1、CFG 桩技术应用及常见问题与处理措施摘要：CFG 桩（水泥粉煤灰碎石桩）是由水泥、煤粉灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，由桩、桩间土和褥垫层一起构成的复合地基，目前大量用于高层和超高层建筑地基的加固。桩身强度等级多在 C15-C25 之间。由于其具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低廉的特点，该技术已在全国各地区高层建筑地基处理中得到广泛应用，绝大多数为 20-30 层建筑，也有 31-35 高层建筑在安徽地区应用比较广泛。目前已成为应用非常普遍的地基处理技术之一。 关键词：CFG 桩 复合地基造价低廉地基处理技术堵管窜孔 中图分类号：U213 文献标识码： A 一、C
2、FG 的发展 CFG 桩基复合地基成套技术是中国建筑科学研究院地基所 20 世纪 80年代末开发的一项新的地基家固技术。该技术于 1994 年被列为建设部全国重点推广项目，被国家科委列为国家级全国重点推广项目。1997 年被为国家级工法，并制定了中国建筑科学研究院企业标准，现正列入国家行业标准、。CFG 桩施工最初选用振动沉管打桩机,由于该设备在施工中存在振动、噪音和污染，并遇到砂层和硬土层难以窜透、挤桩等不足因素，在城区和居民区被限制使用。 1997 年国家投资立项研制开发长螺旋钻机和配套施工工艺，并列入“九五”全国重点攻关项目，于 1999 年 12 月通过国家验收。 CFG 桩复合地基是
3、高粘结强度复合地基的代表，80 年代多用于多层建筑地基，目前随着国民经济的发展和居民生活的需要，CFG 桩复合地基大量用于高层建筑地基。 二、性能： CFG 桩为桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高的桩体，与桩间土和褥垫层一起构成 CFG 桩复合地基。桩、桩间土与基础之间必须设置一定厚度的褥垫层，即褥垫层是高粘结强度桩复合地基的一部分。 CFG 桩属高粘结强度桩，与素硷桩的区别仅在于桩体材料的构成不同，在其受力和变形特性方面无什么区别。复合地基性状和设计计算，对其它高粘结强度桩复合地基都适用。CFG 桩可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。就土性而言，C
4、FG 桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。CFG 桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，由碎石、石屑（砂）、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用长螺旋钻管内泵压 CFG 桩施工制成的一种具有一定粘结强度的桩。利用 CFG 桩的粘结性、全长范围内受力、桩周摩阻力、端承力和桩间土的垂直和水平承载能力形成复合刚性地基共同受力。有沉降小，稳定快的特点。 CFG 桩可用于加固填土、饱和及非饱和粘性土、松散的砂土、粉土等；对塑性指数高的饱和软粘土使用应慎重。 三、存在问题及解决措施： CFG 桩适用于淤泥、淤泥质土、粉土、砂性土、杂填土及湿陷性黄土中以提高地基承载力和减少地基变
5、形为主要目的地基加固。桩长取决于对承载力和沉降的要求、土质条件和设备能力；桩间距一般为 35 倍桩径（宜取 350600mm） ；褥垫层厚度一般为 150300mm。 长螺旋钻管内泵压 CFG 桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成的完整的施工体系,是目前普遍应用的 CFG 成桩工艺。现将该工艺在工程施工过程中常见的问题及所采取的措施提出来与大家共同探讨： 1 堵管 堵管是长螺旋钻管内泵压 CFG 常见的主要问题，它不仅影响施工效率，增加劳动强度，而且还会造成材料浪费。 1.1 拌合料配合比不合理 CFG 桩桩体混合料由水泥、卵石(或碎石)、砂、粉煤灰加水在搅拌机中强制搅拌
6、而成，当混合料中的水泥和粉煤灰用量较少时，混合料和易性不好，容易发生堵管。因此混合料配合比要注意这两种材料的掺入量，特别要注意粉煤灰掺量宜控制在 60 kg/m380 kg/m3。实际施工中 CFG桩强度等级一般为 C15C20，其水泥标号一般选用 425 号普通硅酸盐水泥，这样既不影响和易性和密实度，又在粉煤灰的掺入下加大了流动性，满足了泵送的要求，而且也不影响混合料其它技术性能，重要的是不易发生堵管现象。 1.2 拌合料拌制质量有缺陷 在 CFG 桩施工过程中，混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头到达钻杆芯管内。混合料在管线内是以圆柱体形状，借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管
7、线的。因此所设计和搅拌的混合料必须确保混合料圆柱体能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内。 工程实践证明，坍落度太大的混合料，易产生离析，在管线内水浮到上面，在泵压的作用下，水先流动，骨料与砂浆分离，摩擦力剧增，从而导致堵管。坍落度太小，混合料在输送管内流动性差，也容易造成堵管。 搅拌时间控制在 90s 以上，坍落度控制在 160mm200mm，搅拌好的混合料到泵送混凝土储料斗时，需经一定尺寸的过滤栅。若混合料可泵性差，可适量掺入泵送剂。 1.3 设备缺陷 混凝土的输送有钻杆芯管，高强柔性管，刚性管，通过弯头连接起来，要采用半圆形，曲率半径合理的弯头，弯头不能有死弯，输送管
8、与钻杆也不能垂直连接，软管的弯曲半径要大于 1 m，采用合理的连接方法，将不会发生堵管。 混合料输送管无论是刚性管还是高强柔性管，若施工结束后清洗不彻底，管内会产生混合料结硬块体，会妨碍润滑砂浆流动，以致造成堵管。 1.4 冬季施工注意事项 冬季施工时，混合料输送管及弯头均需做防冻保护，一旦保温效果不好，常在输送管和弯头处会出现混合料初凝前结冻，造成堵管。 冬季施工时经常采用加热水的办法来提高混合料的出口温度。通常是直接用火加热储水箱，水温不能很好控制，一旦水温过高，如超过60以上，搅拌混合料时，会使混合料早凝，而产生堵管。 2 窜孔 2.1 在高压缩性淤泥层，流塑淤泥质土层，承压水的砂土层、
9、流砂层和饱和细砂层、粉砂层中施工常遇窜孔现象，在一般情况下，完成一根桩所需时间为 30min40min，完成 1 号桩后，在 2 号桩钻进成孔过程中，1 号桩混合料尚未凝固而流向 2 号桩钻孔中，所以发现已完的 1 号桩突然下落，已知 1 号桩下沉，当 2 号桩泵入混合料时，泵送压力加大，钻杆提升速度放慢，也可在 30s 内，不提升钻杆，迫使 2 号桩的混合料又流向 1 号桩恢复到原设计标高。这种现象叫窜孔。 2.2 窜孔现象处理办法 1)采取大桩距的设计方案，增大桩距的目的在于减少新打桩机器的剪切扰动，避免不良影响。 2)改进钻头，提高钻进速度。 3)减少打桩推进排数，如将一次打好几排改为
10、2 排或 1 排，尽快离开已打成的桩，减少对已打桩扰动能量的积累。 4)必要时采用隔桩、隔排跳打方案，但跳打要求及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。 3 断桩、接桩 桩基施工完毕，对 CFG 桩及复合地基检测时，用低应变反射波法检测桩身混凝土的完整性，发现桩身裂缝的所在部位，应分析原因，得出自身问题是在施工时，由于提钻速度较快，空气未全部释放出来，致使桩身产生断面裂缝，另外是混合料的搅拌时间不够，和易性差，出现蜂窝麻面桩。外部原因是土建施工时机械挖基坑平整土方时，被挖掘机和铲车碰断。 解决方案是,浅部断桩,对断桩单独进行处理,剔除上部断桩,用与桩身相同的混合料按桩径设计标高补桩。如果
11、是外部原因土建单位用机械施工,造成大范围的浅部断桩,应与设计单位、监理单位、建设单位共同制定方案。一般情况下,在原定检测方案的基础上,选择几根断桩进行单桩复合地基静载荷试验,对比完整性桩和断桩试验结果,确定断桩是否能够使用,如果确定复合地基承载力和变形能满足设计要求,可不进行处理,实践经验证明,在静荷载试验的前几级荷载作用时,断桩下沉量偏大。主要原因是断裂面以下桩没有发挥作用,主要是桩间土在发挥作用,断桩所承担的荷载很小,但到了一定的荷载作用断缝闭合后,下部桩身开始发挥作用。而在设计荷载下,断桩的沉降与完好桩差距较小。如不符合要求，需进行设计方案论证。但在 CFG 桩施工时,要特别注意浅部的施工质量,在开挖基坑时,在桩顶标高以上 1m 处,一定采用人工开挖,以免碰断桩身,保证 CFG 桩的完整性和质量。 桩头断桩后进行接桩，当桩顶高程低于施工图标识高程时，如开槽或剔除桩头必须进行补桩，可采用比桩体强度高一等级的豆石混凝土接桩至施工图标识桩顶标高，注意在接桩过程中保护好桩间土。
