桩复合地基是逐步发展起来的一种新型处理软弱地基的加固方式，具有工艺性好、灌注方便、沉降变形小、承载能力高、变形速度快、施工质量易于控制、工程造价成本低等特点，因而CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中得到了广泛的应用。
关键词：高层建筑；CFG桩；复合地基；应用
引言
CFG桩是由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。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。同时，随着工程建设的高速发展，CFG桩复合地基以其施工方便、承载力高以及其广泛的适应性等优点，得到了迅速的发展。基于此，文章阐述了CFG桩的概念，分析了CFG桩的加固机理和CFG桩复合地基的应用优势，最后对CFG桩施工工艺进行了研究。
1CFG桩的概述
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩。CFG桩是改善碎石桩承载特性中的一些不足之处，由砂、碎石、石屑、粉煤灰掺水泥等加入水进行搅拌拌合，进而制成的可变强度桩。除此之外，CFG桩的适用范围很广，在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均得到了广泛应用。随着工程建设的高速发展，CFG桩复合地基以其自身的优点，得到了迅速的发展和推广，已经成为应用较为普遍的地基处理技术。
2CFG桩的加固机理
当基础承受到竖向荷载作用时，桩和桩间土都会发生沉降变形，由于桩的模量比桩间土的模量要大得多，而桩比土的变形要小很多，进而产生荷载逐渐向桩顶集中的现象。同时，在基础下设置褥垫层，可以将上部的基础传来基底的压力或者水平力，通过恰当地变形，可以以一定的比例分配给桩以及桩间的土，这样就可以使二者共同受力。与此同时，土因桩的挤密作用，在使用沉管方法成桩时能够提高其承载力。而且由于桩其周围土的侧应力加大，在一定程度上改善了受力的性能。由于二者的共同工作，形成一个受力整体，这样共同承担上部基础所传来的荷载。另外，水泥粉煤灰碎石桩复合地基适用于处理淤泥质土、人工填土、砂土、粉土以及粘性土的地质。
3CFG桩复合地基的应用优势
3.1承载力提高幅度大、可调性强
CFG桩桩体可以从几米到20多米，并且可全桩长发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载可占总荷载的40到75％左右，因此，复合地基承载力具有较大的可调性。当地基承载力较高，而荷载比较小的情况下，可以将桩长设计得短小一点，而荷载较大时，桩长则可以设计得长一点。
3.2适应范围广
CFG桩既可以适用于独立基础、条形基础，也可以用于筏板基础和箱型基础。同时，CFG桩既可以用于饱和或非饱和的粘性土等挤密效果较好的土，也可用于挤密效果较差的土。因此，CFG桩具有适用范围广等特点。
3.3排水作用明显
CFG桩在饱和粉土和沙土中施工过程中，常常由于沉管和拔管的振动，会产生超孔隙水压力。较好透水层上面还有透水性较差的土层时，刚刚施工完的CFG桩将是一个良好的排水通道，孔隙水将沿着桩体向上排出，直到CFG桩体变硬为止。
3.4复合地基变形小
CFG桩复合地基具有模量大、建筑物沉降量小等重特点，大量工程实践表明，建筑物沉降量一般可控制在2到4cm范围内。对于上部和中间有软土层的地基，使用CFG桩进行加固，将桩端放在下面的土层上，可以获得模量极高的复合地基。
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4CFG桩施工工艺
4.1施工准备阶段
第一，在施工测量过程中，施工技术人员应严格按照测量规范的要求操作，所有的测量仪器必须进行事前校核，以保证其测量精度和准确度；第二，技术准备阶段，当施工设计图纸和施工资料到位后，应当及时组织相关技术人员对该图纸进行复核，并对有关人员进行培训，认真做好施工之前的技术准备工作；第三，施工技术交底，在这个过程中，施工技术人员要根据CFG桩施工图，进行技术交底工作；第四，材料准备，通过取样试验确定成桩施工中所用的施工材料。
4.2成孔
在成孔施工所用钻机就位后，施工技术人员应确保钻杆对准桩位的中心位置，实际操作中CFG桩的垂直度偏差应当保持在1％以内。成孔施工过程中，可采用在钻架上方挂垂球的方式，在钻架上面刻上对照线，在每一根桩柱满足要求后，才可以开钻。钻孔开始时，应当关闭钻头上的阀门，移动钻杆的位置至钻头触及到地面为止，然后启动开关开始钻进。在实际钻进过程中，应当先慢后快，并及时对钻孔的偏差进行检查。
4.3清孔
重复成孔操作一至二次后，使用回水稀释孔内的泥浆稀释，同时还要维持好孔口的回水，进而有效地清理孔口。当钻孔达到设计孔深（标高）时，应当停止钻进，并实施沉管。
4.4沉管
桩机必须水平、稳固、调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1％，在采用预制钢筋混凝土桩尖的情况下，需埋入地表以下300mm左右，启动电动机时，应注意调整桩机的稳定，严禁倾斜和错位，并且，沉管过程中须作好记录。
4.5灌注
通常情况下，应按照设计配比控制混合料，投入搅拌机加水拌和，加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度为30到50mm，成桩后桩顶浮浆厚度一般不超过200mm。混合料必须搅拌均匀，搅拌时间不得小于1min。同时，为了保证成桩的连续性和均匀性，可采用连续的填料法。需要注意的是，成孔之后不要立刻将钻机提出，而是要将碎石连续的填入到孔内，使其自然下沉到至孔的底部，填料颗粒的直径应当小于10厘米，且含泥量一般也要小于5％。
4.6振密
当填料下沉至孔的底部时，可借助钻机水平方向上的振动力，使填料挤向周围的土层中，并挤密砂层。随着砂层的密实度不断增大，砂层的抗挤入阻力也会不断增大，因此，钻机的输出功率变得更大，进而升高引起电机的电流值。当钻井的电流升到60安培后，CFG桩及其周围的砂土已经振密，时间一般在10至20s之间。完成以上操作后，应当将钻机向上提起30至50cm，并向孔中投料、挤密，依次重复进行，直到孔口为止。
4.7拔管
通常情况下，当钻杆的芯管充满混合材料后，开始拔管。施工桩一般要高出设计高程，当灌注成桩后，应当在桩顶上盖土封，以起到保护的作用。在灌注混合材料中，混合材料的控制可采用记录泵压次数的方式，对同一种类型或型号的传送泵，每次传送量应保持稳定的数值，并根据泵压的次数计量混合材料的实际投入量。
4.8移机与记录
在进行现场试验过程中，工作人员要对每一盘混合材料的坍落度进行检测，只有合格之后，方可完全投入使用。在成桩施工过程中，可通过抽样制作混合料块，并测定其抗压强度。同时，还要记录每一根柱桩由成孔至成桩过程中的水压、电流、深度以及填料高度等参数，为后期施工提供数据保障。
结束语：综上所述，随着社会的发展，高层建筑基础处理中CFG桩复合地基的应用比较广泛，在较好的地基土中施工时，如果建筑物的荷载比较大，天然的地基承载力不够或变形无法满足要求，可以用CFG桩进行加固处理。CFG桩在加固比较深的软土复合地基中，可以充分地发掘地基土体本身所固有的强度潜能，进而大幅度地提高复合地基承的载力。
参考文献：
[1]贾瑞杰.CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用[J].山西建筑，2015，41（30）：73-74.
[2]吴贵贤.CFG桩复合地基处理技术在高层建筑中的应用分析[J].福建建材，2016（5）：59-61.
论文作者:于海洋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/18
标签：地基论文; 荷载论文; 过程中论文; 基础论文; 碎石论文; 钻机论文; 高层建筑论文; 《基层建设》2018年第5期论文;