房建工程CFG桩复合地基加固技术要点研究

房建工程CFG桩复合地基加固技术要点研究

陈婷

广东省第五建筑工程有限公司 广东 韶关 512000

摘要：建筑行业的快速发展促进了CFG 桩理论发展，并广泛应用在工程实践中，已经成为地基基础施工活动的重要形式。本文介绍了CFG 桩地基加固效果显著协调能力突出、桩体具有良好排水效果的优势，阐述了CFG 桩加固机理，并结合S 项目实例，分析CFG 桩方案选择以及施工过程的要点，希望可以为相关单位与人员提供参考。

关键词：房建项目；CFG 桩；技术要点

    岩土工程配套技术与理论更新迭代快速，地基处理手段变化态势日新月异，房建工程领域开始逐渐采用复合地基技术，充分促进地基工程质量。其中，CFG 桩技术最为可靠、成熟，相比于其他技术手段，CFG 桩技术具有显著的工程经济性、适用性以及施工便捷性。所以，研究房建项目中CFG 桩技术要点具有重要意义[1]。

1 CFG 桩地基优势

1.1 加固效果显著，协调能力突出

CFG 桩长度能够按照工程需求展开相应调整，调整长度可以达到30m 以上。同时在土层中可以将桩侧阻力充分发挥出来，通常在极限承载力中的占比超出40% ，最高可以达到80% ，一般桩端阻力与桩侧阻力可以充分提升地基承载力。设计CFG 桩长时，主要结合天然地基的承载力情况与上部结构载荷需求进行确定，若是现场土层具有较大差异，还需要借助长短桩进行间隔布置，进一步协调现场承载力水平，将各土层承载力充分发挥出来。

1.2 桩体具有良好排水效果

因为CFG 桩施工一般选择振动沉管或是长螺旋工艺成桩。对于振动沉管施工，若是施工现场土层为砂土或是粉土，土体会因为施工时的针对作用出现液化现象，同时增加土体孔隙水压力。借助CFG 桩可以开展排水操作，借助桩体空隙排出孔隙水，直到CFG 桩完成桩体固化。此排水过程中，可以降低桩体施工时对土体积造成的挤压影响，同时提升桩间土体强度以及密实度[2]。

2 CFG 桩加固机理

CFG 桩为水泥粉煤灰碎石桩建成，主要成分是砂、石屑、碎石、粉煤灰以及水泥。CFG 桩加固机理，主要是垂直荷载作用于基础上时，不同桩体之间土体均会出现沉降变形现象。CFG 桩变形量相比于土体变形模量更大，因此，桩体相比于土体变形量更小，因为会将褥垫层设置在基础下面，所以桩体能够向上刺入，在此种变化过程中，垫层材料会向桩间土体中持续调整补充，确保在任一荷载条件下所有桩间土体均可以参与工作。另外，土体因为附近土体侧应力提升，促使其受力性能得到进一步优化，两者共同运行，形成复合地基受力体，可以承担基础传递的荷载[3]。

CFG 桩地基的受力性能亦刚亦柔，对于CFG 桩来讲，介于柔性桩2 和刚性桩之间。基于外载作用，CFG 桩承受大部分荷载，有效发挥桩身摩阻力，在荷载作用时间、桩侧阻力持续发挥过程中，端阻力也会不断提高。另外，褥垫层具有调节作用，让桩身和桩间土体共同工作，进而形成复合地基。

3 CFG 桩技术应用实例分析

3.1 工程概况

S 项目地上设计34 层，地下设计2 层，建筑高度设计98.90m ，外围储存设计为66.5*14.7m ，采用框架剪力墙结构。借助综合考虑S 项目现场状况与附近环境，因为现场地基土较为软弱，导致地基承载力无法充分满足要求，所以选择CFG 桩技术处理地基。

借助土工实验分析，现场土层物理力学性质见下表。

表1 S工程现场土层物理力学性质

按照土层分布状况以及各层土体物理学性质，采用粉质黏土②用于CFG 桩持力层。

3.2 地基处理方案选择

按照S 项目工程实际以及处理要求，可以采用以下处理方案。

（1）方案一：桩基础方案。该方案在天然地基不符合要求时较为常用，具有一定实践经验，所以方案可靠、成熟。然而若是整个现场选择桩基础，会导致工程造价增加，并且需要延长工期。桩基础变形量较小，但是土体变形量较大，两者变形缺乏协调性，所以无法对其沉降进行有效控制，所以不建议选择该方案。

（2）方案二：水泥土搅拌桩复合地基方案。根据L（有效桩长）为12.0m ，桩侧土阻力取值选择12kp，d（桩径）为500mm，Rk根据130KN以及m（面积置换率）为20分析。结合J220-2002规范标准，fspk=β（1-m）fsk+mRa/Ap ，fspk计算为198kP 。采用该技术进行处理，可以保证地基强度满足要求，然而该技术施工量较大，所以会导致工期延长。

（3）方案三：CFG 处理方案。根据长螺旋钻孔泵开展CFG 桩地基灌注技术规程与建筑地基规范要求，并根据实际工程经验，设计CFG桩。

①估算地基承载力，粉质黏土②层位稳定、强度较高，可以用于CFG桩持力层，根据4.7m分析基础埋深，L为12m，对于保护桩长设计为0.5m，就是施工桩长为12.5m，d（桩径）为0.40m，s（桩间距）为1.6m，桩身强度为C20。褥垫层厚度设计为200mm，然而各边应该超出基地底面200mm 以上，均匀布置CFG桩，根据CFG 桩与天然地基对Ra进行估算：

（1）

基于施工以及其他因素分析，Ra取600kN，根据J220-2002规范标准对CFG桩承载力特征值进行计算：

fspk=β（1-m）fsk+mRa/Ap（2）

fspk选择桩土分担荷载原理进行计算，在工程实践中，借助试桩荷载试验进行确定，借助该技术处理技术，可以充分保证地基承载力符合要求。

②估算沉降。见下式：

（3）

选择公式法进行沉降计算：

（4）

3.3 处理方案比选

表2 S工程地基处理方案比选

通过对比能够发现，CFG 桩可以充分满足承载力需求，同时能够对复合地基与天然地基差异沉降进行合理调整，同时造价低廉，所以选择CFG 桩地基处理技术。

S项目选择长螺旋钻孔灌注技术，开展施工是需要注意，现场部分地层低于水位，同时存在轻微液化现象，开展钻井成孔过程中需要对钻井速度加以重视，防止发生断桩与缩颈等工程事故。

3.4 施工过程的控制要点

测量、定位以及放线，选择S 工程4 个楼角与相关轴线的控制桩用于布桩标准，对桩位中心点进行精准确定。

和监理单位与建设单位对+0.00 位置共同进行确定，同时进行标记处理。长螺旋钻孔施工流程如下：①桩机就位，②向设计深度沉管，③停振下料，④振动捣实以及拔管，⑤留振10s ，⑥振动拔管以及复打。采用隔桩隔排方式进行跳打处理，已打桩结束1 周之后，进行新打桩施工[4]。

保证桩机稳固性以及平整性，地面和沉管之间处于垂直状态，垂直度控制在1% 以内，在混合梁和沉管上部的投料口保持平齐之后停止作业。在出现上料量不足情况时，要求施工人员开展拔管作业时继续投料，搅拌时间在2min 以上，通过混合料的坍落度对加水量进行控制，S 工程坍落度在40mm 左右，成桩之后，桩顶浮浆厚度保持在200mm 以内。

在混合料与投料口平齐之后，沉管留振10s 左右，在振动过程中进行拔管，拔管速度保持在1.4s左右，提升1.8m 左右时，即应该留振20s左右。确认成桩满足设计标准后，借助湿黏土以及粒状材料进行封顶处理。

1周之后桩体符合强度要求后，开展基槽开挖作业。桩顶与地面间距低于1.5m 时，应当采用人工方式开展开挖作业。若是超出1.5m时，下部700mm 应该选择人工开挖方式，防止桩头部分被损坏。

根据设计要求，CFG 桩地基检测结果满足要求后，将碎石垫层（20cm ）铺设在基地下。

开展打桩作业前，需要认真开展定位工作，借助打桩设备向设计深度打入CFG 桩，向内填充粉煤灰水泥与碎石进行夯实处理，开展填充作业时，同步开展成桩作业。之后开展桩体检测作业，检测结果满足设计标准后，将褥垫层铺设在桩顶，确保褥垫层夯实，同时夯实指标应该符合设计要求。

结语

综上所述，确定地基处理技术过程中，需要做到因地制宜，对地方资源进行充分利用，特别对于复合地基类型来讲，进行设计工作时应该对工程现场的地质条件展开全面了解。CFG 桩地基具有良好受力条件，具有广泛的适用范围，可以对建筑物沉降进行有效控制。相比于钻孔灌注、预制桩以及其他常规桩基础，CFG 桩技术的施工工期具有显著优势。

参考文献：

[1]赵福. 高速公路海相超软土CFG桩复合地基加固技术试验研究[J]. 交通科技与管理, 2022(06):3-3.

[2]刘家赫. 一种改进型现浇CFG桩与其复合地基结构及其施工方法:, CN111501740A[P]. 2020.

[3]付士峰, 戎贤. 浅层掏土法在CFG桩复合地基高层建筑中的理论与应用研究[J]. 建筑结构, 2019(08):7-7.

[4]于猛, 张俏, 张国庆. 独立基础下CFG桩复合地基及CFG桩复合地基上独立基础的实用设计方法[J]. 建筑结构, 2019(12):5-5.