CFG樁在建筑地基處理技術(shù)探究

胡波

（陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司 陜西西安 710032）

引言

我國(guó)的建筑發(fā)展隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步也在有著自己的步伐，一種水泥粉煤灰碎石樁（CFG）的新型地基處理法應(yīng)運(yùn)而生，進(jìn)入了大眾的視野中，這種CFG樁通過(guò)褥墊層與樁間土的結(jié)合，來(lái)達(dá)到理想的地基處理效果，而且其優(yōu)點(diǎn)很多，造價(jià)經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量合理、工期較短，這些都使之在全國(guó)范圍內(nèi)很受歡迎。

1 CFG樁的組成及特點(diǎn)概述

1.1 CFG樁的組成

CFG樁，按照其主要成分來(lái)看，也就是水泥粉煤灰碎石樁。顧名思義，這種樁主要是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑等，加水?dāng)嚢枞诤隙?。而CFG就是由這些主要成分的英文單詞縮寫來(lái)的。C即Cement，F(xiàn)即Flyash，G級(jí)Gravel。CFG樁是經(jīng)過(guò)過(guò)去碎石樁的傳統(tǒng)方式進(jìn)一步發(fā)展變成的，它具有超高的粘結(jié)強(qiáng)度。而這個(gè)特點(diǎn)也是針對(duì)軟弱地基來(lái)說(shuō)很好的一種處理方法，能夠增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性。同時(shí)CFG樁也是利用復(fù)合樁技術(shù)生產(chǎn)出的，它由樁、樁間土與褥墊層三個(gè)部分組成，可以很好地解決以往碎石樁的剛性問(wèn)題，使之得到改善。

1.2 CFG樁的特點(diǎn)

CFG樁主要是用于地基處理方面。因此它的一些優(yōu)良特點(diǎn)也是針對(duì)地基處理的來(lái)的。CFG樁的主要特點(diǎn)介紹如下：

1.2.1 造價(jià)經(jīng)濟(jì)

CFG樁得到廣泛應(yīng)用的原因之一就是其低廉的價(jià)格。現(xiàn)如今要完成一項(xiàng)建筑得花費(fèi)很多的時(shí)間人力，當(dāng)然也需要龐大的資金支持，而如何減少資金支出也成為人們不斷努力的方向。由于CFG樁本身不配鋼筋，所以它的造價(jià)基金僅為樁基的一半左右，操作十分簡(jiǎn)便。因?yàn)樵烊坏鼗某休d力得到了很好的利用和發(fā)展，與傳統(tǒng)的樁基相比大大減少了樁的工程量。這一優(yōu)良的特性還方便用于高層建筑地基加固，有著很好的經(jīng)濟(jì)效益，受到了工程人員的歡迎。

1.2.2 適用范圍廣

CFG樁復(fù)合地基可用于不同的基礎(chǔ)形式和不同的土層結(jié)構(gòu)。像條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)這個(gè)都可以的，當(dāng)然這其中也包括筏基和箱形基礎(chǔ)。至于土性結(jié)構(gòu)方面，飽和或者非飽和粘性土都是可以的。

1.2.3 施工速度快

因?yàn)镃FG樁本身不配鋼筋的這一獨(dú)特個(gè)性，連同配合使用長(zhǎng)螺旋成孔泵送混合料法進(jìn)行施工，這樣的話孔和樁就能夠一起完成，還是一次性成功，使施工速度得到了一個(gè)大大的提升，比較快完成工程進(jìn)度。

1.2.4 變形能力小、承載能力高

前面提到CFG樁本身是不配備鋼筋的，但是它的承載能力并沒(méi)有因此而降低。這主要是由于CFG樁本身就可以有效的利用樁間土來(lái)讓地基承載力得到提升。方便的同時(shí)并不影響性能，這應(yīng)該算是很大的優(yōu)勢(shì)了。與此同時(shí)，碎石和粉煤灰、水泥等這一復(fù)合樁的組成形式使CFG樁進(jìn)行地基處理時(shí)，能夠?qū)⒌鼗霈F(xiàn)變形、沉降等不好的局面有效的給控制住，使之與以往的地基處理方法在效果反饋上有過(guò)之而無(wú)不及。

2 CFG樁的加固機(jī)理

2.1 擠密作用

眾所周知，在打樁過(guò)程中肯定會(huì)有力的垂直作用，因此如何使力的作用方向正好與土的緊密聯(lián)合重合就是CFG樁的優(yōu)勢(shì)之一。振動(dòng)沉管成孔在作用時(shí)就充分利用了這一特性，樁間土在樁管振動(dòng)和側(cè)向擠壓的雙重作用下得到了很大的擠壓力，由此變得更加緊密，因此使樁間土的承載力提高了。

2.2 置換作用

CFG樁是具有超高的粘結(jié)強(qiáng)度的，在上部荷載作用時(shí)，為了滿足下樁身的壓縮性比周圍土體小這一設(shè)計(jì)特性，一般會(huì)選擇C15～25這一混凝土強(qiáng)度。而在實(shí)際的施工過(guò)程中，我們所期待的就是可以出現(xiàn)比較明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。這一點(diǎn)在復(fù)合地基荷載試驗(yàn)結(jié)果中已經(jīng)得到了完美的體現(xiàn)了。在荷載作用下首先是樁體受力，樁土的應(yīng)力比可達(dá)到10～30，甚至更高，與其它散體材料樁相比來(lái)看，這一優(yōu)勢(shì)明顯很多。

2.3 樁體作用

CFG樁在具體屬性上還是屬于剛性樁的。復(fù)合地基的特點(diǎn)決定了這個(gè)樁和樁土之間的聯(lián)合作用，同時(shí)它也沒(méi)有失去樁基的某些特征，例如變形量很小，復(fù)合地基在加固區(qū)可以很好地被控制住形變量。

3 CFG樁復(fù)合地基的具體施工步驟

3.1 灌注及拔管

CFG樁在最開(kāi)始是需要完成孔的外部構(gòu)造。在這一工作完成后就進(jìn)行設(shè)計(jì)標(biāo)高，此間歇過(guò)程中是要求停止鉆進(jìn)的，開(kāi)始泵送混合料。當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后就可以開(kāi)始拔管流程了。這個(gè)地方要特別注意嚴(yán)禁先提管后泵料，整個(gè)成樁過(guò)程宜連續(xù)進(jìn)行，成樁的提速速度一般是控制在2～3m/min。如果后臺(tái)供料太慢的話會(huì)使前面流程停機(jī)，等待材料，這樣整個(gè)工程的進(jìn)度會(huì)被拖慢。

3.2 移機(jī)

工程實(shí)施前會(huì)有基礎(chǔ)的定樁位步驟。當(dāng)上一根樁施工完畢后，鉆機(jī)就會(huì)根據(jù)之前做的記號(hào)開(kāi)始移位，進(jìn)行下一根樁的施工。但是在具體的打樁過(guò)程中由于CFG樁排出的土?xí)芏?，將臨近的樁位覆蓋，會(huì)使原標(biāo)定的樁位發(fā)生移動(dòng)。有時(shí)候鉆機(jī)支撐腳如果剛好壓在樁位旁也會(huì)造成這一定位的缺陷。因此，在進(jìn)行下一根樁的加工過(guò)程之前必須要求施工人員對(duì)樁的實(shí)際位置和預(yù)先設(shè)置的定點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)復(fù)核，然后再具體施工。避免因定位不準(zhǔn)確造成其他樁的加工位置錯(cuò)開(kāi)，最后返工耗時(shí)耗力。

3.3 棄土清運(yùn)

開(kāi)槽清土工作是每個(gè)樁實(shí)施過(guò)程所必經(jīng)的一個(gè)流程，但這個(gè)實(shí)施的時(shí)機(jī)是有規(guī)定的，不能隨意選擇。一般是在CFG樁施工完畢的7d左右，方可進(jìn)行。此時(shí)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的擠壓，樁體已經(jīng)達(dá)到了一定強(qiáng)度?，F(xiàn)在的這一過(guò)程一般都是利用像挖掘機(jī)類的工具完成。所以在清土?xí)r，必須嚴(yán)格按照要求，控制清土的標(biāo)準(zhǔn)高度，避免挖斷工程樁，使整個(gè)地基被破壞。人工需要的挖掘部分，這是不能用機(jī)器代替的。就是留下30cm的保護(hù)樁長(zhǎng)后，其下50cm保護(hù)土層必須采用人工挖除。剩余的打樁棄土全部清運(yùn)完畢。

3.4 樁頭處理

棄土工作完畢后，需進(jìn)行樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上樁頭截?cái)噙@一流程。它的具體實(shí)施步驟分以下三步：①找出樁頂標(biāo)高位置，在同一水平面按同一角度放置2個(gè)或4個(gè)鋼釬，需要注意的是這幾個(gè)鋼釬必須是完全對(duì)稱地放置，這樣方便受力均勻，不會(huì)在敲擊過(guò)程中有力的偏移現(xiàn)象。②再用大錘同時(shí)擊打，將樁頭截?cái)?，?dāng)然如果經(jīng)濟(jì)條件允許的話，樁截機(jī)截樁是比較省力而且準(zhǔn)確的。③在樁頭截?cái)嗪螅娩撯F、手錘這些工具等把樁頂修平至樁頂設(shè)計(jì)一開(kāi)始所標(biāo)高的位置，注意修平的方向也是有要求的，必須從四周向中間修平，這樣才能使整個(gè)樁最后是接近平行于水平地面的。其中允許偏差范圍是0～±20cm。

3.5 褥墊層的處理

褥墊層施工是CFG樁復(fù)合地基處理的最后一個(gè)步驟。在前面的工作檢驗(yàn)完畢且滿足建筑設(shè)計(jì)要求之后才進(jìn)行的。褥墊層材料多用粗砂、中砂或碎石來(lái)構(gòu)成，還有細(xì)石混凝土也能作為其成分之一，至于碎石粒徑一般則根據(jù)具體情況來(lái)判斷，或者由施工圖紙決定。

4 CFG樁的應(yīng)用前景

樁基礎(chǔ)或樁-箱基礎(chǔ)會(huì)耗用很多的鋼筋水泥，這并不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)的方案。由此CFG樁這種技術(shù)隨之出現(xiàn)，解決了這一難題。它的造價(jià)很低廉，施工過(guò)程也節(jié)省了以往有鋼筋的方法的時(shí)間，比較方便，同時(shí)復(fù)合地基的強(qiáng)度比單一水泥制造更加高，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益很明顯，給工程設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了極大的便利，擁有更多的選擇性。因此這種地基處理技術(shù)在全國(guó)被大范圍地使用，得到的好評(píng)也是不斷，是工程技術(shù)方面的一大重要進(jìn)步。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，復(fù)合地基設(shè)計(jì)法尤其是CFG樁建筑已經(jīng)成為了建筑工程方面使用最經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)形式。它大大增加了地基荷載的承受能力，具有一定的靈活性，同時(shí)還減少了鋼筋水泥這些資源的使用，對(duì)地球的環(huán)保也有一定的貢獻(xiàn)，真正地達(dá)到可持續(xù)發(fā)展。

[1]郭忠賢.夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基特性研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，2010.

[2]黃耀宇.建筑工程中復(fù)合地基施工技術(shù)的分析[J].現(xiàn)代物業(yè)（上旬刊），2013（06）：34～35.