CFG桩复合地基处理技术在高层建筑工程中的应用

CFG桩复合地基处理技术在高层建筑工程中的应用

丁洪波

泰安泰山大汶口旅游置业有限公司 山东泰安 271000

摘要：作为高层建筑工程软土地基处理的重要方式，CFG桩的规范化应用，有助于软土地基的置换、挤密，更对其抗剪强度和水平抵抗力的提升具有重大影响。本文在阐述CFG桩内涵及作用的基础上，对其技术应用过程进行分析，并指出CFG桩在高层建筑工程软土地基处理中的控制要点，以期有利于CFG桩应用水平的提升。

关键词：高层建筑；CFG桩基础；复合地基

一、CFG桩的内涵及作用

1、CFG桩的基本内涵。CFG桩又称为水泥粉煤灰碎石桩。其在碎石、石屑、粉煤的基础上，进行水泥和水的添加，并在规划其配合比例的基础上，确保了高黏结强度桩的形成，经济性和安全性皆有兼顾。在地基工程处理中，CFG桩基于桩体的黏接性，实现了全长范围内的受力，保证了地基结构的稳定性。就CFG桩复合地基而言，桩周阻力、端承力、桩间土水平垂直承载力及褥垫层是其荷载指标的主要承担者。需要注意的是，水泥的掺量和配比对于桩体强度具有较大影响，故CFG桩是介于刚性桩和柔性桩之间的桩体；只有对CFG桩进行合理设计，确保其桩体强度及模量高于桩间土，才能实现其对承受负荷的有效分担，从而在软基置换挤密的基础上，实现地基土抗剪强度和水平抵抗力的有效提升。

2、CFG桩的工程作用。伴随着软基地区高层建筑工程建设数量的增多，CFG桩地基处理手法的应用也在不断深入。就实践过程来看，CFG桩的应用具有以下作用：其一，置换作用，与软基天然土体相比，CFG桩的强度和弹性模量明显较高，因此可以实现软土结构的有效置换，确保地基承载质量的提升。其二，挤密加固作用，在CFG桩应用下，振动沉管、挤压工艺的应用使得地基荷载可以向深层土体传递，并在提高桩体侧向摩擦阻力的同时，实现地基结构的进一步挤密和加固。其三，柔性褥垫层作用，褥垫层是CFG桩建设应用的基本内容，其在解决桩土相对变形问题的基础上，实现了桩间土有效接触应力的增加。另外，在桩体挤密作用下，地基排水固结的速度进一步加快，确保了其抗剪力和承载力的增强，对于高层建筑的稳定性具有重大影响。

二、CFG桩复合地基处理技术在高层建筑工程中的应用

王府花园1#楼单体项目，该项目地下二层，地上十七层，剪力墙结构，建筑高度51.45米，建筑面积16574.5平方米。地勘资料显示，第四系松散堆积物是整个建筑物最主要的地层特征，主要由填土、粉土、粉尘粘土、粘土、全风化岩层、中风化石灰岩构成。根据钻探资料，为满足建筑物对地基承载力的要求，设计要求对地基进行加固处理。本工程地基加固设计采用CFG桩复合地基处理，桩径为准500mm，根据地质情况，设计有效桩长不小于8.0m，进入中风化石灰岩不小于1.0 m，复合地基承载力特征值350Kpa，单桩竖向承载力特征值900KN，总根数290根，总进尺2496m，混凝土强度等级为250kg/cm²。

1、测放桩位

测量仪器需要定时检测。根据设计设定的坐标以及高程确定桩位和标高。在确定钻机位置之前需对桩位进行再次测量，而后经由建设方及相关人员验收签字后才可进行钻孔作业。在钻孔前还需测量出地面的实际高程以便设计钻孔深度，以及混凝土灌注的高度。

2、钻机就位

根据打桩顺序，钻机就位调整平稳。检查垂直度时，施工人员可以从钻机的正、侧面这两个相互垂直方向来检查，注意钻具要垂直，钻头的锥尖要对准桩位中心点。开钻前质检员对桩位进行复核，并检查钻头直径及安装对位质量，注意两个方面的内容，一是两侧的阀门是否处于关闭自如的状态，二是在成孔时钻头两边的阀门是否处于密闭状态。

3、成孔

钻机就位完成检测工作后即开启电机，进行钻孔作业。钻孔过程中作业人员需从正面、侧面来观测成孔是否垂直，发现偏斜及时调整，保证钻孔的垂直。在进行成孔作业时，若非特殊情况不能停止钻孔，需保证连续作业。成孔达到设计深度后，不进尺空转2-3min。为保证后序作业顺利进行，钻孔过程中产生的泥土需及时处理。此外需注意的是，在整个施工过程中，相关人员要保证施工原始记录这一工作做好。

4、压灌混凝土

钻孔至设计标高后，先提钻20～30cm开始压灌混凝土，用泵车先打3～4次混凝土，使钻杆（导管）中混凝土具有一定的高度。在进行压灌成桩过程中，边泵送混凝土边提拔钻具，输送泵每泵一次，钻具的提升高度需按试桩确定的提升量进行控制。压灌成桩过程中提钻与输送混凝土应自始至终密切配合，钻具底端出料口不得高于孔内混凝土的液面（一般孔内混凝土面应高于出料口1.0m），需注意的是，压灌成桩过程中不能停顿，需要一次性顺利灌注。在整个施工阶段中，相关施工人员必须对各种记录表格进行填写，并确保数据等内容是可靠和准确的。

5、移机

灌桩完成后，按照打桩顺序，将钻机移至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。当桩机在移动时，要有人员在旁注意和检查，避免桩机本身和支腿对桩体产生破坏。在桩机移机到下一个桩位施工的时候，为了保证桩位准确，要先以轴线或周围桩的位置为依据，复核所需施工的桩位。为了保证混凝土地泵的正常使用，每次混凝土泵作业完成后，需要用清水将泵及管道系统进行清洗，

6、开挖桩间土

CFG桩成桩两周后开始开挖桩间土。桩间土开挖采用人工配合小挖机进行。为防止机械碰坏桩头，开挖前按照设计桩位位置在地面做好标记。桩间土边开挖边清理，基底面预留10cm人工清理。开挖过程中，在基坑四周做好排水沟和集水井，及时抽排雨水。

7、截桩头

桩头截割采用水平切割机截割，边开挖桩间土边截割桩头，以便于及时清理桩头。截割前按设计桩顶标高做一圈记号，截割时切割机要保持水平，以保证截割后的桩顶面水平。为防止破坏桩的完整性，截割时严禁用机械或大锤击打桩头。

8、检测、试验

①基坑开挖后，应及时检查桩数、桩位和桩顶外观质量。②进行单桩或多桩复合地基载荷试验，试验桩数量抽取总桩数1%，且每个单体不少于3点，以验证复合地基承载力是否满足设计要求，保证CFG桩复合地基的可行性。③进行单桩抗压静载试验的目的是验证单桩竖向承载力是否满足设计要求。④抽取总桩数10%的桩进行低应变动力实验，检测桩身完整性。

9、褥垫层施工

本工程CFG桩基褥垫层厚300mm，采用级配砂石，砂与石子按照重量比3：7混合而成，现场可按照砂与石子体积比1：2进行掺和，其中石子应采用砾石，严禁使用卵石。石子直径宜在8～20mm之间，不应大于30mm。铺设垫层时采用静力压实法，压实系数不小于0.95。褥垫层虚铺35cm厚，用压路机进行静压压实，通过“慢驶、多次”的方式，碾轮每次重叠约200～250mm，防止出现漏压的情况。对边角位无法压到的地方交由人工小型机械进行压实。压实的密实度，轮子的下沉范围要不超过10～20mm。在进行填料前，先检验填料的含水率。压实后，为了确保回填密实度达到相关设计规定的要求，应该对密实度和干容重进行试验。

三、结语

该工程通过采用CFG复合地基处理后，经过试验检测，加固后的地基承载力满足设计要求；经过对建筑物的沉降观测，沉降变形满足设计要求，取得了预期的效果，使施工质量得到了保障。同时CFG桩复合地基的施工质量和处理效果，被充分认可，使CFG桩施工技术在高层建筑中可以得到进一步推广。

参考文献

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[2]张景海.CFG桩复合地基在高层建筑中的应用[J].技术与市场,2019,26(05):147+149.

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