一、引言

 

　　近些年来，随着地基处理技术和复合地基理论的发展，复合地基技术在我国房屋建筑、高等级公路、铁路、机场、堤坝等土木工程建设中得到广泛应用。复合地基技术的推广应用产生了良好的社会效益和经济效益。

 

　　CFG(C-Cement，F-Flyash，G-Gravel)桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，CFG桩复合地基由中国建筑科学院地基所研制成功，现已列入国家行业标准《建筑地基处理技术规范》。CFG桩体材料主要由碎石、砂、粉煤灰，与适量水泥和水拌制而成。桩体与桩间土体共同作用，组成水泥粉煤灰桩复合地基。加固处理后，地基承载力可达到200KPa以上。由于CFG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，工程造价一般为桩基的1/3～1/2，具有施工速度快、工期短、工程造价较低的特点，目前在全国的多个省市推广应用。

 

　　振动沉管CFG桩施工工艺属于非排土成桩工艺，主要适用于粉土、粘性土及素填土地基及松散砂土等地质条件，尤其适用于松散的粉土、粉细砂的加固；采用振动沉管CFG桩施工工艺的CFG桩复合地基可以提高地基承载力、减少地基变形以及消除地基液化。

 

　　振动沉管CFG桩施工质量控制中常见的问题有：

 

　　缩颈和断桩

 

　　①缩颈。在饱和软土中打桩时，由于己打桩强度尚未达到要求，新打桩对已打桩进行挤压，使己打桩变形，造成缩颈；灌注混合料时拔管速度过快或振捣不到位，就会出现桩径突然变细或桩身不规则变形的现象发生。

 

　　②断桩。在上部有较硬的土层或中间夹有较硬土层的土中成桩，桩机的振动力大或者桩距过近、已打桩强度没有上去而被振裂；开挖基坑时方法不当也能导致浅层断桩。

 

　　2.桩料与土的混合

 

　　如果混合料坍落度大、钻孔完成时提钻速度过快，钻头泥土与CFG桩混合料同时落入孔内，导致桩身掺土等缺陷。采用活瓣桩靴成桩时，可能出现的桩靴开口的宽度不够，混合料下落不充分，造成桩端与土接触不密实。

 

　　所以，振动沉管CFG桩施工时，要控制拔管速率，选择合理的桩距、施打顺序及混合料的坍落度，设置合理保护桩长等。

 

　　施工扰动土的强度降低

 

　　振动沉管成桩施工工艺，对密实度较高的土，振动使土的结构强度、密度减小，承载力下降。4.桩体强度不均匀

 

　　灌注混合料时，拔管速度太快可能导致桩颈偏小或缩颈断桩。拔管太慢或过捣，都会使得桩的端部桩体水泥含量较少，桩顶浮浆过多，且混合料也容易产生离析，造成强度不均匀。5.桩身不密实

 

　　混合料塌落度过小导致混合料无法充分填充桩身，造成桩身不密实。

 

　　6.堵管

 

　　堵管直接影响CFG桩的施工效率，增加工人劳动强度，造成材料浪费。特别是故障排除不畅时，使已搅拌的混合料失水或结硬，增加了再次堵管的几率，给施工带来很多困难。

 

　　解决问题的途径及对策

 

　　严格控制拔管速率，执行“隔排隔桩跳打”施工顺序。

 

　　拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩项浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。拔管速率控制在每分钟1.2m-1.5m。成桩过程应该连续进行，避免供料出现问题导致停机待料。

 

　　对已打桩的影响主要是振动破坏，采用隔排隔桩跳打跳打工艺，若已打桩结硬强度又不太高，在中间补打新桩时，已打桩有时被振裂。桩基设计时布桩应合理，桩距尽量控制在大于4倍桩径。如设计上无法保证足够的桩距，为防止施工过程中造成缩径和断桩，一般情况下都应严格执行“隔排隔桩跳打”施工顺序。满堂布桩，无论桩距大小均不宜从四周向内推进施工。施打新桩时与已打桩间隔时间不应小于7天。

 

　　采用螺旋钻预引孔。

 

　　对于灵敏度和密实度较高的土质，振动会使土的结构强度破坏，密实度减小，承载力下降，应采用螺旋钻预引孔，再用振动沉管机制桩，避免扰动桩间土，减小施工扰动土的强度降低。

 

　　控制好混合料的坍落度

 

　　现场坍落度控制在180-200mm每车测试坍落度两次，增加抽测次数，达不到要求坚决退场；严禁泵送时加水，发现加水者采取罚款措施。

 

　　大量工程实践表明，坍落度的大小对CFG桩施工质量影响最为显著。混合料坍指度过大，会形成桩顶浮浆过多，形成硅的离析和泌水，桩体强度也会降低；而且会导致混凝土流动性降低，频繁堵管。混合料和易性好，成桩质量容易控制。

 

　　4.设置保护桩长

 

　　每根桩在加料时，要比设计桩长多加0.5m桩长的混合料。用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3-5s，提高桩顶混合料密实度。上部用土封顶，增大混合料表面的高度，己沁增加了自重压力，可提高混合料抵抗周围土挤压的能力。在上部基础施工时再将保护桩长剔除掉，确保成桩与设计标高一致。同时褥垫层铺设应保证桩顶以下30-50mm；即桩体嵌入褥垫层30-50mm。褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，也可采用动力夯实法，夯填度(夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值)不得大于1%。

 

　　5.堵管应根据不同的原因及时排除故障，采取合理的措施减少堵管次数。一般情况下有下面几种原因：混合料配合比不合理；混合料搅拌质量有缺陷；设备原因；冬季施工措施不当；施工操作不当等。

 

　　6.加强施工过程中的监测和反馈

 

　　在施土过程中，应加强监测，及时发现问题，以便针对性地采取有效措施。重点应做好施工场地和已打桩桩顶标高观测，经纬仪跟踪进行桩轴线的控制，及时抽查浇筑质量，对承压水压力较高的场地应钻探深井降低水压力，褥垫层施工前桩间浮土必须清除干净等几方面的监测工作。沉管灌注成桩在施工过程中还应观测新施工桩对已施工桩的影响，当发现桩断裂并脱开时，必须对工程桩逐桩静压，静压时间一般为3min，静压荷载为保证使断桩接起来为准。

 

　　结束语

 

　　CFG桩复合地基具有承载力提高幅度大，地基变形小等特点，是一种考虑桩土共同作用是一种经济型的地基处理方法。CFG桩复合地基工程设计施工要领会其作用机理，承载力的确定要考虑工程实践经验和边载因素的影响，以确定适宜的桩长、桩距、垫层厚度以及合理施工工艺等，就可以达到良好的加固效果。

 

　　参考文献

 

　　1、《公路软土地基路堤设计与施工规范》JTJ01-96，人民交通出版社1996

 

　　2、《CFG桩复合地基技术及工程实践》闫明礼等中国水利水电出版社2006

 

　　3、CFG桩及其复合地基特性的研究中国建筑科学研究院硕士研究生论文吴春林1990年9月

 

　　4、《复合桩基与复合地基理论》龚晓南1999年

 

　　5、《CFG桩复合地基设计》闫明礼等见：第四届地基处理学术讨论会论文集1995.