浅谈CFG桩在工程中的应用

TECHNOLOGYTREND
［摘要］CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，CFG
桩是用少量的水泥加粉煤灰、石屑或砂及碎石，加水搅拌，用普通振动式沉管桩机施

工的具有高粘结强度的桩，CFG桩与桩间土和桩顶与基底间的褥垫层共同组成复合地基，属刚性桩复合地基。
［关键词］CFG
桩流程；质量问题；控制措施；设计方法

CFG
桩一般有三种成桩施工方法：振动沉管灌注成桩（适用于粉

土、粘性土及素填土地基）、长螺旋钻孔灌注成桩（适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土）和长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩（适用于粘性土、粉土、砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地）。CFG桩复合地基，通过改变桩长、桩距、褥垫厚度和桩体配比，能使复合地基承载力幅度的提高有很大的可调性。它具有沉降变形小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特点，广泛地用于工业厂房和民用住宅的地基处理和加固。CFG桩最常用的成桩施工方法有振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩两种方法。1施工工艺流程1.1振动沉管灌注成桩施工工艺流程1）复核放线桩位、定位点和水准点，确定施打顺序，施打顺序一般有连续施打和间隔跳打两种类型。2）根据365JT设计桩长和沉管入土深度确定振动沉管机的机架高度和沉管长度，桩机组装就位。3）桩机就位后，调整沉管垂直度，垂直度偏差不大于1%。4）混合料搅拌。按设计配比配制混合料，混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不得少于2min，混合料坍落度宜为30mm～50mm，成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm。5）开机，开始沉管，沉管过程中要将桩机调整稳定，严禁倾斜和错位。将沉管下沉至设定标高，停机。6）停机后，将搅拌机搅拌好的混合料投入管内，直至混合料面与进料口齐平。7）开机拔管。开机后，留振5s～10s开始拔管，拔管速度按均匀线速度控制，拔管线速度应控制在1.2m/min～1.5m/min左右，如遇淤泥土或淤泥质土，拔管速度可适当放慢。8）沉管拔出地面，确认成桩桩顶标高符合施工组织设计要求的标高后，用粒状材料或湿粘性土封顶，然后移机进行下一根桩的施工。1.2长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工工艺流程1）钻机就位。就位后校正好钻杆的位置和垂直度，垂直度的容许偏差不大于1%。2）混合料搅拌。按设计配比配制混合料，混合料坍落度宜为160mm～200mm。3）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，启动电机，将钻杆旋转下沉至设计标高，关闭电机，清理钻孔周围土。成孔时应先慢后快，这样能避免钻杆摇晃，也能及时检查并纠正钻杆偏位的差值。4）灌注及拔管。CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先拔管后泵料。成桩的提拔速度宜控制在2m/min～3m/min，成桩过程宜连续进行，应避免供料出现问题导致停机待料。5）移机。移机前对下一根桩的桩位进行清理辨识，确保桩位的准确性。必要时，移机后清洗钻杆和钻头。2质量问题和控制措施2.1振动沉管灌注成桩施工质量问题和控制措施1）施工扰动使土的强度降低。对饱和软粘土，振动将引起土的孔隙水压力上升，强度下降。振动时间越长，对土和已打成桩的不利影响越严重。在软土地区施工时，应采取静压振拔365JT技术。此外，对密实砂层和硬土层也不宜采用振动沉管成桩法。2）缩颈和断桩。为避免此现象的出现，需要根据不同土质，在施工中选择合适的成桩顺序，并根据土层情况选用适宜的施工工艺和设备。此外提升沉管线速度太快易造成桩径偏小或缩颈断桩，经过大量工程实践证明：拔管速率控制在1.2m/min～1.5m/min为宜。3）桩体强度不均匀。在施工过程中要将拔管速度控制在1.2m/min～1.5m/min，且保持速度均匀一致，还要很好地控制留振时间。
2.2
长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工质量问题和控制

措施
1
）堵管。堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇

到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率，增加工人劳动强
度，还会造成材料浪费
。特别是故障排除不畅时，使已搅拌的CFG桩
混合料失水或结硬，增加了再次堵管的几率，给施工带来很多困难。产
生堵管的原因有以下几点：混合料配合比不合理；混合料搅拌质量有缺
陷；施工操作不当；冬期施工措施不当；设备缺陷，弯头曲率。
2
）窜孔。在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况，打

完X号桩后，在施工相邻的Y桩时，发现未结硬的X号桩的桩顶突然
下落，当Y号桩泵入混合料时，X号桩的桩顶开始回升，此种现象称为
窜孔。由于窜孔对成桩质量的影响，施工中采取的预控措施：采取隔
桩、隔排跳打方法；设计人员根据工程实际情况，采用桩距较大的设计
方案，避免打桩的剪切扰动。
3
）桩头空芯。主要是施工过程中，排气阀不能正常工作所致。钻

机钻孔时，管内充满空气，泵送混合料时，排气阀将空气排出，若排气
阀堵塞不能正常将管内空气排出，就会导致桩体存气，形成空芯。为避
免桩头空芯，施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞及时清
洗。
4
）桩端不饱满。这主要是因为施工中为了方便阀门的打开，先提

钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩
孔，影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况，施工中前、后台工
人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性
3
适用条件
根据CFG桩复合地基的特点，它既可用于多层建筑，也可用于高
层建筑。就土性而言，CFG桩复合地基可用于填土、饱和及非饱和粘
性土、松散砂土等。即可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的
土。主要是根据场地和土层条件，选择适宜的施工方法。
当CFG桩用于饱和软粘土应特别注意，首先因为CFG桩成桩时
土的挤密分量为零，承载力的提高取决于桩的置换率。由于桩间土承载
力太小，土的荷载分担比太低，不宜再做复合地基。其次是CFG桩易
发生整体失稳。由于桩间土强度很低，对CFG桩的侧限作用很小，在
竖向及水平荷载作用下，极易发生整体失稳，使建筑物破坏。
4
设计方法
CFG
桩复合地基设计主要包括复合地基承载力、桩的布置、桩径、

桩长、桩体强度、褥垫层等内容。
复合地基承载力既处理后要求达到的承载力一般由设计人员确定，
通常以提高一倍左右为宜，这样设计上较为简单，可理解为荷载全部由
桩承担，单桩承载力按极限取值，桩间土强度作为安全储备。
桩的布置主要根据基础型式确定，如条形基础，主要应在基础墙
或梁的中心线下均应布桩，并通过调整桩径、桩长来满足设计承载力的
要求。对筏板基础和箱形基础可根据柱网和地下室内墙体分布情况按网
格布置。也可仅在柱下和墙下布桩，这样布桩，建筑物荷载可由基础直
接传递到桩顶，荷载传递途径直接简单，当不设褥垫层时也不存在桩对
基础的冲切破坏问题。

浅谈CFG桩在工程中的应用
曾克娜沈书普
（禹州市建筑勘察设计有限公司，河南禹州461670）

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