CFG 桩在复合地基处理中的应用研究

魏相涛

(洛阳市房产管理局，河南洛阳 471000)

CFG是Cement Flying-ash Gravel pile英文缩写，中文名称是水泥粉煤灰碎石桩，CFG是专门进行复合地基处理的建筑新技术。随着工程建设速度的加快，越来越多的新技术、新材料、新工艺得到应用。CFG桩复合地基以其坚固耐用、稳定性强、技术先进、成本较低、施工速度快等优越性引起了工程界人士的关注。CFG桩复合地基作为近几年来比较成功的地基处理技术，在工程建设中发挥着越来越重要的作用。被广泛地应用于工业厂房、多层建筑、高层建筑、超高层建筑以及公路的地基处理中，其应用前景非常广阔。

1 CFG桩复合地基处理技术的发展

CFG桩复合地基处理技术的雏形是碎石桩加固地基，在此基础上，按照施工工程的基础结构形式、土质水位情况、建筑物地基、抗震等级、土方标高及工程量、地面标高等条件，经过精密测算，通过对碎石桩桩体一定数量的水泥、粉煤灰、砂石及特种添加剂并加入适量水，经过成桩设备制成的具有一定粘度的桩体。CFG桩的施工工艺基本等同于普通沉管碎石桩施工工艺。CFG桩复合地基应用于结构物基底处理、桥涵台背处理、软基处理，其工作的基本构造是将CFG桩打入地下，在桩与桩之间填装土并压实，在桩的上部铺上褥垫层，在褥垫层上面进行上部基础或者路基建设，见图1。

由于桩身的受力范围及其全长，和桩基相比，CFG桩掺入一定数量的水泥、粉煤灰、砂石及特种添加剂，在不配筋的情况下，能够充分发挥其承载能力，工程造价又相当低廉，仅为桩基的1/3～1/2，并且，其施工速度较快，1000m2地基10 d～15d就可由一台设备处理完成，可以充分满足施工进度的要求。因此，CFG桩复合地基处理技术被广泛地应用于工业厂房、多层建筑、高层建筑、超高层建筑以及公路建设，随着我国建设速度的加快，CFG桩复合地基处理技术的应用范围和应用领域不断扩大。

2 CFG桩复合地基处理技术的应用领域

CFG桩复合地基处理技术的施工工艺较为简单，在拥有混凝土拌和设备和成桩机械的条件下就能完成，施工进度较快，操作方便，建筑质量较高、建设成本低廉。由于CFG桩复合地基处理技术这些技术特点的存在，CFG桩复合地基处理技术的应用领域越来越广泛，从多层建筑、高层建筑、超高层建筑到工业厂房建设、公路路基、铁路路基、桥涵建设等领域得到应用。

3 CFG桩施工中常见的故障及排除

3.1 堵管

针对混合料的配合比例不尽合理:一旦发生混合料中粉煤灰和细骨料的使用数量不足的时候，会由于混合料的和易性发挥不好而产生堵管的现象。所以要注意细骨料和粉煤灰的分配比例，尤其要注意对粉煤灰的选择量要保持在60 kg/m3～80 kg/m3以内。

在混合料的搅拌过程中会出现一定的质量缺陷:CFG桩的施工过程中，混合料需要确保能够通过刚性管，同时高强柔性管，以及变径管能延伸到堵管钻杆芯管里面。在施工的过程中坍落度应该保持在16cm～20cm以内，一般情况下由于混合料的可泵性比较差，可以考虑掺入一些泵送剂。

堵管的设备也会出现一定的缺陷:如弯头与钻杆在垂直的状态下进行连接，不合适的弯头的曲率半径，这些情况都有可能发生堵管的现象。如果在混合料输送管施工完成后，一旦清洗工作进行的不彻底，管接头发生松动，垫圈损坏，这些情况的发生都有可能产生堵管的现象。如果钻头、钻机在设计的过程中不够合理，或者密封不够严密，都有可能产生在承压水的粉细砂中成桩时，产生砂塞的情况。

3.2 窜孔

窜孔发生的条件:1)被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂;2)钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;3)成桩时一次移机施打周围桩数量过多时，发生窜孔可能性大。防止窜孔的方法:1)尽量采取大桩距的设计方案。减少新打桩对已打桩的剪切扰动;2)改进钻头，提高钻进速度;3)采用隔桩、隔排跳打方案。采用跳打要及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。

窜孔现象发生的条件:1)在需要加固的土层中具有一些粉土、松散饱和粉细砂等;2)在钻杆进行钻进的过程中通过叶片剪切的作用针对土体发生一定的扰动;3)如果在成桩的过程中一次性移机施打周围桩的数量比较多的时候，比较容易发生窜孔现象。打不开钻头的阀门:1)钻头的设计不够理想和合理;2)一旦桩端的进入透水性好，水头的压力过大，使得阀门不容易打开。这时可以采取对阀门进行改进，或者对桩长令桩端穿过砂土进行调整，并且针对粘性土层采取一定的有效措施。

4 CFG桩复合地基处理技术的应用前景

随着我国基础建设进程的加快，CFG桩复合地基处理技术在我国的应用前景更加广阔。当前，社会各界已经充分认识到了CFG桩复合地基处理技术的技术特点，在各种建设工程中越来越多地采用了CFG桩复合地基处理技术，随着这项技术在施工实践中的逐步完善，其应用前景非常广阔。CFG桩复合地基处理技术的主要特点是加快了施工速度、提高了施工质量、降低了施工成本，建设工程的经济效益和社会效益能够得到充分的保证，和其他地基处理技术相比，具有非常明显的优势，为建设单位、建设企业及业内人士较为关注的建设工程三大问题:施工进度、质量控制和成本控制难题得以解决。CFG桩复合地基处理技术的这些特点转化为其在地基处理市场竞争中的独特优势，为CFG桩复合地基处理技术在中国建设市场的大量采用打下了坚实的基础。

总之，CFG桩复合地基处理技术作为地基处理技术，由于其能够满足多层建筑、高层建筑、超高层建筑、工业厂房建设、公路路基、铁路路基、桥涵建设的需求，随着我国基础建设速度的加快，CFG桩复合地基处理技术的应用领域和应用范围不断得到扩大。由于CFG桩复合地基处理技术具有施工进度较快，操作方便，建筑质量较高，建设成本低廉的特点，一定能够在公路、铁路、桥梁和建筑工程建设领域发挥重要的作用。

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