摘要：CFG桩复合地基技术在工业厂房和民用建筑的地基处理和加固上被全国广泛推广应用，由于CFG 桩具有施工简单、沉降变形小、造价廉价等明显优势的存在，CFG 桩复合地基已成为一种常见的地基处理技术。文章介绍了CFG桩加固地基的机理及特点，探讨了CFG桩施工及质量控制措施。
关键词：CFG桩；复合地基；加固处理
引言
CFG桩是英文Cement Fly-ash Grave的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，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。石屑的掺入可使桩体级配良好，对桩体强度起重要作用。桩体强度等级为C5～C25。CFG桩复合地基适用于条形基础、独立基础、筏基、箱形基础。适用于处理黏性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土地基。
一、CFG桩加固地基的机理
CFG桩和桩土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基，此褥垫层不是基础施工时的素混凝土垫层，而是由粒状材料组成的松散垫层。对于CFG桩复合地基，基础通过厚度为H的褥垫层与桩和桩间土的联系，确保桩与土共同承受荷载。 若基础和桩之间不设置褥垫层(即H=0)，则桩和桩间土传递竖向荷载与桩基类似。当桩端落在坚硬土层上，基础承受荷载后，桩顶沉降变形很小，绝大部分荷载由桩来承担，而桩间土的承载能力很难发挥。现场测试表明，当基础和桩之间设置一定厚度的褥垫层后，复合地基中，桩和桩间土的荷载将产生很大变化。
二、CFG桩复合地基的特点
CFG桩、桩间土和褥垫层一起组成CFG桩复合地基。其特点有：
（1)变形稳定，沉降量小，如将CFG桩落在较硬的土层上，其地基沉降量可控制在一定的范围内。
（2)承载力提高幅度大，而且可调性强。CFG桩长可以从几米到20多米，可全桩发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40 %~70 %之间变化，使得复合地基承载力具有很大可调性。进行设计时，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)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;也可适用于不同的土层结构，如既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土，且可带水作业。
（4)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、土水平荷载的分担，保证桩在水平荷载作用下不会断裂。因此，设计中宜从技术可靠、经济合理的角度适当选取褥垫层的厚度。
（5)工艺性好，由于大量采用粉煤灰，桩体材料具有较好的流动性，灌注方便，易于控制施工质量，同时可节约大量水泥、钢材，利用工业废料，消耗大量粉煤灰，降低工程费用。
三、CFG桩施工及质量控制措施
1、成桩工艺
采用液压步履式长螺旋钻机钻孔，钻至设计深度后，由混凝土泵将混合料通过管道送入钻杆，充满料后开始提钻，提管速度与混凝土泵的单位时间输送量相匹配，这一过程是保证成桩质量的关键环节，成桩工艺过程：钻机就位→钻孔至设计深度→送料提管→移位→封护桩顶。
2、施工流程
CFG桩施工流程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。为保护新施工的桩头免遭相邻桩基施工破坏，应跳孔施工。
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆混凝土的坍落度控制在160～200mm，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。
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润滑管线；（2）钻孔达到设计深度后，开始泵送，泵送料达到钻杆芯管一定高度后，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，以保证钻头始终埋在CFG桩混合液面以下，避免进水、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。
四、成桩质量要求和施工控制
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、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。
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。
4、成桩控制
成孔时钻头到达设计标高后，钻杆停止钻动，开始泵送混凝土，禁止将钻杆向上提升后再泵送。成桩过程宜连续进行，应避免后台上料慢造成的供料不足、停机待机现象。若施工中因其他原因不能连续灌注时，应避开饱和砂土、粉土层，不宜在这些土层内停机。成桩过程中必须保证排气阀正常工作。当成桩距桩顶标高2. 0m 以内时不能停泵，直到高出桩顶。
五、CFG桩检测
CFG桩复合地基的验收应进行复合地基载荷试验和桩身完整性检测。目前对CFG桩复合地基的验收检测方法主要有①低应变检测完整性②单桩静载荷试验确定基桩承载力③复合地基静载试验确定复合地基承载力。由于在检测方法上选择的差异，加之设备的安装不合理等情况，致使试验结果不能真实的反应建筑工程的质量。下面是CFG桩复合地基检测时应注意的问题：
(1)由于设备安装不规范，导致桩间土不能很好的分担荷载，而桩过早达到极限。
(2)桩间土的含水量发生了很大的变化，这是由于被泡槽或者桩间土被长时间爆导致的，此时，若做了复合地基静载试验，其结果是不准确的。
(3)在低应变检测中，试验点应该随机选择，以保证统计比例的真实性，此外，试验点应该均匀分布在平面上。
(4)复合地基静载试验中发现承载力偏低，由于在试验前未对桩做低应变检测，导致在分析原因时，找不到桩的初始状态来进行分析，所以无法得出事故的真正原因。
(5)复合地基静载试验最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍。在设计试验方案时，应根据桩身强度等级大小，适当加大复合地基静载试验的最大加载量，同时，为了真实反映总体桩的质量，在验前也应充分考虑个别桩的承载力。
结束语
CFG桩对于建设行业甚至我国可持续发展的战略均具有非常重要的意义，作为一名技术人员，应该在实践中不断学习，并注重借鉴国内外先进的经验，不断提高自身的专业素养和综合素质，为CFG桩复合地基的研究和应用做出应有的贡献。
参考文献
[1]杨璧泉. CFG桩复合地基的施工质量控制要点[J]. 福建建筑，2014，04.
[2]李勇国. 试论CFG复合地基桩复合地基及质量控制[J]. 技术与市场，2014，03.
论文作者:许磊
论文发表刊物:《基层建设》2016年31期
论文发表时间:2017/1/21
标签：地基论文; 荷载论文; 褥垫论文; 钻杆论文; 基础论文; 混凝土论文; 质量论文; 《基层建设》2016年31期论文;