CFG桩

CFG桩（共12篇）

CFG桩 篇1

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩 (Cement Plyash Gravel) 的简称, 桩体主要由粉煤灰、碎石、石屑、水泥形成高粘结强度, 碎石桩的刚度远远小于它所形成的桩的刚度, 刚性桩则大于它的刚度。它是一种具有高粘结强度的柔性桩。柔性桩复合地基主要由CFG桩、桩间土和褥垫层一起构成。条形基础、独立基础、筏基、箱型基础都适用于CFG桩。

就土性来说, 则可以对付粘性土、粉土、砂土、淤泥质土地基。挤密效果好的土和挤密效果差的土都适用常用的施工方法有振动沉管成桩、螺旋钻孔成桩、泥浆护壁钻孔灌注成桩以及长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩等。

CFG桩施工是利用特殊钻机钻入土层并达到基岩面成孔, 然后在孔内灌注水泥、粉煤灰、砂、碎石及水的混合物, 同时提钻, 等强后形成圆柱形桩, 通过桩周的侧摩阻力及端承力提高路基基底的复合地基承载力, 减少路基的沉降, 从而起到加固地基的作用。CFG桩的成桩方法, 分为长螺旋转式成桩、振冲式成桩, 这里介绍的是长螺旋转的施工方法, 此法对于处理粉土、粘性土等土进行地基加固有其他方法所不及的优越性, 在某客运专线路基、涵洞基础的地基加固施工中得到了广泛应用。CFG桩复合地基主要适用于处理厚层黏性土、粉土和砂土等, 特别是当具有较厚的硬壳或硬层夹软弱层地基。

CFG桩施工时候特点明显:

(1) 不受环境的影响。CFG桩的桩长和桩体的侧摩阻力成正比, 和单桩的承载力大小也成正比。不受土体的物理性质、化学性质、天然含水率、周围土体强度或桩长的影响。

(2) 抗压缩性强。CFG桩在荷载的作用下, 周围土体的压缩性明显大于它本身的压缩性。荷载作用于复合地基上, 会随着地基变形逐步集中于CFG桩本身的桩体上, 减少了桩间土体的荷载。

(3) 复合地基的桩土应力比大。CFG桩复合地基的桩土应力比n, 粉喷桩或搅拌桩复合地基的桩土应力比n值就会小一些。在通常情况下比较高。而其他碎石挤密桩复合地基的桩土应力比会小很多。

(4) 桩体变形小。CFG桩复合地基的承载提高的原因如下:在荷载的作用下, 桩体本身不会发生变形, 由于桩体黏结强度, 桩体所承受的荷载, 通过桩体侧面与土体之间所产生的摩阻力以及桩端阻力传递到深层地基土中。

(5) 复合地基变形小。由于CFG桩桩体的变形小, 荷载主要作用于CFG桩的桩体上, 由于桩侧土体性质基本改善时因为CFG桩挤密, 实践证明, 在减少工后沉降的目的, CFG桩复合地基承载能力可以提高很多。达到让复合地基变形变小的目的。

当前, CFG桩特点非常突出, 地基处理或不良地基改善的工程实践中越来越普遍采用。综合来说, CFG桩有如下几个特点非常明显。

(1) 普及性广。CFG桩的应用范围非常广, 任何地质的地基处理都可以应付。搅拌桩、粉喷桩等这些的复合性地基处理, 在含水率较高的地质下是无法应用, CFG桩的加固效果远远大于砂桩、碎石挤密桩的加固效果。

(2) 质量稳定。CFG桩复合地基的施工质量可以得到很有效控制相对其他桩体复合性地基。这主要和它的组成成份有关, 水泥、粉煤灰、碎石、砂和水是它的主要原料。不管对现场的操作人员和监管人员来说, 都能很好控制工程质量。

(3) 施工简单。CFG桩具有普遍性特点, 主要是因为原材料和施工机械很简单。

它的原材料很容易得到, 也很容易调制。施工机械同样普遍, 由于它的设备主要是混凝土搅拌设备和钻孔压灌式成桩设备。

(4) 施工节省时间。CFG桩复合地基对于劣质地基的紧急处理工程非常适用, 可以大大缩短工期, 而且操作简单易学, 强度增长很快。

(5) 造价便宜。经过多次的工程实践推断:CFG桩复合地基方案, 一般可以让工程总造价降低2-3成, 当然前提是在同等设计承载力下。这个效益是非常可观的。

(6) 建筑隔震性好。CFG桩的抗震效果非常理想, 主要原因是它设置了褥垫层, 这样就保证它有很显著的基础隔震。

(7) 有利于保护环境。CFG桩的成桩技术和以往相比优势明显, 污染小、震动小、噪声小, 尤其对于城市改扩建很实用, 主要是它采用的是钻孔压灌成桩技术, 另外, CFG桩对环境保护的第二个特点是它可以实现废物再利用, 由于它大量应用了粉煤灰等工业废弃物, 所以对环境保护非常有利。

持力层中的软基主要由软弱土组成, 在公路施工中必须要进行处理, 软弱土涵义很广, 主要有如下几个方面组成, 压缩性高、抗剪强度低的软土, 松散砂土和未经过处理、土质疏松的填土。不排水情况下剪切强度小于20Kpa, 土层在自重或荷载作用下达到完全固结所需的时间很长主要原因是软水的透水性能非常差。另外软土一旦受到干扰, 絮状结构受到破坏, 其强度显著降低, 甚至成流动状态。这主要是因为他的显著结构性。另外在软基上修筑路基或构造物必须重视地基的变形和稳定问题, 由于软土的强度较低、压缩性高和透水性小等特性, 如果不做处理或者不及时处理, 那会出现局部出现局部剪切乃至整体滑动的后果, 目前处理软基的办法有很多种, 这个时候, CFG的优势非常明显, 处理软基很普遍采用, 也是目前公认的较为成熟的办法。CFG是一种挤密桩, 是由水泥、粉煤灰、碎石、砂、水按一定比例配合, 利用振动沉管方式, 边灌注砼边振动边拨出钢管而形成的桩, 他的作用机理可以提高地基的承载力和降低地基沉降量的目的, 主要是因为桩和桩体间的土一起构成复合地基的原因。CFG桩特点和优势非常明显, 在各类工程中越来越普遍使用。当前, CFG桩被普遍应用于不良地基改善和地基加固、软弱地基处理等领域。CFG桩非常适用于多水地区、湿陷地区、地下水丰富地区、沼泽地区、淤泥层较厚地区和土壤的天然含水率很高的地区。

当前中国经济快速发展, 高层建筑已经越来越普遍采用, 高层建筑的特点非常明显, 重力大, 重心高, 尤其对地基的变形和强度要求非常高。如果要采用桩基础或桩箱基础但需要耗费很多的原材料如钢筋、水泥等材料, 工程造价非常昂贵。CFG复合地基一般当地基土具有一定强度时候采用, 综合来说CFG特点非常明显, 优点非常明显, 相比以前的传统桩基础有着不可比拟的优势, 已经被国家重点关注, 如果能够用于实际工程, 那将产生很好的经济效益、社会效益和环境效益。

参考文献

[1]罗鹏飞, 佟建兴, 孙训海, 刘建飞.CFG桩复合地基检测常见问题[J].施工技术, 2012 (4) .[1]罗鹏飞, 佟建兴, 孙训海, 刘建飞.CFG桩复合地基检测常见问题[J].施工技术, 2012 (4) .

[2]薛新华, 魏永幸, 杨兴国, 李洪涛, 喻成.CFG桩复合地基室内模型试验研究[J]中国铁道科学, 2012 (3) .[2]薛新华, 魏永幸, 杨兴国, 李洪涛, 喻成.CFG桩复合地基室内模型试验研究[J]中国铁道科学, 2012 (3) .

CFG桩 篇2

一、本项目CFG桩设计数据

本工程CFG桩共计3943根，其中1#楼920根，2#楼1102根，3#921根。设计有效桩长24m，虚桩头长0.5m，桩经0.4m，桩中心间距1.3m；桩身采用C25细石混凝土，充盈系数要求1.18，坍落度要求160~200mm；单桩承载力≥1700KN，复合地基承载力≥580Kpa。

二、CFG桩质量检验标准

建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202—2002

注：本工程为满堂布桩

三、开工前要求施工单位上报的资料

CFG桩专项施工方案（附进度计划）、人员配置及人员资质，特种作业人员资质、打桩设备报验、商混厂家资质、施工前技术交底（附带安全交底）等。

四、我监理部在CFG桩施工中的控制要点

1、测量放样过程，我们进行旁站监督，放样时对准一个后视后，用另一个后视点复核，再进行点位放样，过程中和完成时再次复核后视，放样点位必须牢固可靠，采取有效保护。

2、商混到场，要求第一车携带开混凝土质量控制资料，监理人员对商混资料进行开盘鉴定，对第一车和其他车抽查坍落度值，见证试块的制作。

3、桩机对位时，每个点位必须找到放样时打入的钢筋，先调整钻杆垂直度后，再对点，点位对准后方可开转，若找不到放样时打入的钢筋，就必须重新放样。

4、开转前检查钻头直径，保证直经不小于400mm，并在每施工一段时间后，再次检查钻头直径。

5、测量钻杆长度，在钻机上清楚的标明位置，当打桩机动力头底部到达该位置时，即为钻至设计深度。

6、对混凝土的和易性进行检查，发现有问题时，及时要求退回。严禁因混凝土过干施工单位自行加水。

7、钻至设计标高后空转30s，然后泵送混凝土并停顿10~20s，再缓慢提钻，注意提钻与泵送的配合，保证钻杆内混凝土保持一定高度。

8、每施工完成一根桩，要求施工单位及时清理钻孔时的弃土和溢出的混凝土，清理后露出桩身混凝土，在保证安全的前提下，用钢筋探测桩身混凝土是否灌注密实，施工周围桩时，观察该桩是否有下沉情况，发现问题及时要求整改。

9、桩打完后，要求施工单位采取有效的措施，保护好成品，严禁大型机械在周围走到。

10、开挖桩间土时，严格要求小型挖机的挖斗大小，能超过0.5m，应有专人指挥，挖土时与桩身之间预留足够的距离，采用人工开挖，避免浅层断桩。

11、在施工过程中，施工单位要如实做好施工记录，施工日志，而咱们监理也要按照公司的表格，做好施工记录，备注中填写施工单位当班人员、抽检的坍落度值、发生事件、堵管爆管等情况，当天，监理员如实填写旁站记录，并在形象进度图上标出当天施工的桩号，监理工程师记好监理日志。

五、希望大家：通过认真学习、认真工作，监督施工过程，出现问题及时要求施工单位整改，并向领导报告情况，及时和甲方沟通，我们三方相互协作，共同完成合格桩基工程。

陕西*********公司

*********一期工程项目监理部

2014年7月

讲课老师：

公司内部总监会议学习培训

参加培训人员签到；

三十九所职工住房一期监理部

CFG桩 篇3

【关键词】CFG桩；地基；施工

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间士表面应力大。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，而得到迅速的推广和应用，目前已成为应用较为普遍的地基处理技术。

1.CFG桩基本机理

CFG桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基，如图1所示。CFG桩复合地基的加固机理是当基础承受垂直荷载时，桩和桩间土都要发生沉降变形。桩的变形模量远比土的变形模量大所以桩比土的变形小，由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层，桩可以向上刺入，伴随这一变化过程，垫层中垫层材料不断调整补充到桩间土上，以保证在任一荷载下桩和桩间土始终参与工作。同时土由于桩的挤密作用而提高了承载力，而桩又由于其周围土侧应力的增加而改善了受力性能，二者共同工作，形成了一个复合地基的受力整体，共同承担上部基础传来的荷载。CFG桩复合地基受力性能亦刚亦柔。对桩而言，是介于刚性桩与柔性桩之问的桩型。在外载作用下，大部分荷载由桩承受，桩周摩阻力得到充分发挥，端阻力随着荷载作用的时间及桩侧阻力发挥的程度而逐渐增高。同时桩顶褥垫层则发挥调节作用，使桩间土与桩身进入共同工作状态，逐渐形成复合地基。

图1 CFG桩复合地基示意图

2.实例应用

2.1工程概况

某高层住宅楼工程项目由1号、2号、3号楼、裙房及地下车库构成。1号、3号楼均为地下2层地上22层，2号楼为地下2层地上10层，基础埋深1号、3号楼为-8m，2号楼为-5m。1号～3号楼南侧为地下车库，车库基础埋深-13m。

2.2地基加固方案选择确定

地基处理方法的选择是由建筑物的基础形式、尺寸、深度、天然下卧土的物理力学性质、地下水及要求加固后的承载力提高值和变形量控制等因素决定。根据本工程基础埋深、地质情况，经对多种加固方案的经济、技术及工期对比，确定采用高强度小直径CFG桩复合地基。

2.3施工准备

（1）机械的选用：桩机选用，需选择功率较大的，至少在90KW以上，保证下钻能力，需优先选择履带式打桩机，保证雨期施工地泵需优先考虑采用柴油机的，降低施工用电，保证桩机使用临水临电保证，1台桩机需考虑200KW最大施工用电，地泵需考虑冲水洗泵。

（2）材料准备：所需材料需检测试验，选定合格的原材料产地或供应方后，可进行混合料的配合比试验。

（3）技术准备：施工技术人员熟悉图纸，现场勘查，了解场地及周围情况，编写施工组织设计，测设控制点，并对施工人员进行培训，对班组进行施工前技术交底。

2.4测量放线

场地平整后，根据业主提供的控制点，结合设计施工图纸给定的尺寸进行放样。①测定各轴线控制点：依据主控制点，用全站仪和钢尺，运用导线控制法进行测定。②测定桩位点：按照复验合格后的各轴线控制点进行桩位放样，具体放样时采用双控法，保证桩位定位误差≤10mm。③桩位放完后，及时报监理复核，绘制测量放线单，交监理签证。

2.5试桩

CFG桩试桩施工，进行成桩工艺试验，以复核地质资料以及设备、工艺，施打顺序是否适宜，确定混合料配合比、坍落度、混凝土搅拌时间、拔管速度、每延米混合料用量等各项工艺参数，通过对试桩试件28d抗压强度平均值、复合地基承载力、单桩竖向承载力的检测，如达到设计要求，并将试桩总结报监理单位确认后，方可进行CFG桩施工。

2.6桩定位放样

CFG桩施工前应将场地开挖至-5.60m处，并且应当压实、平整。依据施工平面图、规划控制点复核测量基线、水准点及桩位、CFG桩的轴线定位点。轴线控制点埋设标志。控制建筑物总体尺寸的轴线引出木桩用混凝土固定80cm深。对桩位先用圆钢钎打孔深度不小于300mm、孔中灌入石灰粉末，后插入竹签作为桩定位标志。主轴线控制网允许偏差小于20mm，桩位偏差不得大于60mm。

2.7钻进成孔

钻机就位及调试完毕后，即可进行正式钻进。启动主电动机，以I、II、III三档逐级加速的顺序进行钻进。在钻进过程中应严格控制钻机的垂直度。钻进的深度，应根据设计桩长（即桩底标高）进行确定，当桩尖到达钻孔深度位置时，在动力头底面停留位置处于钻机塔身相应位置作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。

2.8泵送混凝土成桩

为确保混凝土的质量，本工程CFG桩采用C20商品混凝土混凝土，其塌落度控制在18cm～20cm之间，以确保混凝土具有良好的流动性。当成孔至设计标高后，开始泵送混凝土，当钻杆芯管充满混凝土后，方可开始提钻，严禁先提管后泵料，其钻具提升速度应达到相同时间内的泵送混凝土量略大于钻具提升量，一般宜控制在2m/min～3.5m/min，以防缩径。成桩过程应连续进行，应避免后台供料不足、停机待料现象。钻具提升距孔口0.5m时，停止泵送混凝土。利用管内存留混凝土灌满桩顶后，按上述步骤及要求进行下一根桩的施工。

2.9清桩间土、凿桩头和褥垫层铺设

CFG桩施工完毕2天后，人工将桩身保护桩头挖出；采用小型的专用挖掘机清运弃土，挖掘机进入处理范围后禁止在打桩工作面行走，挖掘机不得一次性开挖到设计标高，预留10cm由人工进行清槽；测出桩顶标高位置，在同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎，用大锤同时击打，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桩顶设计标高（桩顶标高容许偏差0～+20mm）；褥垫层材料选用碎石，粒径8～20mm，虚铺22cm后，然后用平板振动器压密至20cm，保证夯填度不大于0.9。

2.10 CFG桩复合地基检测

当本工程CFG桩施工完毕后，由具有检测资质的单位对每栋楼进行了复合地基静载荷试验检测和低应变桩身质量检测。根据规范要求，每栋楼由监理随机挑选了3根桩进行复合地基静载荷试验，试验结果表明，本工程CFG桩复合地基承载力满足设计要求。每栋楼低应变检测各抽查了10%，1号楼抽查了51根桩，I类桩48根，II类桩3根；2号楼抽查了74根桩，I类桩69根，II类桩5根；3号楼抽查了5l根桩，I类桩47根，II类桩4根。三栋楼均没有发现III类、Ⅳ类桩，桩身质量满足设计要求。

3.施工中常见质量缺陷及控制措施

3.1导管堵塞

（1）原因分析：由于混凝土配比或塌落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密。

（2）控制措施：①保证骨料的粒径、混凝土的配合比，粉煤灰掺入量宜控制在60～80kg/m3，塌落度符合要求，应控制在16～20cm。②灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净。③加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。

3.2桩头空芯

主要是施工过程中，排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时，管内充满空气，泵送混合料时，排气阀将空气排出，若排气阎堵塞不能正常将管内空气排出，就会导致桩体存气。形成空芯。为避免桩头空芯，施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞及时清洗。

3.3断桩、夹层

（1）原因分析：由于提钻太快泵送混凝土跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。

（2）控制措施：①保持混凝土灌注的连续性，可以采取加大混凝土泵量等措施。②严格控制提速，确保中心钻杆内有0.1m以上的混凝土，如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混凝土的初凝时间时，应重新成孔灌桩；若遇土洞时应连续灌注，直至桩身混凝土不再下沉。

3.4串孔

因地层较松软，设计桩距较近，及采取的泵压不当，可能造成串孔。若实际发生，应在串孔处多灌注混凝土，保证桩身的完整性。发生串孔的原因主要有以下几种，应区别对待：①当设计桩距较近时，应采取跳打或隔排跳打，待前一根桩混凝土凝固时再补打第二遍。②采取的泵压较大，使冲压进的混凝土在孔中产生较大的挤压力，使孔壁坍塌，出现串孔，应根据地质地层情况，采取适宜的设备及压力。③提升速度过慢，与泵量不匹配，应根据所选择的混凝土输送泵选择适宜的提升速度。

总之，在CFG桩复合地基施工中只有认真研究地质情况，选择适宜的设备，确定合理的施工工艺及施工方法，操作时认真慎重，确保施工安全，才能确保CFG桩成桩质量。

【参考文献】

[1]李良豹.CFG桩在建筑地基处理施工中的应用探讨[J].科技与企业，2012，（11）.

CFG桩应用技术 篇4

1 工程简介

拦江堤路道路工程南起鹦鹉立交, 道路沿线分别与四新南路、会展南路、会展北路、四新北路相交, 北止于现状江鹦路, 道路全长2507.87米。拦江堤路 (三环路～二环路) 道路工程Ⅱ标分为地面层和下穿层两部分, 该通道设置双向六车道, 主线两侧布置机动车道辅道, 由双孔钢筋混凝土矩形闭合框架结构通道、钢筋砼U型槽和重力式挡土墙结构组成。1+341～1+596为下穿主通道, 长255米;1+596～1+756为北侧引道U形槽, 长160米, 1+756～1+786为北侧引道砼挡土墙, 长30米。

在勘探孔所揭露的深度范围内, 场地地层主要由人工填土、全新统冲湖积相粘性土、淤泥质土及冲积相粉细砂构成。根据野外钻探情况结合室内土工试验成果综合分析, 将工程场地勘探深度范围内地层划分为四大层十个亚层, 见表1。

从地勘资料反映的数据来看, 结构基础落在 (2-1～2-4) 层上, 地基承载力在50kPa至110kPa, 不能满足通道结构对地基基础的要求——120kPa～160kPa。

2 设计方案和技术参数

在框架结构和U形槽部分段面内, 由于土质原因, 采用水泥粉煤灰碎石 (CFG) 桩复合型地基设计桩径φ400mm, 设计桩长1 4 m, 单桩承载力特征值为2 3 0 K N, 桩的横向间距为1.4m, 桩尖的持力层为2～5层亚粘土、3层亚粘土夹粉砂及4层粉细砂。桩体混合体试块 (边长150mm立方体) 28天立方体抗压强度平均值>5.7 M P a。纵向间距和复合地基承载力特征值详见表2。

工程桩施工前应先试桩, 进行单桩承载力、复合地基承载力和桩的完整性检测。单桩承载力、复合地基承载力和桩的完整性合格后方可进行工程桩施工。

应抽取不少于总数10%的桩进行低应变试验, 以检测桩身完整性。

处理地基范围内均采用中粗砂褥垫层, 褥垫层厚30CM。褥垫层铺设采用静力压实法, 褥垫层夯实后的厚度与虚铺厚度的比值不得大于0.9。

当基坑开挖至桩顶标高150cm时, 应施工桩体。施工时应进行深井降水以保证承压水头在桩顶标高下50cm。

冬季施工时, 混合料入孔温度不得低于5℃, 对桩头和桩间土应采取保温措施。施工桩顶标高应高出设计标高的50cm。

3 施工技术

3.1 施工特点

(1) CFG桩不需要排泥, 不污染环境, 施工工艺简单, 施工速度快。

(2) CFG桩灌注的砼具有一定的粘结强度和良好的和易性, 使其在振动沉管中不易离析, 泌水, 从而保证桩身施工质量。

(3) CF G桩复合地基承载力提高幅度大, 沉降量小, 加固软土地基效果显著, 具有广泛的适应性。

(4) 由于粉煤灰不断发生水化反应, 使桩身砼的后期强度增大, 这对CFG桩承受上部荷载有了可靠保证。

(5) CFG桩体内不设钢筋笼, 可节约大量钢材, 从而降低工程造价。

3.2 施工工艺

振动沉管灌注CFG桩按照设计桩基平面布置图, 将预制的钢筋砼桩尖, 准确地埋入地表之下, 桩身垂直套入桩尖, 通过振动挤压将桩管沉入设计高程, 桩尖进入持力层1.0m～1.5m, 再灌注水泥粉煤类碎石砼, 边振动边拔管, 直到桩管全部拔出成桩。

3.3 施工流程

平整场地→测量标高、放线放桩位→桩机就位→放置桩尖、沉管→沉管到设计深度→测记最终贯入度及孔深→边灌注、边振动、边拔管→成桩→清除设计标高以上的→桩间土和桩头→CFG桩检测→验槽→褥垫层施工→CFG桩复合地基验收。

3.4 施工方法

(1) 施工前按设计要求进行桩位测放, 并对测量基线, 水准点及桩位进行复核, 桩基定位桩及施工区附近的水准点, 设置在不受桩基施工影响的地方。

(2) 将钢筋砼预制桩尖, 按测放的桩基点位准确地埋入地表30cm以下处, 桩管垂直套入桩尖, 桩管与桩尖的轴线重合, 桩管内壁保持干净。

(3) 桩管沉入到设计标高, 桩尖进行持力层, 并判定该深度或贯入度是否达到设计高程。符合要求后方可终止沉管。

(4) 终止沉管后尽快灌注砼, 桩管内注满砼后, 先振动5s～10s, 再开始拔管, 边振动边拔管, 每拔0.5m～1.0m, 停拔5s～10s, 但保持振动, 直到桩管全部拔出。

(5) 拔管速度按均匀线速率控制, 一般土层以1.2m/min～1.5m/min, 软土层以0.6m/min～0.8m/min控制。

(6) 为防止出现桩身缩颈和断桩, 除控制拔管速度和高度外, 还可采用短拔 (0.3m～0.5m) 长振 (15s～20s) 法施工。

(7) 在拔管过程中, 桩管内至少保持2m以上高度的砼, 或管内砼高度不低于地面。

(8) 沉管拔出地面, 确认桩的质量符合要求后, 用湿粘土封顶, 然后移动钻机, 继续进行下根桩施工。

(9) 打桩顺序, 采用隔排隔桩跳打法施工。

3.5 技术质量措施

(1) 桩机定位, 管深检测:桩机定位后必须保持平正、稳固, 确保施工中不发生倾斜、位移, 在机架上设置控制沉管深度的标尺, 以便施工中进行观测记录。

(2) 砼施工配合比:施工前, 进行原材料试验检测, 试验室出具设计配合比通知单。

(3) 桩位正确:沉管前, 检查桩位是否正确, 桩管入土时, 桩的平面位置偏差不得大于5cm。

(4) 桩身垂直度。 (1) 桩机就位后, 用水平尺调整机座, 并备以枕木垫于管下, 使桩机前后高差小于2cm, 横向高差小于10cm。 (2) 正侧面用线垂校正桩管, 桩管垂直度不超过1.5%的桩长值。 (3) 桩管沉入过程中, 若发现桩身有偏斜和位移, 则应停止沉管检查, 待纠正后再下沉。

(5) 桩顶标高控制:用水准仪控制桩顶高程, 在桩机上标明尺寸标记, 以便在沉管和终止沉管时, 观测记录桩管的入土深度。

(6) 施工记录:认真填写桩基记录表格, 如实反遇桩基施工情况, 记录最后2个2min的贯入度及最后1m的沉管时间和总沉管时间, 桩管入土深度和成桩时间。打桩时, 每打完一根桩, 在施工图上做好标记, 并校核桩数、桩位、防止漏桩。

3.6 褥垫层

(1) 褥垫层作用。 (1) 使桩顶人为地向上刺入, 使桩间土一开始就分担较大份额的上部荷载, 较好地发挥桩间土的承载力。 (2) 依靠褥垫层材料与基础底面的摩擦, 使CFG桩复合地基具有一定抵抗水平荷载的能力。 (3) 对地基的不均匀沉降, 有一定的补偿作用。

(2) 褥垫层施工。褥垫层位于桩顶和桩间土的上部, 厚度为10cm～30cm的级配碎石砂结构。采用碾压的施工压实, 每层材料摊铺均匀, 一般压实不少于3遍, 压到密实度不松动为止。

4 CFG桩检测

4.1 试验方法与设备

(1) 低应变反射波法试验。 (1) 方法:通过手锤或力棒敲击桩头激发应力波, 应力波沿桩身向下传播, 当桩身存在波阻抗差异时, 应力波产生的反射被安装于桩头的传感器接收并传输到仪器, 运用低应变分析软件, 对反射波进行处理、分析, 得到桩身质量完整性的信息。 (2) 设备:RS-1616KP基桩动测仪、16100传感器, 尼龙锤。

(2) 单桩竖向抗压静载试验。 (1) 加载方式:采用慢速维持荷载法油泵逐级加载, 共分10级加载和5级卸载, 最大加载量按单桩承载力标准值的2.1倍, 每级最大加载量为230×2.1/10=48.3KN。采用桁架、主梁、工字钢搭成的压重平台反力装置, 砂包堆积, 最大加荷量为500KN。第一次加载直接加载二级及9 7 K N, 以后每一级最大加载量48.3KN。 (2) 荷载与沉降观测:荷载值通过压力表测量, 由千斤顶的标定曲线换算给出, 承载板沉降通过对称正向布置于承载板百分表测量。 (3) 设备:VD-2000千斤顶、压力表/压力传杆器、百分表/位移传杆器。

(3) 单桩复合地基承载试验。 (1) 加载方式:最大加载量按复合地基承载力标准值的2.1倍。分为8级加载, 4级卸载。采用1.5m的圆形承压板、板底铺3mm中粗砂找平层, 采用油压千斤顶加载, 工字钢搭设堆载平台, 砂袋堆积提供反力, 最大压重量400KN。 (2) 荷载与沉降观测:荷载值通过压力表测量, 再由千斤顶的标定曲线换算给出, 测试仪自动记录, 沉降通过承压板两边对称架设的机械或百分表测量。 (3) 设备:与单桩竖向抗压静载试验相同。

4.2 检测结论

运用低应变反射波法检测的373根桩, 其中Ⅰ类桩351根, 占所测桩数的94.1%, Ⅱ类桩22根, 占所测桩数的5.9%;无Ⅲ, Ⅳ类桩。

5 结语

(1) 在软土地基上施工地下结构, 地基处理至关重要, 必须认真调查地质情况, 综合分析各种地基处理方法, 通过论证, 确认优化的处理方法, 保证其达到设计要求。

(2) CFG桩具有刚性桩的性状特征, 具有明显的端承和侧阻作用。适用于多种土层施工。级配砂石褥垫层作为复合地基技术的一个重要组成部分, 具有调整桩、土荷载分担比, 减小基础底面应力集中的作用。

CFG桩冬季施工方案 篇5

CFG桩冬季施工方案

目 录

青荣城际铁路QRZH-III标段

CFG桩冬季施工方案

青荣城际铁路QRZH-III标段

CFG桩冬季施工方案

差不宜超过20℃。

（2）拆模条件：混凝土应达到规范要求的拆模强度，同时达到规定的抗冻强度后方可拆模，且在混凝土内部开始降温前不得拆模。

（3）拆模时的混凝土芯部与表层，表层与环境之间的温度差不得大于20℃。

青荣城际铁路QRZH-III标段

CFG桩冬季施工方案

2、混凝土运输、浇筑与上述混凝土施工方法一致。

3、因每个桩帽混凝土较少，混凝土浇筑选择在白天气温较高的时间进行浇筑，宜在早上9点到下午3点之间进行浇筑，并保证每次将当天的桩帽混凝土全浇筑完，不留桩帽基坑过夜；并且雨雪天不进行桩帽混凝土浇筑施工。

4、桩帽混凝土养护采用覆盖草帘，在浇筑完毕后，立即覆盖2-3层草帘进行覆盖，覆盖面积为桩帽面积的2倍以上；室外最低气温低于-10摄氏度时，草帘上覆盖1-2层棉被。

5、拆模后基坑进行回填，在回填前保证基坑内无积水、无积雪，回填后再进行覆盖养护，并延长其养护时间。

6、在养护期间内，及时清除覆盖层上面的雨雪及其冻冰。

青荣城际铁路QRZH-III标段

CFG桩冬季施工方案

6、负责落实有关冬季施工的工程材料、防寒物资、能源和机具设备。

7、各工区按其各自的施工工程特点成立冬季施工领导小组。4.3责任划分

1、组长、副组长负责本项目部的冬季施工全面工作。

(2)工程部和试验室负责冬季施工施工方案、施工技术的制定，以及现施工技术指导、落实和检查。

(3)物资设备负责施工现场各种机械设备的安全管理以及工程材料、防寒物资、能源和机具等物资保障。

(4)安质部负责施工现场的安全、质量技术指导、落实和检查。

青荣城际铁路QRZH-III标段

CFG桩冬季施工方案

采用铺设竹板或木板条作为防滑工具。

(5)及时清除作业面层上的积水、积雪、积冰；在重要部位应铺设草帘。(6)在施工用电取暖时，由各工区的电工现场检查施工现场和作业场地的各种电线，对于破除的电线或负荷不足预以更换。

(9)建立架子队领导负责制，架子队领导对各施工工班进行保干负责其安全，建立项目、架子队领导、一线作业人员、施工队长、施工工班长、施工班小组长、领工员等一系列的责任制。

(10)加强与地方医院的联系，如出现人员安全事故，则及时向其请求救援。5.2施工机械安全保证

5.2.1施工机械危险源

施工机械老化、施工场地不能满足机械施工、冬季施工机械起动、施工机械的冬天保养、施工机械的冬天运营。

5.2.2施工机械安全保证

(1)在施工前，对机械全部进行检查，对于机械老化预以清除，对于有问题的机械进行修护，严禁机械带病作业。

(2)机械不进行施工时，采用草帘进行覆盖，加强养护。

(3)施工场地清除干净，保证不积水、雪；做到场地无冻冰现象；可采用挖机或碾路机进行场平整压实。

(4)备用机械冬季施工的各种燃油和防冻液。(5)雨雪天，机械运输时，在其车轮下安装防滑链条。

(6)机械作业时，由各工区安排专人进行现场指挥，安全人员进行现场值班。

(7)雨雪天不宜安排吊车进行吊装作业，夜间作业时配足照明设施。(8)在雨雪天后加强对便道的排水、清雪，保证便道畅通。

CFG桩 篇6

【关键词】CFG桩；碎石桩；双重复合

CFG pile and gravel pile composite foundation dual application

Zhang Zuo-peng

(Survey and Mapping Institute of Datong Datong Shanxi 037000)

【Abstract】By engineering example of CFG pile composite foundation with gravel pile double handle design, construction and testing of a comprehensive analysis, interpretation and application of the effect of the application of the kind of composite foundation treatment, and described its construction considerations.

【Key words】CFG pile;Gravel pile;Dual compound

复合地基是指天然地基在地基处理过程中，通过在地基中设置竖向增强体而形成的桩土共同作用的人工地基。它适应于基底压力较小，变形控制不很严格的建构筑物的地基处理。根据目前国内情况，最常见的复合地基处理形式有水泥搅拌桩法、水泥粉煤灰碎石桩法(CFG桩)、碎石桩法、灰土挤密桩法、高压喷射注浆法等五种。结合太原市区的岩土工程条件，上述五种处理方法各自主要解决的岩土工程问题是单一的提高地基承载力、控制地基变形、消除或部分消除地基土的液化、消除或部分消除地基土的湿陷性问题，而在某些场地对某些建构筑物来说，往往单一的复合地基处理方法无法解决建构筑物的要求与场地的岩土工程问题，在这种情况下就需要对上述的复合地基处理方法进行组合。在太原市区最常见最有效的一种组合形式为水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)与碎石桩的双重复合，它主要解决地基承载力与地基土的液化问题，下面笔者就工程实例对该种组合进行阐述。

1. 概况

1.1 工程概况。某工程主体工程的附属建构筑物多为轻型至中型的建构筑物(乙类建筑)，基底压力较小，对差异沉降不很敏感。基础埋深约2.5m。

表1 各土层的主要力学性质指标表

土层指标 承载力特征

值 fak(KPa) CFG桩桩侧极限

侧阻力值 qs(KPa) CFG桩桩端极限

端阻力值qp (KPa)

②粉土 90 25

③粉土 140 35

④粉土 180 40 600

1.2 工程地质条件概述。

(1)地基处理深度内的岩土工程特性：①层，填土：杂色。以粉土为主，含大量的砖渣、煤屑、植物根、碎石等。该层埋深约2.0m。②层，粉土：黄褐色。含云母、煤屑及氧化铁铝等。湿，松散～稍密。摇震反应中等，无光泽反应，干强度较低，韧性较低。该层埋深介于6.5～7.5m之间，平均层厚为5.0m。③层，粉土：黄褐色。含云母、煤屑及氧化铁铝等。湿，稍密～中密。摇震反应中等，无光泽反应，干强度较低。该层埋深介于12.5～13.5m之间，平均层厚为6.0m。④层，粉土：黄褐色。含云母及氧化铁铝等。湿，中密。摇震反应中等，无光泽反应，干强度较低。该层埋深介于17.5～18.5m之间，平均层厚为5.0m。各土层的主要力学性质指标详见下表1。

(2)地下水情况。地下水位埋深介于2.2～2.5m之间，地下水类型为潜水。

(3)不良地质作用。附属建构筑物场地内未发现有影响工程安全与稳定的滑坡、崩塌、泥石流、采空区等不良地质作用与地质灾害。只是该场地为中等液化场地，液化土层为②层粉土与③层粉土，液化土层埋深为地面下10.0m。

1.3 上部结构设计对地基处理的要求。根据设计单位提供的资料，上部结构设计对地基处理的要求为：

(1)地基处理后的地基承载力特征值不小于200KPa。

(2)地基处理后的残余液化指数不大于4。

(3)主要持力层的压缩模量不小于8MPa。

2. 复合地基的设计

2.1 设计思路。各建构筑物的基础埋深为2.5m，地基基础持力层为②层粉土，该层土力学性质较差，地基承载力特征值为90KPa，远不能满足200 KPa的要求；并且该场地为中等液化场地，各建构筑物为乙类建构筑物，根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第4.3.6条与上部结构设计对地基处理的要求，必须对其进行处理。通常液化处理最有效的方法是采用碎石桩法，但是该法对提高地基承载力作用不明显，所以必须选择一种地基处理方法既能较大幅度的提高地基承载力，又能显著降低地基液化指数，而CFG桩与碎石桩组合的双重复合地基处理方法最适合于上述要求。

2.2 设计方案。

（1）碎石桩桩径为400mm，有效桩长8.0m(深入地面下10.0m)，桩间距1.40m，正方形布置。根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)第7.2.8-3式：

fspk=［1+m(n-1)］×fsk

式中：m=0.06；n=3.5； fsk=90KPa。 经计算 fspk=103.5KPa，即经碎石桩单独复合后的地基承载力特征值为103.5KPa。

（2）CFG桩桩径为400mm，有效桩长15.0m，桩间距1.40m，正方形布置。根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)第9.2.5条与9.2.6条：

fspk=mRa/Ap+β(1-m)fsk

Ra=up∑ni=1qsili+qpAp

式中：m=0.06； β=0.75； fsk=103.5KPa； Ra=700/2=350KN(安全系数为2)。

（3）经计算 fspk=240.0KPa，即经碎石桩与CFG桩双重复合后的地基承载力特征值为240.0 KPa，满足上部结构不小于200KPa的要求。

2.3 试桩布置。

（1）根据上述的设计方案，该工程主体工程的附属建构筑物共选择4个试桩点进行CFG桩与碎石桩双重复合地基的处理试验，4个点所在位置分别为 (S1)、 (S2)、 (S3)、 (S4)。各试桩点的桩位布置图均一样，详见下图1。

图1 布桩形式图（2）从图1中可以看出，每个点上布置碎石桩9根，CFG桩12根，共计21根，碎石桩与CFG桩间隔交叉呈正方形布桩，桩的其它设计参数同上述的设计方案。

3. 复合地基的施工

3.1 施工顺序。根据上述的设计方案，结合碎石桩与CFG桩的施工特点，施工时应先施工碎石桩后施工CFG桩，两者的间隔时间为7天。

3.2 施工材质与其它要求。

（1）碎石桩填料：采用75％粒径在20～40mm之间的碎石和25％含泥量小于5％的石屑或中、粗砂的混合材料，碎石的干重度大于20KN／m3。碎石桩的充盈系数为1.5。

endprint

（2）CFG桩桩体材料：水泥为425号硅酸盐水泥；碎石粒径为10～20mm的级配碎石；粉煤灰用磨细的干灰；石屑粒径为2.5～l0mm的级配砂，其掺入量为坍落度在18～22cm之间为最佳掺量值。桩体强度等级不小于 C20。

4. 复合地基的检测

4.1 检测的方法与手段。在每个试桩点位置布置复合地基静载荷试验点一组(承压板选用1.4m×1.4m方形板)；CFG桩低应变动力检测点一个(进行桩身完整性检测)；碎石桩桩体重型动力触探试验检测点2点(进行碎石桩桩身密实度检测)；桩间土取土、标准贯入试验点2点(进行压缩模量计算与液化判别)。各试桩点检测点的布设位置均一样，详见下图2。

图2 试桩检测平面布置图4.2 检测顺序。检测时先进行CFG桩低应变动力检测，后进行复合地基静载荷试验，最后进行桩间土取土、标准贯入试验与桩体重型动力触探试验。

4.3 检测结果。

（1）根据复合地基静载荷试验Q-S曲线、基桩低应变动力试验曲线、桩间土标准贯入试验液化判别结果、地基处理后土体的物理力学性质指标、桩体重型动力触探试验结果等资料综合分析，检测结果详见下表2。

表2 检测结果表

点位项目 静载

试验 CFG桩低

应变试验 液化

指数 压缩

模量 桩体

密实度

S1 >220KPa A类桩 3.15

S2 >220KPa B类桩 3.23

S3 >220KPa A类桩 1.84

S4 >220KPa A类桩 3.94

处理后的桩间土体压缩模量明显提高，与CFG桩、碎石桩复合后的压缩模量大于8MPa ②层粉土范围内为稍密，③层粉土范围内为中密

（2）从表2中可以看出，各试验点的静载荷试验均满足大于200KPa的上部结构压力的要求；S2点由于CFG桩在桩身2.2m处混凝土发生离析，桩身不完整而定为B类桩；处理后地基土的残余液化指数均小于4.0，地基液化等级为轻微，满足设计要求；主要持力层的压缩模量大于8MPa，满足设计要求；碎石桩桩体在②层粉土的深度范围内(地面下5.0m)密实度较差，在其施工时应进行反插，保证充盈系数。

（3）从检测结果来看，采用CFG桩与碎石桩双重复合地基处理方法对该项工程是非常适合的，它既大幅度提高了地基承载力，又大幅度降低了地基土的液化指数，完全满足上部结构设计对地基处理的设计要求，相比可以满足上述条件的钻孔灌注桩，能够大大降低工程造价，节约工期，值得推广。

5. 结论

5.1 CFG桩与碎石桩双重复合地基处理应用于基底压力较小，对沉降不很敏感的中等液化场地的乙类建构筑物是非常适合的。

5.2 地基处理设计时，应充分掌握处理深度内土层的物理力学性质与上部结构对地基的设计要求，选择合适的复合地基设计参数，才能达到预期的处理效果。

5.3 地基处理施工时，应先施工碎石桩在一定时间间隔后施工CFG桩，才能保证CFG桩的桩身完整性。

5.4 大面积的复合地基施工工程桩前一定要先进行复合地基试验，经检测合格后方可进行工程桩施工。

参考文献

［1］ 中国建筑科学研究院.建筑地基处理技术规范JGJ79-2002.北京：中国建筑工业出版社，2002.

［2］ 顾晓鲁等.地基与基础(第三版).北京：中国建筑工业出版社，2003

［作者简介］ 张作鹏（1976.3-），男，职称：工程师，工作单位：大同市勘察测绘院，研究方向：工程地质勘察，毕业院校及所学专业：太原理工大学，工程地质勘察专业。水泥土搅拌桩与

钻孔灌注桩组合支护基坑研究应用

浅谈CFG桩复合地基 篇7

1.1 作用机理

CFG桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,与桩间土和褥垫层一起构成复合地基。

1.2 适用范围

水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉质粘土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对基础形式而言,CFG桩既可适用于条形基础、独立基础,也可以用于筏基。若采用CFG桩复合地基和筏板基础,对跨度不太大的溶洞可不作任何处理,复合地基桩不必穿越溶洞,从而减免了相当复杂的溶洞处理工作。就土性而言,CFG桩处理填土、砂土和非饱和粘性土,有置换和挤密土的作用。

1.3 承载力提高幅度大

CFG桩桩长可以从几米到二十多米,并且可全桩长发挥桩的侧阻力,桩承担的荷载占总荷载的百分比可在55%以上,使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。当地基承载力较高,荷载又不大时,可将桩长设计得短一点;荷载大时桩长可设计得长一些。特别是天然地基承载力较低而设计要求的承载力较高,用柔性桩复合地基一般难以满足设计要求时,CFG桩复合地基则比较容易实现。就目前而言,CFG桩复合地基承载力可达450kPa以上,处理后可作为高层或超高层建筑地基,如北京华亭嘉园35层住宅楼等。

1.4 具有刚性桩性状

CFG桩居于柔性桩和刚性桩之间,也叫半刚性桩。具有刚性桩特点,可以全桩长发挥侧阻,桩落在好的土层上时,具有明显的端承作用。对于上部软下部硬的地质条件,碎石桩将荷载向深层传递非常困难,而CFG桩因为具有刚性桩的性状,向深层土传递荷载是其重要的工程特性。

1.5 桩体强度低

当桩体强度大于某一数值时,提高桩体混凝土标号对复合地基承载力意义不大。因此,CFG复合地基设计时,没有必要把桩体混凝土标号取得很高,一般取桩顶应力的3倍即可,目前桩体混凝土设计强度一般为C15。

1.6 复合地基变形小

对于上部和中部有软弱土层的地基,用CFG桩加固,桩端放在好的土层上,可以获得模量很高的复合地基,建筑物的沉降都不大。

2 CFG桩复合地基设计

2.1 复合地基承载力计算

2.1.1 复合地基承载力特征值

CFG桩复合地基承载力特征值应将现场复合地基载荷试验作为验收标准,在进行施工图设计时按下式估算:

式中,fspk——复合地基承载力特征值(kPa);

m——面积置换率;

Ap——桩的截面面积(m2);

Ra——单桩竖向承载力特征值(kN);

β——桩间土承载力折减系数,宜按地区经验取值,如无经验值则取0.75~0.95,天然地基承载力较高时取大值;

fsk——处理后桩间土承载力特征值(kPa),宜按当地经验取值,如无经验值则取天然地基承载力特征值。

2.1.2 单桩竖向承载力特征值

单桩竖向承载力特征值应采用单桩载荷试验作为验收标准,单桩竖向承载力特征值应取单桩竖向极限承载力的0.5倍,无试验值时按下式估算:

式中,i=Up1——桩的周长(m);

n——桩长范围内所划分的土层数;

qsi、qP——分别为桩周第i层土的侧阻力、桩端端阻力特征值(kPa),按GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》确定;

li——第i层土的厚度(m)。

单桩竖向承载力特征值应同时满足下式,即:

式中,fc——混凝土轴心抗压强度设计值。

当按地基各土层估算出的单桩竖向承载力特征值大于按桩身材料强度计算的承载力值时,应取其中的较小值。

2.1.3 桩距的确定

当依次确定荷载效应标准组合时基底的平均压力值Pk、桩身直径、单桩竖向承载力特征值Ra、处理后的桩间土承载力特征值fsk后,便可根据式(1)、(2)求得CFG桩的置换率,从而求得桩距。根据不同的布桩方式,桩距可分别按下列各式求得:

a.等边三角形

b.正方形

c.等边三角形

式中,D——桩身直径(m)。

2.2 褥垫层设计

褥垫层一般由水配砂石、粗砂、散石等散体材料组成,最大粒经≤30mm,厚度宜取150mm~300mm,当桩径或桩距较大时其厚度宜取高值。由于CFG桩属刚性桩,其褥垫层设计成为复合地基的一个重要内容。其作用如下:

(1)保证桩、土共同承担荷载,褥垫层的设置为CFG桩复合地基受力后提供了桩上、下刺入的条件,以保证桩间土始终参与工作;

(2)减少了基础底面的应力集中;

(3)通过改变褥垫层厚度可以调整桩土的竖向和水平荷载分担比例,确保桩体不发生水平折断。

褥垫层厚度过小则势必引起桩对基础产生明显的应力集中,需要考虑桩对基础的冲切,导致基础加厚。如果基础承受水平荷载,可能造成复合地基中桩发生水平断裂,桩间土承载力也不能充分发挥。反之,如褥垫层厚度过大,桩对基础产生的应力集中很小,则会造成浪费。因此,褥垫层厚度的设计应考虑技术上可靠,经济上合理。

2.3 沉降计算

地基处理后的变形计算应按GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》的有关规定执行。复合土层的分层与天然地基相同,复合土层的压缩模量与该层天然地基压缩模量之比ζ可按下式确定:ζ=fspk/fak。

对于沉降计算经验系数ψs,可根据当地沉降观测资料及经验确定,如无地区经验则按GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》第5.3.5条P0≤0.75fak沉降计算经验系数取值。如果对所有软土层均进行地基处理,则地基变形主要为复合土层的变形,可不必进行计算,一般按2cm左右考虑。

3 CFG桩施工工艺

常用的施工方法有振动沉管CFG桩施工工艺和长螺旋钻孔管内泵压混凝土施工工艺两种。振动沉管CFG桩施工工艺主要适用于粘性土、粉土、游泥质土、人工填土及松散沙土等地质条件,尤其适用于松散粉土、粉细砂的加固。具有施工操作简便、施工费用低、对桩间土的挤密效果显著等优点。但振动沉管CFG桩施工工艺的缺点也是很明显的。

(1)难以穿透厚的硬土层如砂层、卵石层等;

(2)振动及噪音污染严重;

(3)在临近已有建筑物施工时,振动对建筑物可能产生不良影响;

(4)在高灵敏度土中施工可导致桩间土强度降低;

(5)生产效率低。

鉴于振动沉管CFG桩施工工艺存在以上问题,近年来开发了长螺旋钻管内泵压CFG桩的施工工艺。该工艺具有以下优点:

(1)低噪音,无泥浆污染;

(2)成孔制桩时不产生振动,避免了新打桩对已打桩产生的不良影响;

(3)成孔穿透能力强,可穿透硬土层;

(4)施工效率高。

4 结语

随着我国社会经济发展,高层建筑的增多,人们对地基承载力及变形的使用要求也越来越高。广西属于岩溶发育地区,当浅层土的地基承载力较小时,采用复合地基设计是较为常用的方法,尤其是针对软土地基,采用地基加固处理更为适用。CFG桩复合地基具有施工速度快、工期短、质量易控制、造价低等优点,经济效益和社会效益显著。

参考文献

[1]GB50007—2002,建筑地基基础设计规范[S].

CFG桩 篇8

1.1 地形、地貌

东南沿海某铁路路基沿线穿越众多河流水系, 工程区内有较多的软土地基, 设计文件中明确的软基里程桩号为:K89+730～K90+250。位于两丘陵间冲积洼地, 洼地较平坦, 标高多在126～132 m, 西高东低, 地表种植水稻, 西侧、东南侧沿山脚房舍较多, 水塘、鱼塘零星可见。两侧丘陵地势较陡, 山顶高程196.4 m, 南侧山坡陡, 北侧较缓。地区属剥蚀丘陵间冲积洼地地貌。

1.2 地质条件

根据钻探场区内地层可分为第四系耕植土、冲积层、残积层和下伏燕山期花岗岩, 自然土层条件见表1。场区地下水主要为第四系土层孔隙潜水和基岩裂隙水, 软土层中含丰富的毛细管水, 土层中含水量一般, 其余土层含水量微弱, 估计基岩裂隙中赋存一定量地下水。地下水主要接受大气降水补给, 随季节性变化明显。

2 软基处理方案

通过工程地质条件情况可以看出该铁路路基沿线穿越众多河流水系, 工程区内有较多的软土地基, 由于其压缩性高、含水量大、强度低、透水性差等特点, 不能直接在其上填筑路基, 必须进行加固处理, 增加承载力和路基稳定性, 设计文件明确要求采用砂垫层+CFG桩结合砂桩+土工格栅的处治措施。

CFG桩结合砂桩加固处理软土地基是近年来在广东及沿海地带处理软土地基的一项新技术, CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称 (即cement flying-ash gravel pile) 。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和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。作为一种地基改良措施, 由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋, 可以充分发挥桩间土的承载能力。

砂桩是用沉拔桩的振动、挤压桩间土扰动、挤密, 由桩体形成排气、疏水通道, 加速地基预沉降和固结, 达到提高地基承载力, 消除地震液化的目的。

CFG桩结合砂桩技术特点。CFG桩结合砂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, 充分利用桩间土的承载力。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, 大大降低工程造价。由于砂桩与砂垫层相连通, 构成排水系统, 在路堤荷载的作用下加速排水固结, 从而提高强度, 保证路堤的稳定性。

3 CFG桩结合砂桩加固机理

3.1 置换作用

就桩体和桩间土的材料性质而言, 原天然土层的μ约在0.17～0.49, Es约在3.1～7.6 MPa。CFG桩体材料μ=0.1, Es=143×104 MPa。CFG桩的桩体模量远大于桩间土的模量, 因此, CFG桩所承担的荷载远大于桩间土。可见土层被CFG桩置换是复合地基承载力得到提高的主要原因。

3.2 排水和加筋作用

CFG桩在加固区域内能否形成自然土层的排水通道, 及其在土层中的垂直加筋作用大小, 主要取决于桩体的材料性质。

在施工过程中, 每天随机取桩体材料混合料试件, 测量90 d抗压强度所得平均值为14.2 MPa, 满足设计要求。而自然土层的承载力标准值 (fk) 约为70～130 MPa, 可见, 桩体强度与桩间土强度相差较大, 在自然土层中的桩体实际上构成了土层的竖向加筋, 从而大大提高了复合地基承载力。

3.3 桩间土的性质

由基体 (天然地基土体) 和两种增强体3部分组成的人工地基, 既能发挥CFG桩高承载力和良好排水作用的特点, 又因CFG桩的插入而使砂桩的侧限约束作用得到增强, 加速了软土的排水固结。同时, 由于设置了砂桩, 地基土的排水能力得到有效地改善, 提高了土体的抗剪强度, 也可使CFG桩避免发生刺入破坏。

4 施工要点

4.1 施工准备

熟悉设计文件、图纸及地质资料, 铺设好施工机械及材料进场的施工便道后, 机械设备进场, 现场搭设好临时工棚及其它必须的生活设施, 组织好原材料的供应, 做好机械设备的维修工作, 对现场施工条件进行全面了解, 掌握施工现场特点, 根据设计坐标放设线路中线, 开挖边沟, 疏通水系, 做好路基防排水工作, 保证沟内无积水, 无倒流反坡。原地面的表土、草皮、垃圾、用地范围内及借土场范围内所有的其它有机杂质, 按设计和规范要求的深度 (30 cm) 和范围清除, 直到达到标准要求为止;按设计要求铺设砂垫层。施工前先对处理范围及地基强度进行复核, 作好“电通、料通及平整场地”等准备工作, 确保施工顺利进行。平整场地后, 测量地面高程, 并根据处理面积及布桩方式、间距, 在现场用小木桩标出桩位, 并做好试桩试验, 掌握施工工艺, 确定最佳孔心距、振动电流及填料数量等。开工前进行成桩试验, 记录桩的贯入时间及深度、冲水量和水压、振动电流等各项指标, 并以所取得数据作为CFG (砂) 桩施工中的质量控制依据。试成孔不少于两个, 以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜, 核定选用的技术参数;根据设计大样图放好桩位, CFG桩及砂桩直径均为40 cm, 其平面、断面布置见图1。确定施工顺序, 复核测量基线、水准点及桩位、CFG桩的轴线定位点, 检查施工场地所设的水准点是否会受施工影响。

4.2施工顺序

在饱和软土中成桩, 桩机的振动力较小, 但当采用连打作业时, 由于饱和软土的特性, 新打桩将挤压已打桩, 形成椭圆或不规则形态, 产生严重的缩颈或断桩。此时, 应采用隔桩跳打施工。而在饱和的松散粉土中施工, 由于松散粉土振密效果好, 先打桩施工完后, 土体密度会有显著增加。打的桩越多, 土的密度越大。在补打新桩时, 一是加大了沉管难度, 二是非常容易造成已打桩断桩, 此时, 隔桩跳打亦不宜采用。根据现场实际, 分成4个施工区域。采用先施工砂桩后施工CFG桩的施工顺序。各个区域从一边到另一边, 由中间打向外围的工序。

4.3砂桩施工方法

4.3.1 施工工序

砂桩施工工序如图2所示。

4.3.2 成桩施工步骤

将桩靴闭合, 使桩管中心与桩心位置对齐, 桩机就位必须平稳, 检查桩管垂直度使其偏差控制在不大于1.2%的允许范围内。待桩管垂直就位以后, 利用振动锤将桩管沉入土层中再到设计深度。沉管过程中注意调整桩机的稳定, 如发现桩管倾斜应立即将其纠正后方可继续沉管。事先用小推车将料斗灌满砂, 然后用料斗将砂灌入桩管, 边振动边拔管, 每拔起1 m高, 停拔继振20 s, 再向下压30 cm, 将桩孔内砂压实。如此反复振动拔压直至将桩管拔出地面。第一次及以后每次向管内填料高度由试验确定。每次提管砂料排出后, 用测锤测定桩管内砂面的高度, 以测定砂料排出率来保证桩身密实度。

选用的砂必须经检验方可使用, 砂采用含泥量不大于3%的中粗砂, 细度模数大于2.7, 有机质含量不大于1%, 渗透系数不小于5×102cm/s。砂料应保持干燥, 灌砂率不小于95%。砂桩灌入桩孔中的砂子不得含有5 cm及以上的碎石;震动沉桩机的震动力约为3～7 t;带有活动桩尖的钢管打到设计深度后, 将砂惯入钢管内, 利用桩架上的卷扬机及震动锤上下锤震, 将钢管徐徐拔出, 拔管速度1～1.5 m/min;打一根灌一根, 并及时做好施工记录;采用标准贯入法和触探法检查砂桩密实度和均匀性, 对砂桩加固的质量进行控制和检查。

4.3.3 质量保证措施

在施工的各项准备工作完成后, 施工前必须进行技术交底, 由技术负责人根据有关要求向全体施工人员讲明有关工程概况、地质情况、施工工艺参数、质量保证措施等施工方案内容, 并建立全面质量管理体系。用两个吊锤控制桩身垂直度时, 两吊锤与桩管间水平夹角应大约成90°, 为防止风将吊锤吹歪, 还应将吊锤置于装满水的水桶中。材料体积用斗车计量, 每条桩的填料数量都必须记录, 及时交监理签字认可。一次加填料不能过猛, 要勤填料, 填足料。桩底投料量大体应占该桩总投料量的1/6～1/5, 以免出现桩底密实度不够甚至材料架空的现象。拔管时必须严格控制拔管速度和提升高度、挤压次数和时间、电机的工作电流等, 拔管速度通常为1～1.5m/min, 以保证顺利出料和有效挤密, 避免出现桩身颈缩甚至断桩。保证停拔继振时间不少于20 s, 严禁边振边拔连续不停拔管。必须按照施工前拟定的成桩顺序进行施工, 严禁随意跳打, 以减少对相邻地基土的扰动。成桩后, 砂桩隔1～2周用轻型动力触探法检查桩身及桩间挤密土的质量, 认真做好现场检验记录, 以达到试桩确定的指标为合格。建立详尽如实的施工记录表, 禁止事后补记, 技术人员在现场监控, 发现问题及时解决和反馈, 指导施工。

4.4CFG桩施工方法

4.4.1 成桩施工步骤

将桩靴闭合, 使桩管中心与桩心位置对齐, 桩机就位必须平稳, 在桩管旁边设置两个吊锤, 派专人观察吊锤与桩管边是否重合, 以确保桩管垂直度偏差在不大于1.0%的设计允许范围内。待桩管垂直就位以后, 利用振动机及桩管自重将桩尖压入土层中, 勿使偏斜, 即可启动振动箱沉管。沉管过程中注意调整桩机的稳定, 如发现桩管倾斜应立即将其纠正后方可继续沉管。当桩管沉至设计标高后, 停止振动, 用上料斗将混凝土灌入桩管内, 混凝土应灌满或略高于地面。拔管时先启动振动箱片刻再拔, 待混凝土已从桩管中流出后, 方可继续抽拔管, 边拔边振, 每次拔管高度0.5～1.0 m, 反插深度为0.3～0.5 m, 拔管过程中分段添加混凝土, 保持管内混凝土面始终不低于地表面, 拔管速度不得大于0.5 m/min。桩尖处约1.5 m的范围内宜多次反插, 以扩大桩端断面, 如此反复振动拔压直至将桩管拔出地面。

选用的砂石必须经检验合格后方可使用, 砂用中粗砂, 碎石粒径不宜大于4 cm, 砂石含泥量均不大于2%, 以免卡管。施工前按设计配比配置混合料, 投入搅拌机加水量由混合料塌落度控制, 沉管灌注成桩施工的混凝土塌落度宜为30～50 mm, 和易性好。成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200 mm。沉管灌注成桩施工拔管速度应按均匀线速度, 控制在1.2～1.5 m/min, 如遇淤泥或淤泥质土, 拔管速度可适当放慢, 桩顶标高应高出设计标高0.5 m。

4.4.2 保证质量措施

在拌制混凝土时应严格按照配合比执行, 搅拌时间不少于60 s, 混凝土塌落度控制在6～8 cm, 成桩后桩顶浮浆厚度不超过200 mm, 当气温高于30 ℃时, 应根据具体情况对混凝土采取缓凝措施。沉管时以桩尖标高及进入持力层深度控制为主, 贯入度作为参考。沉管时, 为适应不同土层的土质条件, 可采用加压的方法来调整土的自振频率。拔管时要密振且均匀地慢抽, 管内混凝土必须略高于地面, 保证足够的重压力, 使混凝土出管扩散正常。穿过特别软弱的土层时, 可适当停抽密振, 但不能停太久, 以免混凝土堵塞桩管。 “浮标”方法测定充盈系数, 充盈系数一般为1.3～1.4, 测出桩身任何一段的直径都不得小于设计直径, 如出现颈缩现象, 应及时采取复打或局部复打的方式处理。必须严格控制时间, 在邻桩混凝土终凝前把该桩施工完毕, 以减轻对邻桩的影响, 终凝时间按10 h考虑。砂、石、水泥等原材料进场后做好其送检工作, 灌注混凝土时, 如实取样制作混凝土试块, 并用水养护, 28 d后及时送有关部分做试压检验。

5 质量检验

5.1砂桩

施工质量检验, 常用的方法有单桩荷载试验和动力触探试验。加固效果检验, 常用的方法有单桩复合地基和多桩复合地基大型载荷实验。单桩载荷实验, 可按每200～400根桩随机抽取一根进行试验, 但总数不得少于3根, 可采用标准贯入或动力触探等方法检测桩的挤密质量。

5.2CFG桩

1) 桩间土检验。桩间土质量检验可用标准贯入、静力触探和钻孔取样等试验对桩间土进行处理前后的对比试验。对砂性土地基可采用标准贯入或动力触探等方法检测挤密程度。

2) 单桩和复合地基检验。采用单桩载荷试验、单桩或多桩复合地基载荷试验进行处理效果检验。检验点数量可按处理面积大小取2～4点。

6 结束语

通过现场实际操作, 采用整套CFG桩结合砂桩处理软土地基的施工工艺处治软弱地基, 达到了预期目的。根据地基加固前后对桩间土物理力学指标的测试结果表明, 地基经过处理后, 桩间土的物理力学性质得到较大提高。一般含水量降低14%～19%, 天然容重增大1%, 空隙比减小13%, 而压缩系数减小11%～52%, 同时, CFG桩体材料对粘土和亚粘土的工程性质改善较明显。该技术施工便捷, 具有广阔的发展前景。工程造价一般为桩基的1/3～1/2, 经济效益和社会效益非常显著。

摘要：软土地基是路基施工中经常遇到的施工难题, 如何因地制宜地选择施工方法成为当今施工技术讨论的热点。结合工程实例, 系统阐述CFG桩结合砂桩处理软土地基加固机理, 论述CFG桩与砂桩的布置形式及CFG桩与砂桩的施工工艺流程、质量控制措施。工程实践表明, CFG桩结合砂桩技术处理软土后其工程性质改善较明显, 施工快捷, 工程造价低, 具有显著的经济效益和社会效益。

关键词：软土地基,CFG桩,砂桩,施工技术

参考文献

[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社, 1993.

[2]林宗元.岩土工程试验监测手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社, 1994.

[3]刘景政, 杨素春.地基处理与实例分析[M].北京:中国建筑工业出版社, 1998.

CFG桩复合地基及其应用 篇9

1.1 挤密作用

利用振动成桩工艺时, CFG桩对于挤密效果好的土来讲, 由于桩管振动和侧向挤压, 使得桩间土得到挤密, 从而提高了桩间土的承载力。

1.2 置换作用

CFG桩是具有一定粘结强度的非柔性桩, 桩体强度一般为C5~C20, 在上部荷载作用下, 首先是桩体受力, 表现为明显的应力集中现象, 桩土应力比可达10~40。

1.3 排水作用

CFG桩在饱和粉土和砂土中施工时, 由于成桩的振动作用, 会使土体内产生超孔隙水压力, 当上面还有弱透水层时, 刚刚施工完成的CFG桩是一个良好的排水通道, 孔隙水将沿着桩体向上排出, 这种排水作用直到CFG桩体结硬为止。

1.4 褥垫层作用

CFG桩复合地基在桩顶必须设置一定厚度的褥垫层, 通过它的流动补偿作用, 减弱基础底面的应力集中现象, 保证基础始终通过褥垫层把一部分荷载传到桩尖土上, 达到桩土共同承担荷载的目的。

2 CFG桩复合地基的设计

CFG桩复合地基的设计应包括以下内容:

2.1 桩的平面布置:一般来讲可只布置在基础范围内。

2.2 桩距:一般为S= (3~6) d。桩距的大小取决于设计要求的复合地基的承载力、土性与施工机具。

2.3 桩径:桩径一般为350~600mm, 通常选用φ=400mm。

2.4 桩长:

可根据具体地层情况, 结合桩侧摩擦力及桩的端承力值大小综合确定, 一般情况CFG桩桩端应位于相对硬层上。

2.5 桩体强度:

最低强度应按3倍的桩顶应力确定, 砼标号一般为C5~C20。长螺旋钻孔泵压混合料成桩工艺, 考虑泵送混凝土工艺特殊要求, 通常选用15混凝土为宜。

2.6 桩顶褥垫层:

褥垫层厚度一般取10~30cm为宜, 当桩径、桩距大时褥垫层厚度宜取高值。褥垫层材料宜用粗砂、中砂、碎石、级配砂石, 最大料径不宜大于30mm。

3 CFG桩的工程应用

3.1 工程概况

某住宅楼位于通洲区, 长57m, 宽17.7m, 高39m, 十二层, 有层地下室, 框架结构, 筏板基础, 基础埋深3.40m。设计要求复合地基承载力特征值为240k Pa, 变形满足规范要求。

3.2 场地工程地质条件

场地地层依据岩土工程勘察报告自上而下依次为:

(1) 层粉质粘土素填土:黄褐色, 含砂粒、砖渣、灰渣等。稍湿, 松~稍密, 层厚0.5~1.2m。

(2) 层新近沉积粉质粘土:褐黄色, 含云母、氧化铁, 湿饱和, 软塑可塑, 层间夹 (2) 1层粘质粉土透镜体, 层厚5.8~8.1m。压缩模量ES=5.3MPa, fka=110k Pa, qsa=20k Pa。该层为基底持力层。

(3) 层新近沉积粉砂:灰黄色, 含云母、氧化铁, 饱和, 稍密, 层间局部夹 (3) 1层粉质粘土透镜体, 层厚2.0~4.8m。压缩模量经验值ES=12MPa, 标准贯入试验锤击数N=10~11击, fka=150k Pa, qsa=30k Pa。

(4) 层新近沉积中砂:灰黄色, 含云母、氧化铁, 饱和, 中密~密实, 层厚4.0~5.5m。压缩模量经验值ES=20MPa;标准贯入试验锤击数N=18击, fka=240k Pa, qsa=40k Pa, qpa=600k Pa。该层为CFG桩的桩端持力层。

以下为一般第四纪冲洪积地层:

(5) 层粉质粘土:黄褐色, 含云母、氧化铁, 饱和, 可塑, 层厚1.2~2.5m。压缩模量ES=16MPa, fka=250k Pa。

(6) 层粉细砂及中粗砂:灰白色, 含云母、石英, 饱和, 密实, 该层为有韵律沉积的砂类土, 层厚大于5m。压缩模量经验值ES=25MPa,

以下地层略。

场地地下水静止水位埋深4.10~5.50m, 地下水对混凝土无腐蚀性。本场地地震基本烈度为8度;建筑场地类别为Ⅲ类;场地内地基土无液化现象。

3.3 地基处理方案选择

住宅楼基底落在 (2) 层粉质粘土层上, 该层属新近沉积, 土质较软, 地基土承载力特征值仅为110k Pa, 不能满足设计要求的240k Pa。另外, 该住宅楼北侧及东侧为居民区。我们通过方案对比论证, 排除了钢筋混凝土灌注桩、预制桩、振冲碎石桩及振动沉管CFG桩等有施工振动噪音的地基处理方法, 决定采用无泥浆污染、无振动、无噪音扰民的长螺旋钻孔砂压混合料成桩的CFG桩地基处理方法。

3.4 CFG桩复合地基设计与计算

3.4.1 CFG桩复合地基设计

布桩方式采用筏板基础范围内等边三角形满堂布设, 桩间距1.6m, 面积置换率m=0.057。

设计桩径φ=400mm, 有效桩长8m, 桩端持力层为 (4) 层中砂, 要求桩端进入中砂层不少于1m。

设计CFG桩桩身强度为C15, 桩体材料为碎石 (料径20mm) 、中粗砂、P.O32.5水泥、Ⅱ级粉煤灰、泵送剂和水。

本工程共布设CFG桩470根。

CFG桩施工完毕后, 在桩顶铺设300mm厚能为配砂石褥垫层, 能为配砂石最大料径不宜大于30mm, 褥垫层铺设宜采用静力压实法, 要求夯填度不得大于0.9。

3.4.2 CFG桩复合地基承载力计算

CFG桩单桩竖向承载力特征值可按下列两式计算, 并取其中小值:

式中:

fcu-桩体砼试块 (边长150mm立方体) 标准养护28d立方体抗压强度平均值 (k Pa) ;

Ra-单桩承载力特征值 (KN) ;

Ap-桩的截面积, Ap=0.1256m2;

Up-桩的周长, Up=1.256m;

qsi-桩侧第i层土的侧阻力特征值 (k Pa) , 根据岩土工程勘察报告提供数据取值;

qp-桩的端力特征值 (k Pa) , qp=600k Pa;

li-第i层土的厚度 (m) ;

代入以上数据, 结果如下:

所以设计时单桩承载力特征值取330KN。复合地基承载力特征值可按下式计算:

式中:

fspk-复合地基承载力特征值 (k Pa) ;

m-桩土面积置换率, m=0.057;

Ap-桩的横截面积, Ap=0.1256m2;

β-桩间土承载力折减系数, 宜取0.75~0.95, 本工程取β=0.9;

fsk-处理后桩间土承载力特征值 (k Pa) , fsk=110k Pa。

所以:

满足设计要求。

3.4.3 复合地基的变形验算

目前复合地基的变形计算理论还处在不断发展和完善这中, 一般认为复合地基的变形主要由加固土体变形S1和下卧层变形S2两部分组成, 分别按分层总和法进行沉降计算。

复合土层的分层与天然地基相同, 各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的ξ倍, ξ值可按下工确定:

式中:

fak-基础底面下天然地基承载力特征值 (k Pa) ;变形计算经验系数φs可按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中表5.3.5取值:

本工程经计算查表, 变形计算经验系数φs=0.33;

复合地基的总沉降量S为:

式中:

P0-对应于荷载标准值时的基础底面处的附加压力 (k Pa) ;

n1-加固区分层数;

n2-总的分层数;

Esi-基础底面下第i层的压缩模量 (MPa) ;

zi, zi-1-基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离 (m) ;

ai, ai-1-基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加压力系数;

ξ-加固区土层模量提高系数;

本工程基底附加压力标准值近似为:

依据各土层压缩模量, 代入式 (5) , 求得复合地基最终沉降量为49mm, 滞设计及规范要求。

3.5 CFG桩复合地基的施工

3.5.1 CFG桩材料及配比

CFG桩桩身强度等级为C15, 正式施工时配合比为:

水泥:水:砂:碎石:泵送剂:粉煤灰292 210 738 10615.04 44 (kg/m3)

其中水灰比为0.72, 砂率41%, 坍落度18~20cm。

3.5.2 CFG桩施工程序

CFG桩施工时, 首先钻机对准桩位, 调整桩身垂直度, 确保垂直度偏差不大于1%, 钻至设计深度, 压送混凝土同时担钻, 压灌至设计桩顶标高, 停止压灌, 移机至下一桩位。整个复合地基施工周期为10天。

3.6 复合地基效果检测

CFG桩施工28天后, 北京市建设工程质量检测中心第一检测所对该CFG桩复合地基进行了检测, 结果如下:

3.6.1 CFG桩桩身完整性

检测单位进行了CFG桩体反射波法低应变动力检测, 抽测率10%, 基抽测47根桩。抽测的47根桩反射波形规则、波列清晰、桩底反射明显, 桩身完整;CFG桩的平均波速为3860m/s, 检测合格率100%。

3.6.2 单桩复合地基承载力

按CFG桩平面分布, 随机抽测了3根桩做单桩复合地基静载荷试验, 三组试验结果为:复合地基承载力标准值fk≥240 k Pa。

三组单桩复合地基静载荷试验Q-S曲线见图1、2、3。

3.6.3 检查桩体试块抗压强度

施工过程中做CFG桩桩身砼试块10组, 经过28天龄期标准养护, 抗压强度试验最小值为17.0MPa, 天于混凝土设计强度等级C15。

住宅楼竣工后的沉降观测资料表明, 该楼沉降已基本稳定, 最大沉降量为22mm, 在规范允许范围内。

4 结论

目前, 长螺旋钻孔泵压混合料成桩的CFG桩复合地基的施工方法是一种比较先进和实用的施工方法, 它无振动、无噪音、无泥浆污染, 通过其转换作用能较大幅度提高复合地基承载力。尤其适合城市地基处理工程使用。CFG桩作为目前有效的地基处理方法, 具有如下工程特性:

4.1 承载力提高幅度大, 可调性强

CFG桩桩长可以从几米到二十多米, 并可全长发挥桩的侧阻力。

当地基土承载力较好时, 荷载又不大, 可将桩长设计的短一些;荷载大时, 桩长可以长一些。特别是天然地基承载力较低, 而设计要求的承载力较高, 用散体材料难以满足设计院要求时, 则CFG桩复合地基比较容易实现。

4.2 适用范围广

对基础型式而言, CFG桩既可适用于独立基础和条形基础, 也可适用于筏式基础和箱形基础。

就土性而言, CFG桩既可用于填土又可以用于饱和及非饱和粘性土;既可以用于挤密效果好的土又可用于挤密效果差的土。

CFG桩复合地基通过改变桩长、桩距、褥垫层厚度和桩体配比, 使复合地基的承载力提高幅度具有很大的可调性, 沉降变形小, 施工简单。

CFG桩复合地基与预制桩和钢筋混凝土灌注桩相比可节省造价1/3~1/2。

参考文献

[1]JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范[S].

[2]JGJ94-2008.建筑桩基技术规范[S].

[3]GB50007-2002.建筑地基基础设计规范[S].

CFG桩施工中易引起问题探讨 篇10

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称, 与普通碎石桩复合地基相比, 能大幅度提高地基承载力;与水泥土搅拌桩、旋喷桩复合地基相比, 成桩质量高, 桩体耐久性好, 适用于多层工业厂房及高层民用建筑等上部荷载较大的建筑物, 同时具有较经济、合理、易施工, 噪声小, 无泥浆排放等特点, 因此得到了广泛的应用, 取得了良好的经济和社会效益。

近年来, 随着CFG桩的应用和发展, 长螺旋管内泵压成桩工艺会引起一系列的工程问题, 如当在粉细砂等土层施工时, 经常造成周围的地下水带砂, 地面沉降等问题, 对周围环境造成了不利影响, 因此本文将探讨引起这些问题的机理及影响因素, 提出合理的治理措施。

1 长螺旋管内泵压CFG桩易引起问题

长螺旋管内泵压CFG桩施工引起工程问题分析如下:

(1) 长螺旋管内泵压CFG桩的施工是先通过螺旋叶片切割土体, 使土体丧失强度, 进而挤进螺旋叶片之间, 最终被螺旋叶片带出地表。这对于孔壁来说就形成了不稳定的因素, 螺旋叶片对桩周土体易引起剪切扰动, 改变土体原有应力状态。

(2) 长螺旋管内泵压CFG桩在成孔以后是通过泵压灌注混合料, 到达孔底部时, 通常要先提钻 (方便钻头打开) , 然后灌注, 这就有可能造成塌孔。

(3) 堵管, 堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率, 还会造成材料浪费。

(4) 窜孔, 在饱和软土层中成桩经常会遇到这种情况, 施工相邻的桩时, 发现刚施工的临桩的桩顶突然下落, 当桩泵入混合料时, 临桩的桩顶开始回升。

2 长螺旋管内泵压CFG桩引起问题的影响因素

根据调查资料, 长螺旋管内泵压CFG桩施工引起工程问题的主要影响因素有以下几点:

2.1 地层因素

长螺旋管内泵压CFG桩施工引起工程问题具有地域性。出现问题的土层基本是在一些灵敏程度高的特殊土层中。长螺旋管内泵压CFG桩的螺旋叶片对桩周土体的剪切扰动, 更容易使饱和粉土等具有液化的可能。

2.2 长螺旋管内泵压CFG桩的施工工艺

(1) 长螺旋管内泵压CFG桩钻进过程中螺旋叶片对桩周土体切割造成剪切扰动, 使土体结构发生破坏, 强度降低, 破坏后的土体液化或接近液化, 呈流塑状态, 具有流动的可能。

(2) 产生堵管的原因有以下几点:混合料配合比不合理;混合料搅拌质量有缺陷;施工操作不当;冬期施工措施不当;设备缺陷。

(3) 发现窜孔的原因有如下几点:被加固土层中有松散饱和软土层;钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;土体受剪切扰动能量的积累, 足以使土体发生触变。

3 长螺旋管内泵压CFG桩引起问题的治理措施

根据前面分析的长螺旋管内泵压CFG桩施工引起工程问题和影响因素, 提出如下治理措施:

3.1 采取跳打施工工艺或者增大桩间距

为了防止空间顺序依次打桩时候相邻桩以及桩间土的破坏效应的累积, 减小孔压的积累效应, 可以采取跳打施工工艺。但采用跳打一定要及时清运弃土, 否则会影响施工进度。当建筑荷载和地层条件满足时, 应尽量大桩距布桩, 避免打桩的剪切扰动。

3.2 减少在窜孔区域的打桩推进排数, 减少对已打桩扰动能量的积累, 会减小CFG桩施工对桩周土的作用力, 桩周土体就不会发生大的应力改变, 受到的扰动作用减小。

3.3 选择合理的提钻方式和泵送高度

长螺旋钻机的提钻方式有两种:直接提钻和回转提钻。直接提钻使螺旋叶片上的土体被孔壁压密成柱塞, 在提升钻具时, 会产生很大的阻力, 这样容易使孔塌陷或钻机失稳。因此, 以回转提钻的方式为宜。

3.4 选择合理的钻进速度和提升速度

饱和粉土很容易受到扰动, 钻进速度越快, 桩周土体受到的振动次数越多, 受到的扰动程度就越大, 变形就会越大, 饱和粉土就越容易变成流塑状态, 因此在遇到饱和土层时应减小钻进速度, 从而减小对桩周土体的扰动。

4 结论

本文通过对长螺旋管内泵压CFG桩施工引起工程问题的机理和影响因素的分析, 提出相应的应对措施, 如采取跳打施工工艺或者增大桩间距、减少在窜孔区域的打桩推进排数、选择合理的提钻方式和泵送高度、选择合理的钻进速度和提升速度。

摘要：本文探讨了长螺旋管内泵压CFG桩施工易引起的工程问题, 通过分析其引起机理及影响因素, 提出相对应的治理措施。

关键词：长螺旋管内泵压CFG桩,工程问题,治理措施

参考文献

[1]徐至钧.水泥粉煤灰碎石桩复合地基[M].北京:机械工业出版社, 2004, 3.

[2]闫明礼, 张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践[M].北京:中国水利水电出版社, 2001, 1.

[3]冯玉国, 孙瑞仁, 等.长螺旋管内泵压CFG桩成桩工艺堵管故障树分析[J].建筑机械化, 2004 (4) :27-29.

CFG桩 篇11

【摘 要】CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）是由水泥、粉煤灰、石蟹或砂加水拌合形成的高拟建、粘结强度桩，由桩、桩间土和褥垫层一起构成的复合地基。目前大量用于多层、高层建筑，其具有施工速度快、工期短、质量容易控制、建筑成本低等优势，成为非常普遍的一种地基处理技术。

【关键词】CFG桩；复合地基；建筑成本低；地基处理技术

0.工程概况

塞纳维拉花园F7栋设计为地上7层，基础为独立浅基础，基础下分布的岩土层主要为素填土、淤泥质粘土、粘土、圆砾（局部薄层分布），下覆为砂岩与泥岩互层。设计采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基，要求进入泥岩层2米，设计桩径为500mm，总桩数为207根，置换率为0.135，预计桩长12～18m，CFG桩桩身材料为C15混凝土设计要求复合地基承载力特征值fspk≥400kPa。

1.工程地质条件

根据岩土工程详细勘察报告，该场地地层自上而下主要分布有：素填土、淤泥、淤泥质粘土、粘土、圆砾、砂岩与泥岩互层。填土厚度为0.2～18米。各土层岩土参数等情况如下表所示：

2.施工前准备工作

（1）技术交底工作。

（2）作好场地施工准备的平整、计划等工作。

（3）施工前按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时按配合比配制混合料。长螺旋杆钻孔灌注成桩施工的坍落度为16～20cm，钻孔灌注成桩后桩顶浮浆厚度不超过20cm；施工前进行成桩工艺试验，以检验设备、工艺、技术参数是否满足设计要求。

（4）材料准备、①水泥：采用强度等级32.5及其以上的硅酸盐水泥，水泥进场时应有出厂合格证，并有现场复验报告。②石子：采用粒径为9～16mm的坚硬碎石或卵石，含泥量不大于1%且应符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53的规定。 ③砂：采用中砂或细砂，含泥量不大于3%。

3.施工操作要求

（1）每150kg水泥拌制一盘混凝土，砂、砾石按施工配合比的用量过磅计量，混凝土塌落度控制在160～200mm。

（2）钻机就位时应校正，要求保持平整、稳固，使在钻进时不发生倾斜或移动。在钻架上应有控制深度标尺，以便在施工中进行观测、记录。

（3）钻孔时，先调直桩架挺杆，对好桩位；启动钻机钻0.5～1.0m深，检查一切正常后，再继续钻进，土块随螺栓叶片上排出孔口，达到设计深度后停钻，然后边提钻杆边泵送混凝土直至呈桩。

（4）钻进及提钻过程中，排出孔口的弃土应随时清理。钻到预计深度后，应在原深处空转数圈清土，尽量使孔底干净，无残渣、余土，然后边提钻边泵送灌注混凝土。

（5）提钻速度应与泵送速度协调。提钻30～50cm，后停止提钻，待管内混凝土面达地面附近后再继续提钻，提钻过程保持管内混凝土面在地面附近。泵送速度不够时应停止提钻，避免出现超拔引起的桩身质量问题。

（6）混凝土灌注至施工地面以上。

（7）当桩距近，如出现串孔时，应跳打施工。出现串孔时，采取反灌措施。

（8）当钻进遇到地下障碍等异常情况，由设计单位进行设计调整。

4.终孔条件

（1）桩端进入砂岩与泥岩互层⑤不小于2.0m，且达到较坚硬砂岩与泥岩互层⑤（钻孔端阻力取值1200kPa）。

（2）无较坚硬砂岩与泥岩互层⑤条件下，按以下公式推算入持力层段桩长li：

Ra=qpaAp+u∑qsiali

取值：Ra不小于582kN（根据桩间土无承载力，且复合地基承载力达400kPa推算），qpa=1000kPa，Ap=0.1964，u=1.57，粘土或强风化砂岩与泥岩互层⑤qsia=40kPa。当强风化砂岩与泥岩互层钻进容易（即风化完全，质软，与粘土特征相近），根据以上公式计算，进入老土（粘土③、圆砾④、砂岩与泥岩互层⑤）深度不应小于6.20m。

（3）由于持力层埋深变化大，预计施工桩长约15～23m。

5.施工检测及结论

根据相关规范要求，对完成的基桩需进行检测，一般在施工完毕28天后进行检测，检测其是否达到设计及规范要求。

（1）基桩低应变法检测。目的是检测受检的基桩桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别。根据相关规范要求，本次抽检了63根进行低应变法检测，抽检结果显示，有7根桩桩身有轻微缺陷外，属Ⅱ类桩。其余56根基桩桩身完整，为Ⅰ类桩。

（2）复合地基荷载试验：目的是测定承压板下应力主要影响范围内复合地基的承载力和变形参数。根据相关要求，该项目布置及完成了3个点的复合地基载荷试验。本次试验为单桩复合地基载荷试验，试验最大荷载为400kPa×2倍=800kPa，试验结果显示，所试验的3个点的复合地基承载力特征值均为≥400kPa，满足设计要求。

（3）结论：通过施工检测，即基桩低应变法检测及复合地基荷载试验，所施工的CFG桩及由其组成的复合地基满足设计文件及相关规范的要求。

6.结束语

通过复合地基处理（CFG桩）在塞纳维拉花园F7栋中的应用，让我懂得该不同的施工工艺，适用于不同的施工场地，选择合适的施工工艺对于建筑成本的控制、工期的缩短及质量的控制都发挥积极的作用。

【参考文献】

[1]《CFG桩复合地基基础技术及工程实践》（中国水利）.

浅谈CFG桩复合地基的应用 篇12

1 基本原理

CFG桩复合地基粘结强度桩是复合地基的代表,目前多用于高层和超高层建筑中。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称(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结强度桩,和桩间士、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,桩顶应力比桩间士表面应力大。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。

夯实水泥土桩是用人工或机械成孔,选用相对单一的土质材料,与水泥按一定配比,在孔外充分拌和均匀制成水泥土,分层向孔内回填并强力夯实,制成均匀的水泥土桩。桩、桩间土和褥垫层一起形成复合地基。夯实水泥土桩作为中等粘结强度桩,不仅适用于地下水位以上淤泥质土、素填土、粉土、粉质粘土等地基加固,对地下水位以下情况,在进行降水处理后,采取夯实水泥土桩进行地基加固,也是行之有效的一种方法。夯实水泥土桩通过两方面作用使地基强度提高,一是成桩夯实过程中挤密桩间土,使桩周土强度有一定程度提高,二是水泥土本身夯实成桩,且水泥与土混合后可产生离子交换等一系列物理化学反应,使桩体本身有较高强度,具水硬性。处理后的复合地基强度和抗变形能力有明显提高。

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。

由基体(天然地基土体)和两种增强体三部分组成的人工地基,既能发挥CFG桩高承载力和良好的排水作用的特点,又因CFG桩的插入而使水泥土桩的侧限约束作用得到增强。同时,由于设置了夯实水泥土桩,地基土的变形能力可得到有效的改善,并同时提高了土体的抗剪强度,亦可使CFG桩避免产生刺入破坏的可能。

2 CFG桩复合地基的设计与施工

本工程设计主要参数为单桩竖向承载力标准值850kN,桩径420mm,桩长17m,桩端持力层为强风化岩,桩身混凝土强度等级C25;面积置换率4.26%,按正方形布置,桩间距为1.80m×1.80m。

2.1 施工准备资料和条件

(1)建筑场地和勘察报告。

(2)CFG桩图和设计说明。

(3)建筑场地的水准控制和点和建筑物位置控制坐标。

(4)具备三通一平。

2.2 塑料排水板的设计

在地基中设置塑料排水板的作用主要是增加排水途径,缩短排水距离,使素砼加快沉降发展。塑料排水板设计是将塑料排水板换算成当量直径的砂井,采用砂井理论和设计方法,塑料排水板打设在桩周围,由于淤泥层较深,所以塑料排水板要打穿透淤泥。

结度是计算塑料排水板设计中一个很重要的问题,因为知道各级荷载下不同时间的固结度就可以推算出地基强度增长和荷载的沉降量,从而可以进行各级荷载下的稳定系数,确定加载相应计划。

2.3 技术措施

(1)确定施工机具和配套设备。

(2)材料的规格技术要求及数量。

(3)试桩长孔数量不少于1%,以复核地质资料及设计工艺是否适宜,以便即时修订技术参数。

(4)按照施工图放好桩位。

(5)确定打桩顺序与桩距有关,软土中因桩距较大可采用间隔跳打法。

(6)复合基准线水准点,CFG桩的轴线定位点。(7)施工中作好桩进深情况表。

2.4 施工机具

螺旋钻机,砼泵车。

2.5 施工工艺

钻机就位→成孔→钻杆内灌注混凝土→提升钻杆→灌注孔底混凝土→边泵送边提升钻杆→成桩→钻机移位。

(1)钻机在钻到预定深度后空转30s。

(2)拔管速度放慢,拔管过程中不允许出现反插,不允许出现供料不及时现象,如果不可避免则在检测报告出来后根据报告视具体情况而定是否进行补桩。

(3)在拔出地面后应使桩顶标高宜高于地面50cm封顶,利用七自重应力对桩头进行保护。

(4)在施工过程中作好材料的试块的取样工作,进行28d后的抗压强度。

(5)待桩体达到一定强度后(一般为3～7d)进行施工的长桩检测,并根据检测报告作出响应的处理。

(6)桩头处理后进行褥垫层的饿铺设,其多余宽度不得小于垫层的厚度。

2.6 质量要求及成品保护

(1)质量要求:①桩长允许差≤1/2D。②桩径允许差≤2cm。③轴线允许差≤1%。④桩位允许偏差:轴线方向在1/3D。

(2)成品保护:①CFG桩成桩后待达到一定强度后(一般为3～7d)后进行桩头处理。②土方开挖时不可对桩顶以下的土体进行破坏,应尽量避免扰动桩间土。③剔除桩头时先找出桩顶的标高位置,用钢钎等工具沿桩心剔除多余桩头。在操作过程宜两个方向同时进行,不可用重锤或重物横击桩体,直到设计标高,并把桩顶找平。④如果在基槽开挖和剔除时造成桩断至桩顶设计标高以下时,应进行接桩,但在接桩过程中要保护好桩间土。

3 CFG桩复合地基试验与检测

3.1 复合地基试验

为检验CFG桩施工工艺及复合地基加固效果,取得设计和施工的技术数据,进行了三根单桩静荷载试验,参数与工程桩相同。单桩试验最大加载值分别为1700kN、1800kN、1900kN,加载程序和判定标准按规范要求。

3.2 复合地基承载力分析

单桩强度控制的承载力标准值,取各试验点最大荷载或极限荷载的一半,则3根单桩平均承载力标准值为893kN。根据公式推算,复合地基承载力标准值为510kPa>475kPa。

3.3 静载和动测检验

(1)静荷载试验。静压三根单桩复合地基和三根单桩试验结果表明:三根单桩复合地基静载试验和三根单桩静载试验的Q-s曲线、s-lg(t)曲线均未出现陡降迹象,表明单桩复合地基承载力满足设计要求。单桩静载试验在标准值为850kN时,沉降分别为2mm、3.6mm、3.6mm,说明单桩承载力仍有很大潜力。

(2)低应变动力试验。试验依据《基桩低应变动力检测规程》进行,检测桩数为总桩数20%。

3.4 检测结果

(1)CFG桩桩体强度满足C25的设计要求。

(2)浅部断裂桩2根,经开挖核实断裂在距桩顶0.5m左右处,断裂处混凝土对接吻合,分析为剔凿保护桩头混凝土不慎所致。经清理后复测,发现下部桩身质量基本均匀完整,属合格桩。

4 结语

CFG桩复合地基由于桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力,其受力和变形类似于素混凝土桩,具有地基承载力高、变形小、稳定快、施工简单易行、工程质量易保证等优点,经济效益和社会效益非常显著,具有广阔的发展前景。

摘要：随着建筑工程技术的不断创新,地基处理手段越来越多样化,复合地基由于充分利用桩间土和桩的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用。本工程应用CFG桩和复合地基充分发挥了CFG桩的高承载力特性,并通过褥垫层的设置发挥桩间土的承载能力。

关键词：CFG桩,复合地基,施工措施,质量要求

参考文献

[1]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范