所谓的CFG桩，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。近年来，在许多高层建筑的地基中已广泛使用CFG桩复合地基。大量工程实践证明，CFG桩复合地基承载力不会有问题，可能出现的问题是CFG桩的施工质量控制问题。因此，为了保障CFG桩的施工质量，进而巩固整个建筑施工的质量，就需要施工单位对CFG桩的施工要有应有的重视，采取有效措施做好施工质量的控制，抓好各工序的施工保障工作，提高施工质量和施工速度。

 

　　1工程实例

 

　　某项目2栋16层的住宅楼，设1层地下室车库。工程设计为筏板基础，因建设地址原为一鱼塘，地基较为流塑淤泥质土层中部土层地质为高压缩性淤泥层和承压水的砂土层，判定为第四纪地层石灰系基岩地区，由钻探揭露，场地内岩土地质特征浅部主要由人工填土（Qml）层厚0.90～2.70m，平均厚度1.63m、耕土（Qpd）层厚0.20～0.50m，需采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）对原地基进行处理，筏板基础部分fsp.k≥320kPa。

 

　　2CFG桩设计概况

 

　　本工程基坑面积较大，地势平坦，场地开阔，与周边建筑物相距较远。地下室基坑支护已完成，基坑开挖至地下室基础以上0.3m，场地经人工整平，基坑排水设施完善，同时也满足桩机行走施工。本工程CFG桩采用3台ZKL-800型步履式长螺旋钻孔机施工，设计桩径为Φ500，桩身采用C20商品混凝土浇筑，共施工CFG桩6692根。

 

　　本工程CFG布桩采用矩形布置，桩距700mm～950mm，CFG桩直径为D=500mm，桩端持力层为强（中微）风化岩面，桩芯砼强度等级为C20，褥垫层采用3：7砂石垫层，要求复合地基处理后的地基承载力特征值fspk≥320kPa。

 

　　CFG桩结构平面布置图

 

　　3CFG桩施工流程

 

　　CFG桩机定位—→旋转钻进下沉—→混凝土进料—→停钻提升钻杆约0.5m—→灌注混凝土—→提升钻杆、灌注料至孔口—→关闭提升机—→移至下一根桩重复以上工序。

 

　　4CFG桩施工质量的控制

 

　　对于高压缩性淤泥层，流塑淤泥质土层，承压水的砂土层的地基，CFG桩施工工艺流程，质量常常出现窜孔、缩桩和桩身夹泥、桩体存气和空心现象、桩身强度、桩底是否到持力层这六项指标，现场质量管理和监控要点如下：

 

　　4.1施工工艺流程

 

　　4.1.1定位

 

　　场地应先整平，清除桩位处地上、地下一切障碍物。将CFG桩机移到指定桩位，钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度，也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查。满足要求后，方可开钻。

 

　　4.1.2钻孔下沉

 

　　桩机定位调整正常后，起动电机转动钻杆，放松桩机钢丝绳，桩机动力头沿导向架切土旋转下沉，下沉速度由电机的电流表控制。工作电流不应大于180A，如果下沉速度太快，可收紧钢丝绳保持匀速下沉钻进。

 

　　4.1.3备料（商品混泥土）

 

　　CFG桩机钻进过程中，提前通知混凝土公司进料，在前一车混凝土未灌注完之前应有料车等候灌注，防止断料、停料。桩身混凝土设计强度为C20，混凝土坍落度为180～220mm。

 

　　4.1.4混凝土灌注

 

　　成孔至设计深度后，现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆约0.5m，并同时通知司泵开始灌注混凝土并保持连续灌注。施工中要控制提升速度，保持钻头埋入混凝土内灌注，混凝土埋钻高度大于1.0m；灌注混凝土至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高70cm（至槽面上30cm左右），以保证桩顶标高和桩顶混凝土质量均符合设计要求；灌注混凝土之前，应检查管路是否顺畅稳固；每班第1根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路。现场设专人负责检查混凝土灌注质量及意外情况的处理；商品混凝土进场后应立即灌注（2h内），严禁长时间搁置。

 

　　4.1.5桩机移位

 

　　上述施工流程完成后，将桩机移至另一根桩位，挖土机清理返起的虚土，按上述工艺流程施工其他桩基。

 

　　4.2窜孔现象

 

　　在高压缩性淤泥层，流塑淤泥质土层，承压水的砂土层、流砂层和饱和细砂层、粉砂层中粉砂层中施工CFG桩常出现窜孔现象。在一般情况下，完成一根桩所需时间为20min～30min，完成已完成的桩后，在相邻桩钻进成孔过程中，已完成的桩混合料尚未凝固而流向相邻桩钻孔中，所以发现已完成的桩突然下落，已知已完成桩下沉，当相邻桩泵入混合料时，泵送压力加大，钻杆提升速度放慢，也可在30s内，不提升钻杆，迫使相邻桩的混合料又流向已完成的桩恢复到原设计标高。

 

　　4.3缩桩、桩身夹泥现象

 

　　拔管速率太快会出现导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢也会出现造成水泥浆分布不均匀，桩顶浮浆过多和弃土堆积过高，桩身强度不足和形成混和料出现离析现象，导致桩身强度不足、断桩或桩身夹泥现象。

 

　　预防缩桩、桩身夹泥质量措施方法严格控制拔管速率，因此施工时，正常的拔管速率应控制在2～3m/min。本工程由于地质多为松软土层上施工时，机长与泵工应密切配合，提升速度必须与泵入混合料的速度相配合，面对这类土层，建议将提升的速度放慢，适当加大泵送混凝土的压力，加大混合料的流动性，防止缩桩和桩身夹泥。

 

　　4.4预防桩体存气、空心质量措施方法

 

　　4.4.1钻杆成孔过程中，管内充满空气，钻孔到设计底标高，开始泵压注入混合料，此时要求排气阀能将管内空气排出，若排气阀被混合料浆液堵塞，不能正常工作，钻杆管内空气无法排出管外，就会导致桩体存气，桩身形成桩身中间存在空桩或桩身部分存在空洞，严重影响桩身质量和桩承载力。提钻泵送过程中，旁站人员要经常敲打输送管，确认管内混合料是否充实，以保证桩体密实度。

 

　　4.4.2为保证排气阀正常工作，杜绝桩体存气，产生空洞和空桩现象，施工时按施工程序操作，加强员工质量知识和业务技术的培训，提高员工的工作能力，经常检查排气阀是否正常，若发现堵塞，及时采取措施加以清洗或更换。

 

　　4.5桩身强度质量措施

 

　　4.5.1CFG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60kg/m3～80kg/m3，混凝土的碎石粒径以5-16mm左右为宜。

 

　　4.5.2混合料应按设计配合比经搅拌机拌和，塌落度、拌和时间应按规范进行控制，商品搅拌车送料到施工现场后，应先充分搅拌后灌注；搅拌的混合料必须保证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机芯管内。

 

　　4.5.3桩身混凝土浇筑至桩顶时，必须确保有保护桩头，利用钻桩时产生出的泥土作护壁，把混凝土浇筑至桩顶设计标高高出700mm，以免桩身混凝土在终凝前周边泥土落入，造成局部桩身砼存在夹渣。在截取保护桩头前应准确测量桩顶标高。凿除桩头时严禁单边打眼破桩头，防止桩头成斜面或破损，截取后的桩头面应是水平面。

 

　　5施工质量检测结果

 

　　按照《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002的要求随机抽选了CFG桩总桩数的10%的桩，共抽检670根桩进行低应变动力检测，CFG桩总桩数的0.5%进行复合地基荷载试验，共抽检34点。

 

　　（1）低应变法试验：Ⅰ类桩648根，占所有测桩数的96.7%；Ⅱ类桩22根，占所有测桩数的3.3%均无Ⅲ类桩。

 

　　（2）复合地基载荷试验：34点在最大试验荷载取设计特征值2倍荷载即640KPa作用下的累计沉降量介于10.34mm～16.04mm之间，均未超过压板直径或边长的0.06倍，单桩复合地基载荷试验的P～S曲线圆滑，没有出现极限荷载点起始的直线陡降段，在受荷阶段均为出现极限荷载特征，极限承载力均≥640KPa。

 

　　6工程效果总结

 

　　本工程CFG桩复合地基施工过程中，项目部在施工质量等方面均实施了有效监控，桩施工进度控制在33个日历天内全部完成6692根。本工程的施工实践表明，对CFG桩施工工艺流程，窜孔、缩桩和桩身夹泥、桩体存气和空心现象、桩身强度、桩底是否到持力层这六项质量控制的主要指标，只要在施工前确定人员、机具、工艺、材料、环境等方面的关键控制点，制定有针对性的质量控制措施，并在施工过程中切实贯彻落实，有效减少CFG桩Ⅱ类桩出现情况，确保施工质量，并能够达到设计和验收规范要求和大大提高施工进度。

 

　　7结语

 

　　综上所述，近年来在许多高层建筑的地基中已广泛使用CFG桩复合地基。但是随着建筑物高度的增加和体型的复杂化，对桩基的施工提出了更高的要求。因此，就需要施工单位重视对CFG桩的施工，采取先进的技术措施做好对桩基施工质量的控制，以确保施工质量，推动整个施工工程的顺利开展。

 

　　参考文献：

 

　　[1]郭大威.CFG桩复合地基施工工艺及常见问题的处理[J].城市建筑.2014（06）.

 

　　[2]赵栋.CFG桩复合地基施工质量控制[J].山西建筑.2008（34）.