随着工程建设及经济的飞速发展，各种地基处理手段及方法日趋多样化。复合地基由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价，且可利用当地现有的施工机具机械，因此得到了越来越广泛的应用，其实用性得到了普遍的认可。本工程某幢应用CFG桩复合地基，充分发挥CFG桩的高承载力性能和抗变形性能，利用褥层的设置发挥桩间土的承载力。

 

　　一、基本原理

 

　　CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称（即cementflying-ashGravelpile）它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层（一定厚度散体粒状材料组成的）一起形成复合地基。通过处理，部分土体得到加强或置换，与原地基土共同承担荷载。在荷载作用下，CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接基体（天然地基土体）和增强体共同参与工作，采用一定的组合形式，将桩间土、褥垫层一起形成复合地基，共同分担一部分轴向荷载，共同协调变形。

 

　　二、工程概况

 

　　ZQ市城西某楼盘6#楼，30层，框架结构，2层地下室，地基原有预应力管桩不能满足要求，设计添加CM三维高强复合地基进行加固处理，其中"C"桩793根，采用长螺旋泵压砼灌注桩，C2O素混凝土，成桩直径D=500mm，桩端持力层为微风化岩面，有效桩长为13.5～22m。"M"桩725根，采用深层搅拌桩，成桩直径D=600mm，有效桩长为7～12m且桩端穿透淤泥层不小于1m。复合地基承载力特征值500kPa/550kPa。

 

　　地质条件：本楼盘位于ZQ市，广东省的中西部，地跨珠江的主干流-西、北江流域，市区背靠北岭，面临西江，中部为河谷冲积丰厚，河流阶地冲积平原，喀斯特丘陵地貌遍布广泛。

 

　　本楼栋场区地层由第四系人工填土（Qm1）冲积层（Qa1）及石碳系（C）灰岩组成，具体如下：（1）素填土；（2）耕植土；（3-1）细砂；（3-2）（3-3）粉质粘土；（3-4）淤泥质土；（3-5）粉质粘土；（3-6）粘土；（3-7）粉质粘土；（3-8）淤泥质土；（3-9）粉质粘土；（4）残积粉质粘土；（5-1）强风化泥质粉砂岩；（5-2）中风化灰岩；（5-3）微风化灰岩。且地质勘探报告资料还反映，场区部分区域存在发育有大小不一的岩溶洞，且溶洞发展区域伴随有破碎灰岩层，存在岩溶进一步发展的条件。

 

　　三、施工组织

 

　　（一）人员及机械设备安排

 

　　两台KLB-800B桩机，每台领工员1人，技术员1人，质检员1人，安全员1人，材料员1人，试验员1人等，功率200KW/台，推土机1台，装载机1台，备用一台150KVA的发电机，砼由搅拌站集中搅拌供应。

 

　　（二）工期计划

 

　　CM桩计划于2011年9月11日开工，2011年10月20日完工，计划工期50天。

 

　　三、施工方法

 

　　本场区CFG桩，"C"桩为螺旋泵压砼灌注桩，"M"桩深层搅拌桩。

 

　　（一）钻机就位：钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度（允许偏差不大于1%）。采用在钻架上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，每根桩施工前都有专门的人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻。

 

　　（二）混合料搅拌：混合料搅拌按配合比进行配料。配合比为：水泥：砂：石：水：粉煤灰：高效减水剂=205：832：1018：195：130：2.05。水泥用量为每米喷入32.5R复合硅酸盐水泥100kg，掺入石膏粉4kg/m和水玻璃1kg/m。每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制，控制在90s左右，塌落度控制在160mm～180mm。

 

　　（三）钻进成孔：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中，发现钻杆摇晃或难钻时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移及钻杆、钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计标高后，停止钻进。

 

　　（四）灌注及拔管：钻孔至设计标高后，停止钻进，开始混合料灌注，每根桩的投料量应不少于设计灌注量。钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。施工桩顶高程高出设计高程50cm，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。

 

　　在灌注混合料时，对于混合料的控制采用记录泵压次数的办法，对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值，根据泵压次数来计量混合料的投料量。灌注时采用静止提拔钻杆，拔管速度控制在2～3m/min。保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔。施工中每工班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞，保证排气阀正常工作。

 

　　（五）移机：上一根桩施工完毕，钻机头进行保护，移位，进行下一根桩的施工。应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核、保证桩位准确。

 

　　四、碎石褥垫层施工

 

　　本楼栋设计层厚为200mm，碎石级配比例为5：3：1：1（碎石：石屑：中粗砂：水），分层夯实，夯实度小于0.9。砂石垫层厚度偏差不应大于20mm。垫层施工在桩头小应变试验完成后开始，施工前由监理见证做好砂、石和石屑等称工作。垫层采用级配良好的碎石、中粗砂，不含草根、垃圾等杂质，不宜选用卵石。

 

　　搅拌好的级配材料由车直接运至施工区，砂、碎石运至现场指定地点，由专人指挥卸料。填料摊铺平整使用微型装载机、微型挖掘机和人工进行初平，要保证每一车料及时摊平，再用平地机进行终平，卸完摊平后用打夯机进行振捣密实。

 

　　五、试验结果分析

 

　　（一）复合地基原位静载试验

 

　　从试验曲线图？？可以看出基本属于渐进型光滑曲线，不存在陡峭点。复合地基承载力设计值大于550kpa，M桩单桩复合地基承载力设计值大于设计值，对两组值进行加权平均后，可知CM桩复合地基承载力不小于设计值，复合地基承载力提高1倍，满足设计要求。

 

　　（二）单桩竖向抗压静载荷试验结果

 

　　试验进行了3根CFG桩单桩静荷试验，检测结果显示：CFG桩单桩极限承载力不小于2000KN，地基承载力提高160%，满足设计要求。从检测结果可以看出，3根桩的总沉降都小于10mm，远小于《规范》要求，且沉降随时间、荷载的变化都是均匀的，基本上是弹性的。

 

　　六、应用优越性

 

　　以复合地基静压结果数据看，本工程所采用的组合型复合地基的应用，可最大限度地发挥CFG桩的优点，使复合地基的承载力得到大幅度的提高，地基变形得以降低和控制。

 

　　复合地基中由于CFG桩中掺入少量的粉煤灰，不配筋以及充分发挥桩间土的承载力其受力和变形类似于素混凝土桩，具有地基承载力高、变形小、稳定快、施工简单易行等优点，且工程造价低，经济效益和社会效益明显。

 

　　是否设置褥垫层以及垫层的材料和厚度，直接影响复合地基的桩和桩间土强度的发挥，合理的垫层厚度对提高复合地基承载力和减少沉降变形是非常有利的。

 

　　由该工程证明此地基处理方案：质量易控制，造价低，经济、社会、环境效益明显，有极大的发展潜力。

 

　　参考文献

 

　　【1】《工程地质手册》常士骠，张苏民中国建筑工业出版社2007

 

　　【2】《岩土工程勘察规范》GB50021-2001住房和城乡建设部综合勘察研究设计院2002