淺談CFG樁復合地基設計與施工

蔡臣

【摘要】目前，CFG樁應用于高層建筑的工程越來越多，地基處理設計時要考慮建筑物結構布置及荷載傳遞特性。如建筑物是單體還是群體， 體型是簡單還是復雜，結構布置是均勻還是存在偏心荷載，主體建筑物周圍是否存在地下車庫之類的大開間結構，建筑物是否存在轉換 層或地下大空間，建筑物通過墻、柱和核心筒傳到基礎的荷載擴散到 基底的范圍及均勻程度等。本文從CFG 樁設計應考慮的因素講述，分析了CFG樁施工技術，提出了CFG樁的施工質量控制方法和措施，以及詳細的講述了CFG樁質量檢驗。

【關鍵詞】CFG 樁；設計；施工

引言：

CFG 樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱（即Cement Flying–ash Gravel pile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁，并由樁間土和褥墊層一起組成復合地基。CFG樁利用工業廢料粉煤灰，不配筋并能充分發揮樁間土的承載力，工程造價低廉，可節省投資，施工速度快、工期短、質量容易控制，比傳統的樁基礎具有明顯的優勢，已被列為國家級全國重點推廣項目，已在全國廣泛應用。

1 CFG 樁設計應考慮的因素

1.1施工設備和施工工藝

復合地基設計時需考慮采用何種設備和工藝進行施工，選用的設備穿透土層能力和最大施工樁長能否滿足要求，施工時對樁間土和已打樁是否會造成不良影響等問題。

1.2場地土質變化

該變化對復合地基施工工藝的選擇和設計參數的確定有著密切的關系，因此，在設計時需認真閱讀勘察報告，仔細分析場地土質特點。不僅要閱讀綜合統計指標，而且要閱讀每個孔點的試驗指標。通過對場地土的了解，對荷載情況、地基處理要求等綜合分析，考慮采用何種布樁形式。工程中CFG 樁采用的布樁形式有等樁長布樁、不等樁長布樁、長短樁間作布樁以及與其他樁型聯合使用布樁等。在 CFG 樁施工前，設計人員應對基底土有一個全面的了解，必要時可及時調整設計。

1.3場地周圍環境

該因素是設計時確定施工工藝的一個重要因素。當場地離居民區較近，或場地周圍有精密設備儀器的車間和試驗室以及對振動比較敏感的管線，施工不宜選擇振動成樁工藝，而應選擇無振動低噪聲的施工工藝，如長螺旋鉆管內泵CFG樁工法；若場地位于空曠地區，且地基土主要為松散的粉細砂或填土，則可選用振動沉管打樁機施工。

1.4建筑物結構布置及荷載傳遞

目前，CFG樁應用于高層建筑的工程越來越多，地基處理設計時要考慮建筑物結構布置及荷載傳遞特性。如建筑物是單體還是群體， 體型是簡單還是復雜，結構布置是均勻還是存在偏心荷載，主體建筑物周圍是否存在地下車庫之類的大開間結構，建筑物是否存在轉換 層或地下大空間，建筑物通過墻、柱和核心筒傳到基礎的荷載擴散到 基底的范圍及均勻程度等。總之，在設計時必須認真分析結構傳遞荷載的特點以及建筑物對變形的適應能力做到合理布樁，以保證地基處理達到預期目的。

2 CFG樁施工技術

2.1施工垂直度偏差不應大于1%。對滿堂布樁基礎，樁位偏差不應大于0.4倍樁徑；對條形基礎，樁位偏差不應大于0.25倍樁徑，對單排布樁樁位偏差不應大于60 mm。

2.2施工前應按設計要求由試驗室進行配合比試驗，施工時按配合比配制混合料，混合料坍落度宜為160～ 200 mm。

2.3混合料灌注量充盈系數不應小于1.0。

2.4在基坑（槽）開挖時，應保留0.5 m厚的土層，作為保護土層施工樁頂標高宜高出設計樁頂標高不小于0.5 m作為保護樁長。

2.5冬季施工時混合料入孔溫度不得低于50C，對樁頭和樁間土應采取保溫措施。

2.6采用長螺旋鉆機成樁時，施工中存在鉆孔棄土。對棄土和保護土層清運時如采用機械、人工聯合清運，應避免機械設備超挖，并應預留至少50cm用人工清除，不得造成樁頂標高以下樁身斷裂和擾動樁間土。

2.7褥墊層材料多為粗砂、中砂或碎石，碎石粒徑宜為8～20mm，不宜選用卵石。褥墊層鋪設宜采用靜力壓實法，當基礎底面下樁間土的含水量較小時，也可采用動力夯實法，夯填度（夯實后的褥墊層厚度與虛鋪厚度的比值）不得大于0.9。對較干的砂石材料虛，鋪后可適當灑水再行碾壓或夯實。

3 CFG樁的施工質量控制

3.1施工前要測量場地標高，并注意測點應有足夠的數量和代表性；施工過程隨時測量地面是否發生隆起，因為斷樁常常和地面隆起相聯系。

3.2施工過程中注意已打樁的樁頂標高的變化，特別要注意觀測樁距較小的樁。

3.3注意新打樁對未結硬的已打的樁的影響。可在已打樁的樁面設標桿，在施打新樁時量測樁頂上升量；待已打樁結硬后，必要時開挖檢查樁身質量并量測樁徑。

3.4注意新打樁對結硬樁的影響，可將標桿埋置在樁頂混合料中，待樁體結硬后，觀測打新樁時已打樁頂的位移情況。

3.5對擠密效果好的飽和松散粉土等，打樁振動會引起地面下沉，樁頂一般不會上升；當發現樁頂位移過大時，樁身可能發生斷開。

3.6 CFG樁必要時可采用隔排隔樁跳打：鉆機應先慢后快，在成孔過程中，如發現鉆桿搖晃或難鉆時，應放慢，否則容易導致樁孔偏斜、位移。

3.7成樁過程應連續進行，防止縮徑和斷樁；鉆桿應采用靜止連續提拔，嚴禁超速提拔。

3.8施工組織設計中應有防止堵管、竄孔的措施。

3.9成孔到設計標高后，先拔管20cm～30cm后開始泵送混合料，當鉆桿芯充滿混合料后開始拔管，嚴禁先提高后泵料。

4 CFG樁質量檢驗

4.1施工前應檢查設備性能，一切正常后鉆機就位。混合料拌和前檢查所用的水泥和粗細骨料品種、規格，同一廠家品種規格批號水泥每200t為一批，不足200t可按一批計。同一產地品種規格且連續進場的粗細骨料，每400m3為一批，不足400m3按一批計。各種原材料每批抽樣檢驗一組。

4.2 CFG樁布樁形式及樁數量應符合設計要求、全數檢查。拌和料強度應符合設計要求，要制作拌和料試塊，進行28天標準養護試件抗壓強度檢驗，每臺班一組試塊。

4.3每根樁的投料量不得少于設計灌注量，每根樁都檢驗，現場料斗計量，拌和料坍落度按工藝試驗確定。

4.4 CFG樁有效長度應滿足設計要求，測量鉆桿長度，在施工中檢查是否達到設計深度標志，施工后檢查浮漿厚度，計算有效樁長。樁身質量應滿足設計要求并通過小應變檢查。

4.5承載力檢驗宜在施工結束28d后進行，樁身強度應滿足試驗荷載條件；復合地基靜載荷試驗和單樁靜載荷試驗的數量不應小于總樁數的1%，且每個單體工程的復合地基靜載荷試驗的試驗數量不應小于3點。

5結語

CFG樁復合地基處理技術的主要特點是加快了施工速度、提高了施工質量、降低了施工成本，建設工程的經濟效益和社會效益能夠得到充分的保證，和其他地基處理技術相比，具有非常明顯的優勢。CFG樁復合地基承載力提高較大，并可以根據設計要求，通過改變設計參數使承載力有較大的可調性。目前大量用于高層和超高層建筑地基的加固。全面、準確的了解CFG樁復合地基設計、施工及檢測所注意的問題，對復合地基設計、施工及檢測至關重要。同時會產生良好的社會效益和經濟效益。

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