CFG桩复合地基具体应用

1CFG桩复合地基具体应用分析[摘要]参考多年来对CFG桩复合地基的相关研究，并结合实际工程，对CFG桩复合地基具体分析。CFG桩（CementFly-ashGravelPile）复合地基是20世纪90年代初出现的一种地基处理技术，CFG桩由水泥、碎石、粉煤灰掺水拌合，用普通振动沉管桩机施工而成，用各种成桩机制成的可变强度桩。CFG桩、桩间土和褥垫层共同组成复合地基，属刚性桩复合地基，具有可使地基承载力提高幅度大并具有很大可调性的优点。但是，复合地基载力不等于天然地基承载力和单桩承载力的简单叠加，而是二者之间的协调工作，目的是提高地基的承载力和地基的刚度。此法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。一、特点及适用范围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桩与素砼桩的区别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。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。就土性面言，CFG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。二、影响因素桩长、桩径、桩间距、褥垫层CFG桩是由桩体、桩间土和褥垫层三部分组成。在设计CFG桩复合地基时，首先要考虑到桩长、桩径、桩间距的大小，这三者是组成CFG桩复合地基必不可少部分。对于桩长的影响，主要表现在桩与桩间土所受荷载的分担比不同，桩越短，桩间土荷载分担比例就越高，桩间土受的荷载越大，桩间土的压缩变形越大，2桩长范围土的压缩变形也越大；反之，桩越长，桩间土荷载分担比例就越小，桩间土的压缩变形越小。由于CFG桩本身是一种刚性桩，其作用机理是通过桩间土的摩擦力来承担上部传来的荷载，通常确定桩长的设计原则是要求桩端落在强度较高、压缩性较小的土层上。CFG桩是由桩体、桩间土和褥垫层三部分组成，褥垫层是由颗粒状材料组成的散体垫层，其作用为：○1保证桩与土共同承担荷载，在基础与桩之间设置了一定厚度的褥垫层后，基础传来的荷载首先作用在褥垫层上，然后通过褥垫层将荷载传递到桩和桩间土上；○2调整桩与桩间土之间竖向荷载的分担比例，桩与桩间土的竖向荷载分担比例与面积置换率、桩的类型、桩间土的物理力学性质以及褥垫层的厚度等因素有很大的关系；○3调整水平荷载在桩与桩间土之间的分担比例，当褥垫层厚度增大到一定量时，桩受的水平荷载很小，水平荷载主要由桩间土承担，基础受水平荷载作用时，不会发生桩体折断；○4减小基础底面的应力集中，降低桩对基础的冲切破坏。上述可知，褥垫层厚度的大小，过小必然不能充分发挥桩间土的作用，过大导致桩、土应力比等于或接近1，桩的设置已失去了意义，通常褥垫层厚度取100－300mm为宜。三、施工质量控制要点A、施工准备1、资料和条件（1）建筑物场地地质勘探报告（2）CFG桩布桩图以及设计说明（3）建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料。（4）具备“三通一平”条件2、技术措施（1）确定施工机具和配套设备（2）材料供应计划，标明所用材料的规格、技术要求和数量。（3）试成孔应不少于2个，以复核地质资料以及设计、工艺是否适宜，核定选用的技术参数。3（4）按施工平面图放好桩位。（5）确定施打顺序。施打顺序与土性与桩距有关。软土中桩距较大，可采用隔桩跳打，饱和的松散粉土中施工，如果桩距较小，不直采用桩跳打方案；满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四周转圈向内推进施工。（6）复核测量基线、水准点及桩位、CFG桩轴线定位点。（7）振动沉管机沉管表面应有明显的进尺标记（以米为单位）。3、施工设备：螺旋钻机、混凝土输送泵、搅拌机。B、施工操作要点（1）正式施工前由技术人员复核测量基槽边线、水准点及桩位。边桩允许偏差1/6桩径，内桩允许偏差1/4桩径。（2）根据基坑平面尺寸，结合钻机的工作半径，画出钻机行进平面示意图，从整体上考虑钻机进出场路线、钻机就位和成桩顺序，并根据桩间距大小，决定采用连续成孔成桩方式，以满足工期较紧的要求。（3）开钻前，根据桩长在钻杆上标定尺寸，钻进成孔过程应根据地层变化及时调整钻进速度、角度，确保桩长和桩径。（4）粉煤灰混凝土配合比及搅拌开盘前根据粉煤灰混凝土配合比，确定现场配合比，调整磅秤，经检查各方面工作都准备好后，允许开盘。每盘粉煤灰混凝土搅拌时间在90s以上。（5）开工前的首盘混合料灌注前，应用清水洗管，随时检查泵管密封情况，以防漏水。工作结束后用清水涮管，谨防成桩过程中堵管，影响成桩质量。（6）注意桩底灌注质量，先进行压灌，然后提钻开筏门，确保桩下端直径，从而确保单桩承载力。（7）现场开工前应进行试验，确定混凝土输送泵泵量与提钻速度的关系。应始终将钻头埋在混凝土面下50cm，根据泵量与卷扬提钻速度确定提钻速度，并保持该工艺参数的持续性。一旦调整应随时对其工艺参数做相应调整。（8）在成孔泵送混凝土时，前后台应及时相互发信号配合沟通，避免桩身4灌注时配合不一导致断桩。根据桩长和桩径考虑充盈系数和损耗，从总体上把握当前桩的混凝土总量，若超过混凝土总量上限，则要考虑是否出现了“串桩”等异常情况，会同相关人员提出进一步的措施。（9）成桩24h不得扰动桩顶及土体。（10）首先用水准仪将设计桩头标高打在桩身上，然后由两个工人用两根钢钎在截断位置从相对方向同时剔凿，将多余的桩截掉。（11）冬期施工，截桩完毕铺褥垫层前，要用草帘子覆盖桩间土及桩顶，防止受冻而影响复合地基的整体承载力。（12）铺中粗砂褥垫层时，用平板振动器均匀夯压3~4遍，不宜过分夯压，以防扰动桩间土，从而影响复合地基的整体承载力。（13）钻机行时、移位过程中，要防止钻机压桩或过分挤压、扰动桩间土，从而导致断桩。（14）断桩及桩身达不到标高处理方法桩顶下1m以上断桩，将断桩挖出，按600直径挖至断裂部位后，清除桩头泥土，用C20砼浇灌至设计标高。桩顶下1m以下断桩，应进行补桩。桩身达不到标高，应按600直径开挖至现有标高，清除桩头泥土，用C20砼浇灌至设计标高。C质量保证措施1施工质量保证机构建立由项目经理领导、项目副经理中间控制，技术质量组全体人员基层检查的管理系统，以确保各项质量保证措施落实到各分部工程及各道工序中。并在施工过程中设专职质量员，班组设兼职质量员进行自检互检，发现不符合质量标准的问题及时纠正。2.施工质量保证措施2.1严把材料进场关，保证使用符合规范要求的水泥、砂、石、外加剂等材料，并做好材料试验，并认真填写有关记录；2.2砼强度必须符合设计要求，现场施工时每工作日制作一组砼试块(100×100×100)，并做好砼试块制作记录和试块的现场养护；52.3现场堆放的材料必须有专人保管，并有一定的保护措施，防止受冻、受潮，影响混凝土质量。2.4混凝土现场浇灌过程中一定要确保桩体混凝土的密实性，保证桩截面尺寸，钻头提升应保持匀速，提升速度不得大于混凝土浇筑速度，防止发生缩径，断桩。2.5浇灌过程中即随时监控混凝土质量，确保混凝土的和易性和塌落度。2.6做好并收集、整理好各种施工原始记录，质量检查记录、设计变更、现场签证记录等原始资料，并做好施工日志。2.7因由地泵至CFG桩操作面的距离较长，所以每根桩浇注混凝土前，应对泵管中剩余混凝土进行塌落度检测。2.8预防断桩：①砼塌落度应严格按设计规范要求控制。②灌注砼前应检查砼搅拌机，保证砼搅拌时能正常运转；2.9清基底及运料时，用跳板铺设作为运输路线，以免扰动基底土质。如在清土时发现有水，在边坡处设排水沟或集水坑。D、CFG桩施工完毕，对桩进行低应变桩身完整性检测和单桩承载力检测，桩身完整性随机抽取桩数的10%，静载抽几根即可。桩的承载力，必须达到桩的极限承载力。四结论综上所述，只要设计合理，施工按照规范严格执行，CFG桩复合地基方法处理的地基承载力可以提高3-5倍，且有利于抗震设防，因而它可以广泛应用于地震区的多层、小高层及高层。