摘要：CFG樁復合地基因其施工工藝便捷，地基變形小，造價便宜在我國得到快速的發展和應用。結合居民遷建項目中的CFG樁施工，對CFG樁施工施工流程、施工工藝及施工難點進行了闡述。工程施工中對施工質量需要加強，質量控制要點需仔細分析，為其他工程讓工程提供借鑒。

關鍵詞：CFG樁、復合地基、施工工藝

1.前言

1.1 CFG樁簡介

CFG樁是英文Cement Fly-ash Gravel，Pile的簡稱，用成樁機將碎石（石屑）、砂粉煤灰和水泥加水加工成的具有一定黏結強度和壓縮性的半剛性樁體。CFG樁、樁間土和褥墊層共同構成了CFG樁復合地基（見圖1）。伴隨著我國城市化建設腳步的進一步加快，各區域各地塊高層、小高層、多層住宅拔地而起，由于CFG樁不需要配鋼筋，樁體利用工業廢料粉煤灰和石屑作摻和料，極大的降低了工程造價，并且具有變形模量高，施工工藝便捷，地基變形小，承載力提高幅度大的特點，因此該技術在地基處理中得以廣泛使用，并取得良好的效益和社會效益。

1.2CFG樁復合地基中褥墊層的作用機理

在復合地基中,CFG樁的樁體壓縮模量比樁間土壓縮模量高，因此在荷載下作用下，樁體壓縮變形比樁間土壓縮變形小。褥墊層的存在就是協調樁體與樁間土變形。樁體在豎向荷載的作用下，逐漸刺入褥墊層中，通過褥墊層的流動補償作用使得樁和樁間土始終共同承載荷載。樁和樁間土的荷載承載值隨著時間軸趨于一個常值，見圖2(圖中Pp為樁承受荷載，Ps為樁間土承受荷載)。原因是樁和樁間土從在摩擦力，樁間土的位移大于樁的位移是負摩擦力，樁的位移大于樁間土的位移是正摩擦力，詳見圖3。Zo的范圍內，土的位移大于樁體位移，Zo深度以下,樁的位移大于土的位移,Zo處樁體和土的位移相等該位置為樁體的中性點。

 

 

圖 1 CFG 樁復合地基示意圖

 

 

圖 2 CFG 樁和樁間土荷載分擔比隨荷載變化曲線

 

 

圖3 樁土位移和樁體軸力隨深度變化對照

2.工程概況

2.1工程概況

居民遷建項目位于狼城崗鎮規劃新鎮區。主要建設內容包括住宅工程、公共服務設施、商業用房、區域內外基礎設施等。

本地塊CFG樁樁長15米（11#樓樁長17.5米），樁徑400mm，總樁數3124根。

2.2施工部署

根據本工程的施工特點和設計要求，選用2臺KL600B/C型長螺旋鉆孔機進行CFG樁基施工，然后用2臺HBTD40-04-56混凝土輸送泵和250KWA柴油發電配合施工。

施工順序為由東向西、再由西向東依次進行，便于施工道路及混凝土車行進，先施工車庫范圍內主樓CFG樁，在施工車庫外主樓CFG樁。然后再根據此施工順序進行樁間土開挖、截樁頭施工，整個工程分段進行流水作業，統一安排，運用科學的、先進的施工方法，全面展開各段工作面。因此，合理安排好總體施工順序，穿插施工，處理交叉作業施工間的關系是加快施工進度、完成本工程施工的關鍵。

2.3施工流水段劃分

本工程根據鉆機數量分為兩個施工流水段，第一個流水段F-1#樓→F-2#樓→F-3#樓→F-4#樓；第二個流水段為F-14#樓→F-13#樓→F-12#樓→F-11#樓→F-10#樓；第三個流水段為F-7#樓→F-8#樓→F-9#樓→F-6#樓→F-5#樓→F-10#樓。

 

 

鉆機施工運行路線圖

3.工程地質條件

3.1工程地質

（1）本工程地基基礎根據河南省地礦建設工程(集團)有限公司2017年11月提供的《中牟縣黃河灘區居民遷建狼城崗試點項目E、F、G地塊巖土工程勘察報告》（詳細勘察）進行設計，根據鉆探、標貫、靜力觸探及室內土工試驗結果，在勘探深度內將地層共分為8層，本工程持力層為⑤粉砂（Q4al+pl）層。

（2）地形地貌：場地較平坦，場地標高最大高差約2.0m。地層結構簡單，地貌單元，屬黃河沖洪積平原區。

（3）場地自上而下主要地層情況見表1：

 

 

 

3.2水文地質條件

（1）本場地勘察期間地下水水位埋深6.7-8.8m（標高約71.00m）。本場地地下水對混凝土結構具微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性。

（2）地基土的凍結深度：＜0.60m。

3.3地基、基礎形式

（1）本工程住宅主樓采用筏板基礎，以第(1)層粉土層為持力層，其地承載力特征值為fak=120Kpa。地基采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)處理矩形布置 ，樁徑400mm，樁中心間距1.60米，有效樁長均為15米。

（2）樁端持力層為第(5)層粉砂層。

（3）根據巖土工程勘察報告估算,單樁豎向抗壓承載力特征值為 Ra=400kN，處理后復合地基承載力特征值為fspk=230kPa。

（4）樁身混凝土強度等級C20。

（5）施工前應做3組試樁，以確定施工工藝、坍落度、混凝土泵送量、提拔鉆桿時間。成樁28天后進行現場復合地基載荷試驗和單樁靜載荷試驗，檢驗復合地基承載力，并測定試塊標準養護28天抗壓強度。提出正式檢測報告，經建設單位及設計單位復核、認可后方可進行工程樁施工,工程樁應與試樁施工工藝及參數相同。

（6）CFG樁施工時，樁頂標高應高出設計樁頂標高0.5m。

（7）電梯基坑放坡處的CFG頂標高，按現場基坑底板放坡所需的樁頂標高來截樁。

（8）砂石褥墊層采用200mm厚,最大粒徑不大于30mm的3:7砂碎石鋪設；褥墊層應采用靜力壓實法施工，夯填度不得大于0.90，褥墊層伸出素混凝土墊層邊緣200mm。

（9）清土和截掉超打部分樁頭時，應采用小型機械或人工剔除等措施，不允許使用大型機械或爆破，不得造成樁頂標高以下樁身斷裂或樁間土擾動；在樁頭清理時，樁間土不要受擾動，嚴禁大型機械及車輛在樁間土上行動。

（10）清理樁頭時，要注意保護樁間土不受擾動，禁止車輛進入基坑。若CFG樁從自然地面施工時， 應注意上部空樁對周圍的影響。

4.施工工藝流程及施工工藝

4.1施工工藝流程

 

 

圖3工藝流程圖

4.2施工工藝

螺旋打樁機就位→鉆頭輕著地后旋轉開鉆→放下鉆頭→鉆孔完成，清孔并測定深度→泵送混凝土→樁間土清理→截樁頭→CFG樁基檢測

4.3施工方案

4.3.1 測量放線

根據規劃局給定的交樁記錄，結合設計院施工圖紙進行放線工作。

①測定各軸線控制點：依據主控制點，用全站儀進行定位。

②埋設半永久性控制點：依據有關規定，將控制點引至相對穩定的位置，施工中加以保護，直至竣工驗收。

③測定樁位點：按照復驗合格后的各軸線控制點進行樁位放樣，具體放樣時采用雙控法，保證樁位誤差不大于20mm。

 

 

 

4.3.2鉆孔

本工程工程樁間距為1.6米的采用連續鉆孔的施工工藝。

具體施工方法如下：

①將場地平整到規定標高，確定樁機入土深度和壓灌有效長度。為保證成樁長度，在施工中，根據地面變化情況，隨時調整鉆進深度及壓灌深度與停灌面標高，以保證有效樁長達到設計要求。

②鉆機就位前，再次校對樁位的準確性，保證樁基位置。樁位復核無誤后，鉆機就位，就位誤差≤20mm，對中調平保證垂直度偏差≤1%。

③鉆機鉆進

a、用電動機帶動鉆桿轉動，使鉆頭螺旋葉片旋轉切削土體，土塊隨螺旋葉片上升，經排土器排出。開始鉆進時，應采用高轉速低進入的工藝，輸土方便，且鉆進阻力小，效率高。在鉆進中應盡量避免鉆桿晃動，以免擴大孔徑，造成浪費。

b、鉆進過程中，經常檢查鉆機的平整度和鉆桿的垂直度；并根據地層巖性，選擇適宜的鉆進速度和轉速，保證切削下來的土體能及時地旋帶出來，確保成孔速度及質量。

C、在鉆架上用紅漆標記鉆桿長度，便于及時復核鉆孔深度及標高。深度達到設計要求后，先自檢，再報監理復檢，合格后方可壓灌砼。

4.2.4 泵送混凝土

混凝土灌注采用地泵進行施工。

鉆孔前通過導管將地泵與螺旋鉆機鉆桿進行連接。先泵送砂漿進行潤管，用筷子將鉆桿底部出灰口閥門進行封閉，避免鉆孔過程中土進入鉆桿內；然后開始鉆孔，待鉆機鉆孔達到設計深度后向上提起20～30cm，然后用地泵進行泵送混凝土，直至灌入至樁頂以上50cm處，完成CFG樁基混凝土灌注，并做好記錄。

具體施工工藝及注意事項如下：

（1）鉆機鉆至設計深度后，停止鉆進，將砼輸送軟管兩端分別與鉆桿頂部及砼輸送泵連接，將普通細石砼由輸送泵以一定的壓力經輸送軟管、長螺旋鉆桿內腔向孔底壓灌。施工第一根樁時，應先澆兩斗與砼同比例的水泥砂漿進行輸送，然后再輸送砼；輸送泵壓采用10--12Mpa，提鉆速度采用1.2~1.5m/min。

（2）提升鉆桿：邊向孔內壓灌砼，邊提升鉆桿；應按計量控制鉆桿的提升速度及高度，直至砼達到設計的樁頂標高。嚴禁過速提鉆，以防出現斷樁和縮頸，過砂層時尤其要注意。

（3）為保證樁頭質量，在設計樁頂標高以上，超灌500mm。

（4）按規范要求，進行試塊的制作、養護及送檢。

（5）成樁，認真做好施工記錄。

（6）將鉆機旋出的樁基渣土采用小挖機清理至原地面標高，裝載機將渣土運至指定棄土場，集中進行外運。

（7）重復上述步驟，繼續下一根樁的施工。

4.2.5 樁間土開挖

在CFG樁達到一定強度后開始采用小型挖機進行樁間土開挖，沿樁基中心線兩側退挖方法，挖不到的地方采用人工配合開挖、清理樁頭。邊挖邊將挖出的土臨時堆放在車庫上，然后將樁間土集中清運場地外的臨時存土場，便于以后進行車庫四周及頂板土方回填。

開挖過程中必須專人盯控，邊挖邊測量標高，剩余30cm土采用人工清理，避免擾動原狀土。開挖過程中控制挖樁速度與精度，避免挖機與樁頭直接接觸，確保樁頭質量。

4.2.6 截樁頭

土方開挖完成后，在樁身上用紅油漆標記出設計樁頂標高，然后采用CFG截樁機進行截樁頭，邊開挖邊截樁頭邊清理樁頭，避免機械二次進入擾動原狀土。

截樁頭采用帶合金鋼鋸的截樁機，在樁頂設計標高處沿樁周邊切15cm深的切口，共切3刀，刀間距按120°布置，以確保樁周邊均被切割為宜。采用3根扁口鋼釬間隔120°，沿徑向楔入樁體，直至上部樁體斷開，樁頂采用鋼釬修平。樁頂標高用水準儀嚴格控制，樁頂允許偏差0～+20mm。截樁過程中，不得造成樁頂設計標高以下的樁體斷裂和擾動樁間土。如果發生斷裂，必須及時清除樁頭余土，樁頂鑿毛后采用同標號的混凝土補齊到相應標高并做好養護。

對于需要進行單樁承載力和復合地基承載力檢測的樁頭采用角磨機將樁頭表面整體磨平。

將截掉的樁頭采用渣土車集中清運至業主指定位置。

4.2.7 CFG樁基檢測

檢測項目及要求如下：

施工質量檢驗主要應檢查施工記錄、混合料坍落度、樁數、樁位偏差、等；

CFG樁復合地基承載力檢驗應采用復合地基靜載試驗和單樁靜載荷試驗；

承載力檢驗宜在施工結束28d后進行,其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少于總樁數的1%，且每個單體工程的復合地基靜載荷的試驗數量不應少于3點；

應抽取不少于總樁數的10%的樁進行低應變動力試驗，檢測樁身完整性。

5.施工中常遇問題的預防及處理措施

5.1進尺困難

（1）進尺速度太快造成憋鉆：應控制鉆進速度，宜采用中、高轉速、低扭矩、少進尺的方法，使得螺旋葉片之間保持較大的空間，才能收到自動輸土，鉆進阻力小，成孔效率高的效果。若實際發生應立即停止鉆進，將鉆桿提出，清凈鉆桿葉片間的夾土（砂）或夾泥，然后根據電流大小，分段多次鉆進，采取每次少鉆進多提拔清土的鉆進方法。

（2）鉆機功率不夠，鉆頭傾角和轉速選擇不合適：應根據工程地質條件，選擇合適的鉆機、鉆頭和轉速。

（3）遇障礙物及堅硬土層：清除后填土再鉆及更換鉆頭。

5.2 堵管

發生堵管的因素較多，應查清堵管的原因，具體對待。

（1）砼質量不好，未嚴格按照配合比選擇骨料。

（2）地下水進入管內，造成砼離析而堵管：

5.3 砼在輸送管道內停留時間過長而堵管

（1）機械設備出現故障，不能及時維修造成管內砼初凝：應在開工前維修好設備，還要有備用主機可隨時更換，確保施工中運轉良好。若實際發生，應在修理的同時，盡快將管道內的砼在其沒有凝固之前清除干凈。

（2）鉆機移位鉆下一個孔時，因鉆進時間過長，導致管內砼初凝：開工前應認真分析研究地質情況，清除障礙物，選擇合適的鉆機功率及鉆頭，對不可遇見難鉆孔位,應暫時撇開，改鉆別孔，待查清原因后再重新鉆進。若實際發生，應抓緊時間徹底清除管道內的砼。

5.4鉆桿頂端彎管內存留定量砼

當一根樁灌完砼移鉆下一根樁時，因上一根樁灌注的砼在鉆桿頂端彎管內有一定存留，隨著下一根樁的施工，動力頭擺動，彎管內的砼受到振動，加之隨著鉆桿的下降后面軟管內砼的壓力（或推力），砼會徐徐下落至鉆桿底部，受熱發生離析或凝結，再次灌注時鉆頭葉片打不開：我們采取當一根樁灌完后，通知開泵人員反泵二次，杜絕此類現象發生。

5.5樁身混凝土質量差

（1）樁身分段不均勻，混凝土離析：控制混凝土坍落度，混凝土出場4小時后不得再用。

（2）提升速度過快，造成砼不密實：選擇適宜的提升速度。

5.6縮徑

實際澆筑的混凝土量小于設計量時，應當考慮出現縮徑現象?？s徑時，應及時查清原因，在砼未初凝（或凝固）之前，重新下鉆灌注，做到實際用量不小于設計方量。造成縮徑的原因有以下幾點：

（1）提升速度過快：應根據泵量，選擇適宜的提升速度；

（2）輸送壓力不夠造成縮徑：應檢查輸送泵，確保輸送壓力；

（3）鉆頭直徑小于設計的樁徑：在規定時間檢查測量鉆頭大小，并且在施工中要有備用鉆頭。

5.7擴徑

實際澆筑的混凝土量大于設計量時，應當考慮出現擴徑現象。擴徑會造成材料浪費、成本增加 、延誤工期等，因此要探究原因，分析原因，提出解決辦法。

（1）地層松軟：認真研究地質資料，對松軟段采取適當加大提速的辦法。

（2）泵壓較高：施工前選擇適宜的砼輸運泵。

5.8串孔

因地層較松軟，兩個樁間設計間距小，在澆筑混凝土時壓力大造成了串孔。造成串孔時只能多澆筑混凝土，保證樁身完整性：

（1）兩個樁間設計間距小時，應采取跳打或隔排跳打。

（2）根據地質情況，計算空洞側壁承受的測壓力，選取適宜的設備和壓力。

（3）提升速度過慢，混凝土重量側壁造成串孔。我們采用HBTD40-04-80泵，灌注φ400樁時，提升速度控制在1.2~1.5m左右，最大不能超過1.5m。

5.9 斷樁或少灌

混凝土灌注完成后隨著混凝土滲入到土層，混凝土面下降，造成樁頂標高低于設計樁頂標高。在樁間土開挖過程中，挖掘機司機違規操作，挖機將樁頭碰斷，造成斷樁，達不到樁頂設計標高。具體情況的應對及解決措施：

在灌注混凝土時，控制混凝土輸送泵壓力和鉆機上升速度，在灌注至最后3米時減慢上升速度；

樁間土開挖前對司機進行技術交底，開挖過程中控制開挖速度，并安排專人盯控，對于小挖機挖不到的位置采用人工配合清理，避免因為偷懶造成樁頭斷裂；

出現上述兩種情況后采用不低于樁基標高的混凝土補平至設計樁頂標高。

6.結語

CFG樁復合地基技術針對加固軟弱性質的地基，具備一定的優勢。本文根據CFG樁復合地基的研究發展現狀，結合工程實例，主要從以下幾方面進行了分析。首先，針對CFG樁復合地基工作機理進行了分析，闡述了復合地基的相關概念和褥墊層的合理設置及其作用,再次，CFG樁復合地基技術在工程施工中工藝要求及保證樁體質量的注意事項；最后，結合具體的工程實際案例闡述了CFG樁復合地基技術的具體應用。

參考文獻:

[1]潘紀順，劉志偉，姬計法，等.CFG樁復合地基承載性狀的試驗研【J】.地質與勘探，2001,37（4）：92-94.

[2]王長科,郭新海.基礎-墊層-復合地基共同作用原理【J】.土木工程學報，1996,29（5）:30-35.

[3]閆明禮，張東剛.CFG樁復合地基技術及工程實踐【M】.北京：中國水利水電出版社，2001:49-51.

[4]吳春林，閻明禮.CFG樁及其復合地基水平荷載作用下的性狀【J】．工程勘察，1996（4）:18-21.

[5]李少和，易發成.CFG樁復合地基的基本原理及工程應用【J】.西部探礦工程，2005（9）：19-21.

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