浅谈CFG桩在软土地基处理中的应用

发布时间：2022-10-05 10:06 热度：

　　摘要：CFG桩属地基加固的一种方法,目前采用振动沉管灌注桩法和长螺旋芯管泵送混合料灌注成桩两种方法。本文从CFG桩的适用范围、施工工艺等方面谈其在施工中的应用。

　　关键词:CFG桩;地基处理

　　Abstract: CFG pile is a method of possessions reinforcement vibro piles and long spiral core tube pumping the mixture infusion into a pile of two methods. This article from the scope of application of CFG pile construction technology on its construction.

　　Key Words: CFG pile; foundation treatment

　　中图分类号： U443 文献标识码：A 文章编号：

　　1、CFG桩

　　CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel Pile的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。

　　2、CFG桩的适用范围

　　CFG桩的适用范围很广。适用于处理黏性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。CFG桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。

　　3、CFG桩的施工准备

　　3.1施工前应具备下列资料和条件：建筑物场地工程地质报告和必要的水文资料;CFG 桩布桩图，并应注明桩位编号，以及设计说明和施工说明;建筑场地邻近的高压电缆、电话线、地下管线、地下构筑物及障碍物等调查资料;建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料;具备“三通一平”条件。

　　3.2施工技术措施：确定施工机具和配套设施;编制材料供应计划，标明所用材料的规格、质量要求和数量;试成孔应不小于2 个，以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜，核定选用的技术参数;按施工平面图放好桩位;确定施打顺序及桩机行走路线。

　　4、材料和质量要求

　　4.1水泥：根据工程特点、所处环境以及设计、施工的要求，选用强度等级为32.5 以上的水泥;施工前，对所用水泥应检验其初终凝时间、安定性和强度，作为生产控制和进行配合比设计的依据。必要时，应检验水泥的其他性能;水泥应按规定堆放在防雨、防潮的水泥库内。如因储存不当引起质量明显下降或水泥出厂超过三个月时，应在使用前对其质量进行复验，并按复验结果使用。

　　4.2褥垫层材料：褥垫层材料宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等。最大粒径不宜大于30mm。不宜选用卵石，卵石咬合力差，施工扰动容易使褥垫层厚度不均匀。

　　4.3混凝土、混凝土外加剂和掺和料： 缓凝剂、粉煤灰， 均应符合相应标准要求， 其掺量应根据施工要求通过试验室确定;严格按照配合比配制混合料;长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度宜为160~200mm， 振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为30~50mm， 振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm;长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料;沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。

　　5、CFG桩的施工工艺

　　应根据现场条件选用下列施工工艺：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、中等密实以上的桩土;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.;振动沉管灌注成桩， 适用于粉土、粘性土及素填土地基。

　　工艺流程：定位放线→启动桩机对准桩位→桩机调平、钻杆调直→关闭钻头阀门启动锤头钻进到设计桩底标高、同时进行混合料的搅拌→开动混凝土输送泵灌料、同时启动卷扬机提升钻杆直至施工设计桩顶标高→成桩完毕→停机移位至下一桩位。

　　6、软基处理

　　6.1软土地基：软弱土系指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。由软弱土组成的地基称为软弱土地基。淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土,由于软土地基的承载力较低,如果不做任何处理,一般不能承受较大的建筑物荷载。所以在软土地基上修建建筑物,必须重视地基的变形和稳定问题。因此在软土地基上建造建筑物,要求对软土地基进行处理。地基处理的目的主要是改善地基土的工程性质,达到满足建筑物对地基稳定和变形的要求,包括改善地基土的变形特性和渗透性,提高其抗剪强度和抗液化能力,消除其它不利影响。

　　6.2软土地基处理的方法：换填法、预压法、强夯法和强夯置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法、高压旋喷桩法、桩基法及其他地基处理法。①换填垫层法是挖除软弱地基土，采用砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料进行换填作为垫层的一种地基处理方法，通过换填软弱地基土的变形变成垫层地基的变形，因此能够减少地基的沉降。②堆载预压法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，堆载预压分塑料排水带活砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。通常，当软土层厚度小于4.0m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4.0m时，为加速预压过程，应采用塑料排水带、砂井等竖井排水预压法处理地基。本工程淤泥层厚度为11.4m，适合用排水预压法。③强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，而强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑~流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。此两种方法都采用夯击的方法进行地基加固，因此都有一定的加固深度，本工程软弱土层为淤泥层，该土性质不适用夯击方法加固，而且土层深度较深。④砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基，本工程软弱土层为欠固结土层，在回填土回填至设计标高时，土层在附加应力作用下进行排水固结，土层压缩，因此不适用。⑤水泥搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法，水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%、大于70%或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。⑥高压旋喷桩，是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。高压喷射注浆按注浆管类型可分为单管、二重管和三重管三种方法。单管以单纯喷射水泥浆液;二重管在水泥浆液射流外面包裹一层高压空气同时喷射，来破坏土层结构，同时完成置换、填充;而三重管则是以包裹了高压空气的高压水流来破坏土层结构，再以水泥浆液进行置换、填充。⑦桩基法及其他地基处理法。

　　8、结束语

　　由于CFG桩中掺入少量的粉煤灰，不配筋以及充分发挥桩间土的承载力其受力和变形类似于素混凝土桩，具有地基承载力高、变形小、稳定快施工简单易行，且工程造价低，经济效益和社会效益明显。