高层建筑CFG桩复合地基施工技术分析

高层建筑CFG桩复合地基施工技术分析

赵俊阳

河南省建设基础工程有限公司 450000

摘要：在高层建筑中，桩基础是非常普遍的一类地基处理施工工艺，具备承载能力较强、应力传递性较快且满足形变特征和要求等特点。复合地基处理技术和其他地基处理技术对比，具有成本造价较低、施工工艺简单以及施工时间短等优势，所以在很多高层建筑施工过程中都会应用复合地基处理施工工艺。目前采用的复合地基桩体类型繁多，CFG桩复合地基处理施工技术十分常见。本文在分析高层建筑复合地基类型的基础上，对高层建筑CFG桩复合地基施工技术进行分析，并结合实际的工程案例提出可行性建议。

关键词：高层建筑；CFG桩复合地基；施工技术

引言

CFG桩是使用机械桩装置制造的桩体，它按一定比例混合水泥、粉煤灰和砾石等原材料。CFG桩的成本低于传统的注入桩，具有天然地基的效果，不需要钢筋，桩体的掺杂材料可以使用石屑、工业废料、粉煤灰等。因此，它广泛应用于各种工程基础处理。碎石支座层的主要功能是均匀分配上部荷载，确保桩与CFG桩共同作用，减少基础表面的应力集中，减少水平荷载对建筑稳定性的影响。CFG桩的作用是拧紧和改善周围土壤的横向应力，从而提高桩的受力性能，两者形成一组相互作用的力，分担较高的载荷，确保地基的均匀性和稳定性，减少地基沉降变形。在运行过程中，CFG桩体的强度和刚度高于桩之间的楼板，而在承受载荷时，CFG桩的刚性优势用于在深层楼板上传递载荷，以减少桩之间的楼板载荷，而当桩之间的楼板承受载荷时，表面约束较低因此，CFG桩有助于提高整个复合地基的载荷能力和刚度，提高土体的抗剪强度，避免CFG桩的穿孔和破坏问题。

1CFG桩复合地基的施工要求

在具体工程项目的施工过程中要提前布设CFG桩布置图，并做好施工现场布置工作，从而满足钻机钻进需求。在开展长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注桩成桩施工工艺和振动沉管灌注桩成桩施工工艺的过程中，需要充分满足以下施工要求：（1）在高层建筑复合地基处理施工过程中，严格按照设计要求开展配合比试验工作，在具体的施工过程中，要求根据配合比试验结果完成混合料的配置工作。为了保证高层建筑地基结构质量，要求长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度必须控制在160~200mm以内，而振动沉管灌注桩的坍落度则要严格控制在30~50mm以内，同时振动沉管灌注桩成桩后桩顶浮浆厚度需要低于200mm。（2）螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩技术在实际的施工过程中需要施工作业人员严格控制钻孔的深度。同时混合料泵输送量要求尽量和拔管速度相一致，如果在实际的工程项目施工过程中遇到饱和砂土时严禁停泵等待送料，同时在振动沉管灌注成桩过程中，拔管的速度要均匀，要求拔管速度控制在1.2～1.5m/min，如果施工过程中遇到淤泥层则可以适当调整拔管的速度，拔管速度要尽量放慢。（3）桩基础施工技术可将高层建筑产生的上部荷载传递到周边的土层之中，所以在高层建筑施工过程中有着非常广泛的应用。CFG桩复合地基由于桩基的施工方式而异，其前期准备工作也存在较大差别，所以在实际工程中，必须严格规范施工，加强管理和协调，并采用科学、高效的施工方案，以保证其工程质量。

2地基处理方案分析及优选

2.1钻孔灌注桩方案

在工程的技术规程中，冷料井具有以下优点:承载力高、稳定性好、冲击减振能力好、下降变形小、设计简单、适用于大多数复杂的地质条件，以及桩长和直径调整灵活。但也有缺点:由于地下分布复杂导致桩缩窄，质量比CFG桩差，施工成本较高。

2.2施工可行性

由于该工程总的埋深较大，采用预应力钢管桩施工，对整体平面位置的要求很高，施工困难。若在基坑开挖后进行，应特别注意地下水位的埋深，从而增加了附加的排水成本。因此，结合施工现场的实际需求进行分析后发现，该施工现场存在卵石层，增加了管桩施工难度，也会增加施工周期，鉴于此，经过综合分析后采用CFG桩复合地基技术，该技术对桩平面定位要求较低，具体采用长螺旋钻孔管内泵压灌注工艺用以穿透该施工区域的卵石层。

2.3CFG桩方案

CFG桩复合地基由地基和地基之间的床垫层组成，以确保桩之间的地面协调。另一方面，CFG桩的受力模型大于桩之间的楼板模型，从而允许通过CFG桩将高层建筑的荷载传递到深层土层，从而减少桩之间的楼板变形。CFG桩通过添加不带钢筋的工业粉煤灰大大降低了建筑成本。CFG复合地基由于使用工业粉煤灰添加剂，施工成本低，承载能力好。钻孔灌注桩的直径通常不同，成本也较高。根据上述解决方案的优缺点，并考虑到项目工地岩石地形分布等因素，CFG复合地基方案已经最后确定。

3CFG桩复合地基处理施工技术

高层建筑CFG桩复合地基目前最常用的施工方法包括振动沉管成桩、长螺旋钻孔灌注成桩以及泥浆护壁钻孔成桩、长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩等。其中，长螺旋钻孔灌注桩技术需要采用机械钻孔技术或者钢管挤土等方式在地基土层中构成桩孔，同时还会根据高层建筑的施工要求在桩内放置钢筋笼或者灌注混凝土等方式提升其结构强度和结构承载力。该施工技术比较适合应用于超过地下水位的黏土、粉土以及素填土等紧密度中等以上的砂土材质，如果采用长螺旋钻孔、泵压混合料灌注桩成桩方式，该方法比较适合应用于对噪声污染和泥浆污染严重的施工场所。如果在成桩施工中采用振动沉管灌注成桩技术，主要是将带有钢筋混凝土的钢管用机械打桩的方式沉入到天然的土体结构之中，待形成桩孔后放上钢筋骨架并做好后期的浇筑工作，浇筑完成后需要及时拔除套管，为进一步提升混凝土强度，可利用拔管时产生的振动来开展混凝土振捣施工，从而形成高层建筑施工所需的灌注桩。

4CFG桩施工质量控制

CFG桩帽设计中最常见的质量问题包括堵塞的管道、空心型芯、收缩等。大坝的主要原因是混凝土配给不足，搅拌不足，运转不良，机械工作不正常，需要修复，修复过程中进行初始冷凝，修复过程中钻入下一个孔的钻孔时间过长等。此外，构造环境中的高温可能导致通道壁等离子体流体冻结等。堵塞压力直接影响CFG桩的施工效率，使烤CFG桩失去水分，直接影响CFG桩的施工质量。为了解决保温的原因，在施工过程中控制混凝土路面，提高混凝土的友善度，提高回填程度，提高泵的性能是很有用的。为了降低管道的温度，可以在施工过程中复盖一片草叶，将水分喷到墙壁上，延长最初的混凝土时间。钻孔时空心头主要充满空气，泵必须通过排气阀引导管道中的空气，例如当排气阀堵塞，空气不能正确排出阀门时。这会导致桩体腔内产生大量空心芯，因此在施工过程中应注意检查排气阀的工作状态，及时清理大坝，避免空心芯出现问题。收缩的主要原因是钻孔速度过快或注射压力过低、钻孔直径和设计要求。为避免设计中的直径问题，可根据泵的数量确定升速，经常检查充液泵，确保适当的运输压力，按一定的时间间隔测量钻头尺寸，钻头直径符合设计要求，并准备更换钻具。

结束语

综上所述，高层建筑复合地基施工中CFG桩因具有施工工艺简单、造价低等优势而被有效应用。在应用CFG桩施工技术的过程中，不仅要因地制宜科学制定工程施工方案，同时要严格做好地基形变量检查工作，将其严格控制在要求范围以内，这样才能为高层建筑后期施工创造良好条件。总之，CFG桩复合地基处理技术的应用可使基础变形得到有效的控制，能为高层建筑提供经济有效的支撑。

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