CFG桩复合地基在高层建筑施工中的应用

万海洋

摘 要：在城市化进程不断加快的今天，建筑用地越来越少，作为城市建设的主导，高层建筑高度的不断增加，将进一步加大建筑荷载，为此，必须提高地基承载力。于高承载力要求相比，传统地基处理技术已无法满足其施工要求，桩基础承载力、成本高且工期长，为此，必须选取一种新型方法处理软弱地基，如CFG桩的应用，其优点包含施工简单、材料经济环保及成本低，且具有良好效果。因此，在我国得到了大力推广及应用。为此，本文结合具体工程案例，在充分了解CFG桩作用机理的基础上，对CFG桩复合地基在高层建筑施工准备、施工工艺进行了分析与探究。

关键词：CFG桩复合地基；高层建筑；工程概况

中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0095-02

1 工程概况

某高层建筑工程住宅楼共3栋，并配备周边工程。46945m2为其总建筑面积，筏板结构为17、18、23及28层基础形式，则剪力墙结构为其结构形式。该工程主要施工3栋楼CFG桩复合地基，1017根为CFG桩总量。需选取长螺旋钻成孔处理其复合地基工程，成桩工艺为管内泵送C20商品混凝土，C20为CFG桩桩芯混凝土强度等级。选取5-20mm碎石作为褥垫层材料，且在0.9以下控制夯填度。按照施工现场实际情况，因工期短、任务重，需同时进行3栋楼CFG桩复合地基工程施工，可选取三台长螺旋钻机成孔。

2 CFG桩的作用机理

CFG桩是指水泥粉煤灰碎石桩，其主要材料包含碎石、石屑、砂、粉煤灰等，以上材料搅拌后，选用成桩机械构成强度良好的可变强度桩。作为一种强度较低的混凝土桩，CFG桩可对桩间土承载力的共同作业加以充分利用，且向深层地基内传送，其技术成效及经济性较强。利用褥垫层CFG桩复合地基可连接基础，即便是在坚硬土层设置桩端，也可确保桩间土用于施工。与桩间土强度、模量相比，桩体较大，荷载影响下，则与桩间土表面相比，桩顶应力较大。向深层土层内桩逐步传递可承受荷载，并逐渐降低桩间土承担的荷载。此时，因桩作用，将大大提升复合地基承载力，降低变形，同时因CFG桩不配筋，可选取工业废料粉煤灰作为桩体掺合料，进而可有效减少工程成本。其优点如下：

（1）可实现CFG桩各项设计参数的转变，如桩长、桩径及桩距等，并在大范围内调节承载力。（2）承载力较高，250%—300%为提高承载力的幅度范围，可大大提升软土地基承载力。（3）具有较小沉降量，变形稳定较快。（4）具有良好施工工艺，便于灌注，且可实现施工质量合理控制。（5）工业废料是CFG桩成桩环节的材料，通过粉煤灰大量消耗，可节省大量施工材料，这样不仅能够保护环境，还可实现工程成本有效减少。相比预制钢筋混凝土桩，成本可降低30%到40%之间。

3 CFG桩复合地基在高层建筑施工准备

（1）施工前，需保养调试施工机械，并做好清洁工作。需在进场前保证机械具备良好施工状态。本工程所选用的主要机械如表1所示。同时，需准备好所有材料，确保施工时材料到位。（2）完成开挖支护作业后，需利用推土机、平地机进行场地平整施工，保证钻机施工作业正常进行。严格按照施工图，合理安排施工钻孔施工顺序。同时需测定桩基轴线、标高，待场地平整后，按照轴线将桩位线放出，定位桩选取短木、短钢筋打好，且做好白灰标记工作，为施工提供方便。

4 CFG桩复合地基在高层建筑施工工艺

4.1 测量定位

桩位测量前，需抄平测量施工现场原始地面标高，选取平地机做好整平碾压工作，随后将各桩准确位置放出，在-5到+5cm之间控制原地面标高。相比设计桩顶标高，施工桩顶高程控制应多出50cm。并合理划分施工区域，编好各桩号后，需定机定人做好管理工作。

布桩过程中，需严格遵循设计要求确定CFG桩数量、布置形式与间距。且按照由一边逐步推向另一边的施工方法进行施工，一般不得按照“周围—内部”的顺序进行施工。

在开钻施工前，需复核标尺、刻画的准确性，将标识误差控制在合理范围内。特别要指派专人复核钻机初始标识，防止误差过大。间隔50cm选取较大反差的反光贴条做好标识，在钻机导向架粘贴，为相关人员夜间进行读数识别提供便利。

4.2 钻机就位

钻机就位后，需保证钻杆与桩位中心垂直对准，保证在1%以内控制CFG桩垂直度容许偏差。为对钻孔垂直度进行测量，可将垂球挂在钻架上，也可通过钻机自带垂直度调整器加以控制。施工前，检查好垂直度后即可进行各个桩施工。

4.3 长螺旋钻施工

钻孔施工前，需及时将钻头阀门关闭，向钻头位置移动钻杆，且与地面接触。随后将马达开启进行钻进施工，通常按照由慢至快的速度进行施工。成孔环节，当产生钻杆晃动、开钻难度的情况时，需尽可能减慢进尺速度，避免出现桩孔位移、偏斜等问题。如何保证钻头达到持力层，可通过以下2种方式施工。

第一，电流变化通过桩机驾驶室观测。钻机就位后，即可进行钻孔施工，如地层较为软弱，120到130安为电流表指针，如钻头达到持力层，电流瞬间可向160安以上增加，此时其电压将逐步减少。这种情况下，可表明钻头达到持力层。

第二，钻机旁直观观察。如钻头达到持力层后，轻微颤动问题将产生于钻杆上部动力头位置，此时将大大降低钻机动力，则可确定钻头达到持力层。

4.4 灌注及拔管

向设计标高位置钻孔后，需及时暂停钻进作业，钻杆提升20到30cm后，需进行C20商品混凝土泵送灌注施工，相比设计灌注量，各根桩投料量需多一些。混合料充满钻杆芯管后，即可拔管作业，且保证该过程具有连续性。相比设计高程，施工桩顶高程需多出50cm，完成灌注成桩后，需进行桩顶盖土封顶养生。

C20商品混凝土灌注过程中，可选取泵压次数记录的方式控制C20商品混凝土灌入量。选取一个固定值作为相同型号輸送泵各次输送量，且按照泵压次数对混凝土投料量进行准确计量。

4.5 CFG桩成桩

整个施工环节，需指派专人做好旁站监督工作及施工记录工作。桩号、钻孔深度、孔深及堵管等都是记录的主要记录。钻进过程中，土洞位置可按照钻进速度、电流变化情况加以确定。通过钻杆将泵送混凝土提升到土洞位置，随后暂停提升，待泵送混凝土向泵压回升后，即可持续提升施工，保证填筑好土洞，且密实度符合设计要求，避免断桩问题产生。

4.6 移机

选取静止提拔钻杆进行灌注施工，在每分钟2到3m之间合理控制提管速度，待灌注满足设计标高需求后，即可下一根桩施工。

4.7 现场试验

试验人员针对各盘C20商品混凝土，需检测好其塌落度，待其质量无误后，即可投放混合料，在成桩环节进行抽样作业，以此做好混合料试块工作，一组试块为3块，主要对其28天抗压强度进行测定。成桩28天后，还应做好单桩承载力、复合地基承载力试验，且确保其各项数据复合设计规定。作为一项隐蔽性工程，CFG桩施工结束后，需做好自检工程，10%为自检频率。与总桩数相比，静载荷载试验点数为其0.5%到1%之间，一般在3根以上。

4.8 质量控制

（1）成桩工艺性试验需在施工前完成，进而对地质材料、机械性能及施工工艺等进行复核，并对各项施工参数进行确定，如搅拌时间、拔管速度等，且按照试桩环节产生的问题进行施工工艺的修正。（2）施工过程中需做好堵管、窜孔等防治措施。CFG桩清土施工环节，需确保CFG桩强度满足施工要求，且避免机械与桩头位置碰触，且避免出现桩头勾倒问题，如进行浅部桩身放置时，需避免产生断裂问题。除此之外，施工时需采取切割机切断桩头，根据桩标高切除桩头。

5 结语

综上所述，伴随社会经济的高速发展，建筑工程逐步向大型化、高规模方向发展。在高层建筑施工中合理选用CFG桩复合地基，可有效提升工程质量。施工过程中，要求严格按照施工现场施工情况，规范施工工艺，合理控制施工质量，只有这样才能推动建筑事业更快更好地发展。

参考文献

[1]李洪.CFG桩施工工艺及常见问题解决措施的探讨[J].中国新技术新产品，2010，（1）：129-130.endprint