建筑工程地基处理中CFG桩的有效应用

建筑工程地基处理中 CFG桩的有效应用

刘顺航

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摘要：地基处理是所有建筑工程项目中必不可少的重要环节，只有保证地基质量，才能提高施工和居住的安全性。从这一层面来讲，CFG桩的作用不可小觑，当前CFG桩地基处理技术是国家重点研究并推广的项目，在多种地基工程建设中应用广泛。基于此，本文主要从CFG桩的技术优势入手，探究其在建筑工程地基处理中的有效应用。

关键字：建筑工程；地基处理；CFG桩；技术优势；有效应用

CFG桩就是指水泥粉煤灰碎石桩，是在传统的碎石桩基础上经过技术优化而得出的新型地基处理技术，由碎石屑、砂砾、水泥粉煤灰注水拌和而形成的可变强度桩，也是一种复合桩，由桩、桩间土、褥垫层三部分构成。这种地基处理技术改善了碎石桩的刚性结构，更好地发挥了CFG桩的端组和侧组作用。另外CFG桩的工程造价比普通桩要低50%，降低了工程总成本，是当前各地区建筑工程的中应用最广泛的地基处理方法之一。

一、CFG桩的应用特点

在CFG桩的构成来看，CFG桩内部没有钢筋支撑，大量节约了钢材，并且将粉煤灰、碎石屑等工业废料相融合，降低了水泥含量从而减小建筑工程造价，再加之如果在制造成桩过程中利用螺旋钻孔技术，既减小了环境污染，又降低噪音影响，具有良好的经济效益和社会效益^[1]。但是与此同时，CFG桩也存在缺点，比如内部成分主要由混凝土构成，在施工和使用过程中容易造成桩身离析，缩径，夹泥甚至断裂，因此工程建筑人员要格外注重施工建筑的质量问题。

二、CFG桩的受力原理

当CFG桩复合地基收到外界垂直压力时，不会引起桩和桩间土之间的形状，由于地基下方配备垫层，垫层材料可以补充到桩间土上部，因此桩体可以向上刺入，所以无论在什么负载情况下桩和桩间土都能全程参与工作。在复合地基受到上部垂直力量时，桩间土可能被压缩但是压缩力度较小，提升了桩周土对桩体的抵抗作用，从而增大了桩体支撑力，将负荷力逐渐向桩体偏移，当荷载超过一定阈值时，桩体承载力逐渐向桩间土转移，但是这种现象持续时间不长，桩土应力比可以马上趋于稳定。

三、CFG桩的有效应用

（一）测量、放线、布桩

在实施CFG桩地基处理之前，要根据具体施工地，进行测量放线。依据建筑方的施工目的和设计方案，在施工地点布置轴线和水准点，在经过严格的轴线、灰线审核和复查之后，正式进入放线、布桩环节，以施工平面图为原则来进行布桩和放线，用钢钎（20mm）打下地下2米进行布桩，拔出钢钎注入石灰粉作为桩位点。轴线的布置和测量要准确精良，误差要小于1厘米，桩位误差不能大于2厘米，钢钎一定要垂直打入桩孔。

（二）正式施工

地基工程CFC桩施工过程中一般采用长螺旋钻机，施工技术主要采用长螺旋钻机、凝土输送泵、混凝土罐车等工具。在正式施工时，钻机准备就位以后，要调整钻机塔身的前后和垂直度，达到施工规定要求之后才能进入钻孔环节，其中要注意钻头处的阀门，该阀门的主要作用是为混合料进入相应孔中提供一个“通路”，最终让其沿着该阀门进入孔中，因此，在钻孔之后要关闭阀门。当移动杆钻头马上要接触到地面时，启动马达钻孔，如果钻孔之后设计桩不能达到预定的标高，就暂停钻孔活动，进入灌注及拔管环节。将混凝土灌注到孔内，混合料在输送泵和输送管道的帮助下，到达钻孔机动力弯头处，并顺着弯头进入到钻管中，当CFG桩成孔能够达到预定标高之后，就可以进行拔管了，在拔管时阀门会自动开启，混凝土会自行进入钻孔中，随着拔管动作的持续进行，钻杆心将被混合料塞满，最终形成桩，在拔管时一定要注意，切忌先提管后泵料；其次要严格管控拔管速度，如果过快可能让桩径偏小，之后会产生缩颈断桩，如果速度太慢，可能会导致水泥浆分布不均衡，因此成桩提拔速度最好与混合料疏送速度相吻合，尽量控制在3分钟之内，最短不能低于2分钟，尽可能地保证成桩连续进行，也要规避由于供料速度而产生的停机待料。在灌注成桩之后，湿黏土将桩顶盖封，其中要注意，每根桩投料量一定要大于灌注量。

（三）校正环节

在施工中要保证桩身垂直度的偏差在合理范围内，一般误差不能超过1%，偏差边桩要小于7厘米，中间桩保证在15厘米左右。在桩位验收后利用钻机来校正位置，让钻杆对准桩位中心，二者呈90度垂直，在钻机正式开始工作之前，应该先将清水水泥砂浆浸润管线，预防在泵送的过程中出现混凝土堵塞管线的情况，尽可能地保证砂浆无残留。其次，为了有效把控钻进值，施工人员应该做好钻进深度标识，在旋动钻头钻入之前封住钻头前端阀门，并实时检查钻进情况，当钻入深度符合预定估值时，根据钻孔出土情况，结合地质勘探报告，施工人员和技术人员根据实际地质情况，做好相关分析数据处理工作。

在提钻过程中要注意提钻速度，在砼泵送量大于提钻速度时，会加大钻头阀门出口处的阻力，从而输送管和钻杆中的输送压力也会随之增强，在这一压力作用下，容易产生砼部泌水离析，砂砾碎石失水、失浆之后，管道芯管接缝和糙面都会使砼部传输受阻，最终导致管道堵塞。要想让提钻速度和砼泵送量相一致，就要让桩孔中砼料面与钻头实现动态平衡，通过调节提钻速度，限定泵送变量，当钻头达到预定标高后停止工作，开始泵送砼，当疏松管充满砼后进行提钻，水防止泥浆液流出堵塞管道。

（四）施工结束后

在当CFG桩施工结束后，桩身混合料的强度基本已经达到70%^[2]。此时可以进行清土工作，去掉保护层桩头，在清土过程中可以利用人工清除，也可以利用小型机械清除，还可以将二者结合，先利用机械清除一部分，之后用人工清除机械预留的10公分，露出桩头。在凿桩时同时在两个方向切除，其中桩截面积要小于锯断的面积的70%，随后在通过人工方式借助工具（锤子）进行凿除，保持桩头平面平整度，提高桩头质量。

四、CFG桩的常见处理方法

在CFG桩复合地基技术的使用过程中，由于人工操作或计量误差，容易产生各种各样的问题，本文从钻机定位不准、憋钻、窜孔三个方面来具体阐述常见处理方法。

首先是钻机定位不准的问题。在布置桩位时，定位依据是轴线，根据原有设计图纸规划，用若干等长的竹签定位桩位。由于CFG桩的成分中混合材料较多，在施工时可能产生废料、弃土，如果施工人员不能及时清除，弃土累积量逐渐增多，定柱位标志就不容易找到。所以应该采用远距离定位法，在弃土外找到两个定位点，定位点的确定要与施工桩在同一直线上，然后再根据图纸位置进行编号并记录。其次是憋钻问题，出现憋钻问题的根本原因是长螺旋钻在使用过程中钻杆向下钻入超速，不能及时将螺旋叶片上的土带到孔外，最终被挤压到孔壁和钻杆中间，钻杆就会停止工作，出现憋钻现象。此时应该马上关掉回转动力电源，设置最低提升速度提起钻杆即可，就可以使钻杆重新进入工作状态^[3]。最后是窜孔问题，一旦出现窜孔现象，就要把灌注泥合料提钻到窜孔土层之后，再用泵送的方式不间断地将输送混合料，直到孔柱混合料液面恢复到原位，方能停止工作。

结语

综上所述，CFG桩具有一定的技术优势和应用特点，具有良好的经济效益和社会效益，在建筑工程地基处理中具有极高的应用价值。因此施工技术人员在明确掌握CFG桩技术的操作关键，只有这样才能保证建筑工程项目能够高效进行。

参考文献：

[1] 侯慧敏. 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基在高层建筑地基处理中的应用[J]. 粘接, 2020, 042(005):115-119.

[2] 赵洪世, 时文博. 高层建筑地基处理中CFG桩复合地基的应用[J]. 汽车世界, 2019, 000(015):P.106-106.

[3] 刘伍. 桩端土层为粘性土的住宅楼CFG桩复合地基实例分析及探讨[J]. 建筑技术, 2019, v.50;No.590(02):23-26.