CFG樁復(fù)合地基技術(shù)原理及其在地基處理中的應(yīng)用

馮松

摘? ? 要：眾所周知，隨著近年來我國工程建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，一些工程技術(shù)也得到了很大程度上的應(yīng)用。其中，誕生于20世紀(jì)80年代的CFG樁復(fù)合地基技術(shù)，便是其中最具代表性一種技術(shù)。此種技術(shù)自誕生之日起，便得到了廣泛應(yīng)用。這是因為，CFG樁復(fù)合地基技術(shù)本身所運(yùn)用的便是新的材料、新的工藝類型。與傳統(tǒng)的混凝土樁基礎(chǔ)不同，CFG樁復(fù)合樁基可以在摻加工業(yè)廢料以及不配備鋼筋的情況下，保證樁間土的作用，這就使得其造價極低。通常的情況下，CFG樁復(fù)合地基的造價要遠(yuǎn)低于混凝土樁基的造價。另外，CFG樁復(fù)合地基技術(shù)還有著諸多層面的優(yōu)點，其能夠在保證施工速度的同時起到環(huán)保的作用。并且，CFG樁復(fù)合地基技術(shù)還有著沉降量小與變形穩(wěn)定快的特點?？梢哉f在建筑工程開展的過程中，對CFG樁復(fù)合地基技術(shù)合理的應(yīng)用，能夠提高地基處理的效率，從而有效提高建筑工程的質(zhì)量。但就實際情況來講，在CFG樁復(fù)合地基技術(shù)應(yīng)用的過程中，往往會遇到一些問題，這些問題的存在，無疑會對CFG樁復(fù)合地基技術(shù)的應(yīng)用的效果帶來不同程度地影響。因此，當(dāng)代建筑工程施工人員應(yīng)依托于CFG樁復(fù)合地基技術(shù)的原理，在地基處理工作開展后，不斷促進(jìn)CFG樁復(fù)合地基技術(shù)的應(yīng)用。基于此，本文將以CFG樁復(fù)合地基的作用原理為切入點，繼而圍繞著其展開論述，以期能給予廣大同仁以一定的參考。

關(guān)鍵詞：CFG樁;復(fù)合地基;處理應(yīng)用

1? 引言

近些年來，我國在工程建設(shè)領(lǐng)域的研究取得了顯著的成果，大量的工程技術(shù)、設(shè)備得以被用于施工實踐之中。這中間，CFG樁復(fù)合地基技術(shù)更是在當(dāng)今得到了廣泛地應(yīng)用。與傳統(tǒng)的混凝土樁基技術(shù)不同，CFG樁復(fù)合地基技術(shù)屬于一種較為新穎的地基處理技術(shù)。其中，CFG樁是由包括碎石、粉煤以及部分水泥所組成，這就使得建筑工程企業(yè)在保證施工質(zhì)量的同時，可以更好地控制工程造價。而從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)能夠發(fā)現(xiàn)，CFG樁的應(yīng)用還能起到節(jié)省資源保護(hù)環(huán)境的作用。

2? CFG樁復(fù)合地基的作用原理

就實際情況來講，CFG樁復(fù)合地基被用于地基的加固，主要能夠起到三種作用，包括擠密作用、樁體作用以及褥墊作用。這中間，在基礎(chǔ)承受荷載的時候，樁與樁間土?xí)@現(xiàn)出變形沉降的情況，但是，樁的實際模量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者所具有的模量。而土的變形要大于樁，這就會使荷載不斷向樁的頂部靠攏集中。并且，在基礎(chǔ)下所設(shè)置的褥墊層，能夠使樁向上的時候，不斷地向上刺入，而在樁頂部的材料受壓制后，其便會向周邊的樁間土不斷擠壓。正是在這樣的情況下，樁間土同樁就能夠一直處在工作的狀態(tài)。另外，CFG樁的強(qiáng)度并不像混凝土樁那樣不可調(diào)節(jié)，與之相反的是，CFG樁的強(qiáng)度具備可調(diào)節(jié)的特征。這樣的情況下，就能夠有效避免樁強(qiáng)度過高或過低的情況發(fā)生，繼而切實有效地保證地基地承載能力[1]。

這里值得特別說明的是，褥墊層技術(shù)實際上屬于CFG樁復(fù)合地基中最為重要的組成部分。這是因為，CFG樁復(fù)合地基中所涉及的褥墊層并不屬于工程建設(shè)中經(jīng)?？梢砸姷降乃鼗炷翆?，此種墊層主要是由眾多的料狀材料組合而成，它屬于一種具備散體特征的墊層。此種擁有散體特征的墊層最為主要的作用在于，其可以在荷載的作用之下產(chǎn)生相應(yīng)的互補(bǔ)以及擠壓作用，這就保證了基礎(chǔ)底部同樁間土之間的緊密聯(lián)系?？梢姡朔N墊層實際上徹底解決了變形的問題，并促進(jìn)了樁同樁間土之間得相互協(xié)調(diào)。此外，此種墊層還能夠有效降低基礎(chǔ)底面應(yīng)力量集中等問題。

3? CFG樁復(fù)合地基的優(yōu)點

3.1? 適用范圍廣泛

CFG樁的適用范圍十分廣泛，絕大多數(shù)的地質(zhì)環(huán)境都可以應(yīng)用CFG樁。這中間，包括沙土、黏性土以及粉土等土質(zhì)，均可以應(yīng)用此種樁基。并且，其不僅能夠?qū)θ彳浀牡鼗M(jìn)行加固，同時也可以被用地基土上。而對于較好的地基土來講，CFG樁也能夠充分發(fā)揮加固的作用[2]。此外，CFG樁還具備工藝性好的特點，這是因為，CFG樁本身會應(yīng)用到煤灰粉，該種材料具備著很好的流動性，并且在進(jìn)行灌注施工的過程中，操作起來也更為容易，這就有助于施工人員更好的控制施工的質(zhì)量。可見，CFG樁復(fù)合地基的應(yīng)用從工程建設(shè)的角度來看，有著一定的必要性存在。

3.2? 工程造價較低

CFG樁的應(yīng)用能夠最大限度上的節(jié)約原材料，這中間，施工企業(yè)能夠應(yīng)用一些工業(yè)廢料進(jìn)行相關(guān)施工，如渣灰、石屑等地應(yīng)用便是最好的例證。這樣就可以在保護(hù)環(huán)境的同時，有效降低工程建設(shè)所需要的花費(fèi)。并且，采用CFG樁還有助于幫助施工企業(yè)對建設(shè)成本進(jìn)行合理地控制。

3.3? 承載力相對較強(qiáng)

工程實踐表明，在對一系列相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整之后，可以顯著提升CFG樁地承載能力，并能切實有效地將復(fù)合地基地承載能力提高3倍[3]。并且，相較于碎石樁來講，在條件相同的基礎(chǔ)上，CFG樁能夠承擔(dān)的負(fù)荷往往是碎石樁的2倍以上。此外，CFG樁后期強(qiáng)度的提升空間也要更大一些。

4? CFG樁在地基處理應(yīng)用中常見的問題與排除方法

4.1? 用料與用料配比的問題

在CFG樁施工應(yīng)用的過程中，堵管屬于一種極為常見的問題。就實際情況來講，堵管的發(fā)生會嚴(yán)重影響到工程開展的進(jìn)度，因此，在CFG樁復(fù)合地基技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要針對堵管問題采取具有針對性地應(yīng)對措施。首先，堵管問題的發(fā)生很有可能同混合料的配比有很大關(guān)系。在混合料中，若細(xì)骨料與煤灰的用料過少，就會導(dǎo)致整個混合料的易性無法達(dá)到理想的區(qū)間[4]。所以，在對混合料進(jìn)行配比的過程中，應(yīng)該特別注意上述兩種材料的用量，尤其是要注意煤灰的用量。期間，應(yīng)根據(jù)實際情況，將煤灰控制在合理的區(qū)間，極力避免用量過大或過小的情況。所以在施工開展前，工作人員應(yīng)對具體用量進(jìn)行明確。

除配料比會導(dǎo)致堵管的情況發(fā)生外，混合料的攪拌若不符合相關(guān)的質(zhì)量要求，通常也會導(dǎo)致堵管問題的發(fā)生。在實際施工的過程中，混合料需要經(jīng)由混凝土泵，通過高強(qiáng)柔性管以及剛性管，之后才可以到達(dá)鉆桿芯的內(nèi)部。就實際情況來講，混合料在管道期間，會呈現(xiàn)出圓柱的形狀，之后在通過水泥砂漿與水的潤滑層實現(xiàn)管壁分離后才能完全通過管線。所以，在進(jìn)行具體設(shè)計的過程中，需要保證混合料能夠順利地通過管線，這樣就能有效避免堵管問題的發(fā)生。此外，已經(jīng)攪拌好的混合料，在到達(dá)泵儲料斗的過程中，往往也要通過濾柵。這中間，若是濾柵未能起到應(yīng)該起的作用，就會導(dǎo)致一些較大的材料漏入到儲料斗之中，常見的有粗骨料、片石等，這些都會導(dǎo)致堵管的問題的發(fā)生。因此，在進(jìn)行CFG樁施工的過程中，需要對濾柵的情況進(jìn)行觀察，若其出現(xiàn)異常，避免其處于異常工作狀態(tài)。這中間，若堵塞已經(jīng)發(fā)生，便需要相關(guān)人員對管線中的堵塞處進(jìn)行及時的處理。

4.2? 設(shè)備缺陷的問題

通常的情況下，施工設(shè)備自身的缺陷也會影響到CFG樁在地基處理中的應(yīng)用。首先是彎頭，其屬于銜接高柔強(qiáng)性管的一個重要節(jié)點部件。在運(yùn)動混合料的過程中，灣頭所存在的曲率半徑同其自身與鉆桿之間的銜接形式，往往會對混合料的運(yùn)輸帶來直接地影響。如彎頭的曲率半徑若存在缺陷，便會導(dǎo)致堵管的問題發(fā)生。此外，兩者之間若是以垂直的方式進(jìn)行連接，往往也會導(dǎo)致堵管問題的發(fā)生。因此，施工建設(shè)人員需要在設(shè)備應(yīng)用的過程中，對彎頭、鉆桿連接的情況進(jìn)行了解，以此來避免垂直連接的情況發(fā)生，并且還要將曲率半徑控制在合理的區(qū)間，以避免其所帶來的影響。

除彎頭以外，應(yīng)用于混合料運(yùn)輸?shù)墓艿涝谕瓿晒ぷ骱?，若存在有清潔不徹底的問題，就會使管道內(nèi)出現(xiàn)混合料凝結(jié)所形成的硬塊，這些硬塊的存在會對混合料的運(yùn)送造成影響，進(jìn)而使工作效率滯后。針對這樣的情況，施工方應(yīng)該及時換下存在上述情況的管道，并及時對管道內(nèi)的硬塊進(jìn)行清潔，以此來解決此問題。最后，設(shè)備自身缺陷所導(dǎo)致的問題，通常也會對CFG樁在地基處理中的應(yīng)用帶來不利影響。工程實踐表明，有部分生產(chǎn)商生產(chǎn)的鉆頭在鉆機(jī)的設(shè)計上，存在嚴(yán)重的不合理。這就使得一些生產(chǎn)廠商所生產(chǎn)的鉆機(jī)同鉆頭，在施工過程中很容易出現(xiàn)問題，如砂塞在形成后就會導(dǎo)致混合料的離分析，從而為閥門堵塞問題的發(fā)生埋下伏筆。面對這樣的問題，施工方應(yīng)在設(shè)備采購階段，對采購的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行評估，保證設(shè)備能夠符合實際的施工實際，以此來規(guī)避砂塞的出現(xiàn)。此外，施工單位同時也可以結(jié)合自身需要，對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行個性化的改造，以此來規(guī)避設(shè)備自身的缺陷。

4.3? 施工措施與施工操作的不當(dāng)

在進(jìn)行冬季施工的過程中，工作人員需要對輸送管等部位，做好相應(yīng)的保溫措施。這是因為，一旦保溫效果有所欠缺，就會導(dǎo)致輸送管等部位出現(xiàn)冰凍的情況，進(jìn)而造成管道的堵塞。此種情況會為CFG樁施工帶來消極影響，所以需要切實做好保溫工作。通常的情況下，施工單位在進(jìn)行冬季施工的過程中，可以采用向混合料中加熱水的方法，不斷提高混合料出口過程中的溫度。不過這里需要特別指出的是，熱水的溫度應(yīng)該大于60℃，如果低于這一溫度區(qū)間就會導(dǎo)致混合料的凝固。可見，在進(jìn)行冬季施工的過程中，應(yīng)著重考量防凍保溫的問題，這樣才有助于保證施工的質(zhì)量。

除上述施工措施需要注意外，具體的施工操作同樣也應(yīng)給予注意。這中間，在鉆桿達(dá)到設(shè)計的孔深之后，便應(yīng)該開始混合料的運(yùn)送，并使管道內(nèi)部的空氣完全排除，之后則使鉆桿與輸送管之中保有混合料。在具體施工操作中，工作人員需要注意及時進(jìn)行提鉆的操作，并要確?；旌狭夏軌蜓杆俚毓嘧?。期間，工作人員在具體操作的過程中，不及時地進(jìn)行提鉆，就會使泵送一直持續(xù)下去，而鉆頭內(nèi)的水泥也會被擠出，這對于泵送工作來講會帶來嚴(yán)重地影響。值得說明的是，施工方應(yīng)注意對人員操作水平的訓(xùn)練，這樣可以最大限度上的避免操作不當(dāng)?shù)膯栴}發(fā)生。

4.4? 竄孔的問題

施工實踐表明，在粉土以及砂層環(huán)境中進(jìn)行施工時，經(jīng)常會出現(xiàn)一號樁打完后，鉆桿在向下一個樁鉆進(jìn)過程中一號樁突然下落的問題。此種下落的情況，最嚴(yán)重時可達(dá)到下落2m以上。而這種下落的問題，通常會在向下一個樁注入混合料之后得到緩解，即一號樁的回升。一般的時候，只有在注入量達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)后，一號樁才能恢復(fù)原有的標(biāo)高。上述情況在施工中通常會被稱為竄孔，其在CFG樁施工中較為常見，通常此種情況的發(fā)生主要與土層之中有大量的粉土以及粉樣細(xì)沙砂石等有關(guān)。這里需要特別指出的是，若是存在被加固的土層有粉土、粉樣細(xì)砂沒有地下水或有地下水且樁的成型時間較短這兩種情況，竄孔的發(fā)生概率就會降低。總之，施工單位應(yīng)對竄孔的問題給予高度地重視，對于可能會發(fā)生的竄孔問題進(jìn)行分析，并以之為基礎(chǔ)，積極地應(yīng)對竄孔問題。

5? 結(jié)束語

總而言之，CFG樁復(fù)合地基技術(shù)屬于一種較為新穎的地基處理技術(shù)。施工實踐表明，在地基處理中應(yīng)用CFG樁復(fù)合地基技術(shù)，可以顯著提升地基地承載能力，并且其還具備造價低廉、應(yīng)用廣泛等特點。所以此種技術(shù)在地基處理中的應(yīng)用，能夠切實有效地保證地基的質(zhì)量，但在實際應(yīng)用的過程中還存在一些應(yīng)用層面的問題。因此，當(dāng)代建筑工程人員應(yīng)以建設(shè)實踐為出發(fā)點，不斷探索CFG樁復(fù)合地基技術(shù)實際應(yīng)用中存在的問題，并提出具有針對性地解決措施，從而促進(jìn)CFG樁復(fù)合地基技術(shù)更好的發(fā)展，繼而提高地基處理的效率。

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