中能建西北城市建设有限公司 陕西西安 710032
摘要：随着中国经济的高速发展，城市化进程不断加快，高层建筑在建设工程中的运用越来越广泛。CFG桩复合地基是在高层建筑中常用的一种地基处理办法，具有环保，节能，施工速度快，操作工艺简单，成本低，承载力强，适用范围广等优点。但CFG桩复合地基在遇到胶结卵石层时会加大施工难度，首先工期变长，经常会出现卡钻、埋钻、难以钻入、钻齿崩坏、钻头阀门掉落，严重时钻杆扭断等问题。掌握CFG桩在地基处理中的应用和技术，能够有效地加强地基承载力，控制地基沉降。本文围绕CFG桩在遇胶结卵石层场地地基处理中的应用进行阐述。
关键词：CFG桩；卵石层；地基处理；复合地基
1、基本原理
CFG桩复合地基由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高黏结强度桩与桩间土、褥垫层共同形成。桩可将承受的荷载传递给较深的土层，减少桩间土承担的荷载。由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减小，再加上CFG桩不配筋，桩体采用商混浇筑，施工速度快，成品质量较高，目前已有多项工程采用该法进行地基处理，是目前加固软土地基最经济、适用、快速、可靠、环保的一种地基处理方式。
复合地基设计中，褥垫层的设置是复合地基的一个核心技术。基础下是否设置褥垫层，对复合地基受力影响很大，如不设置褥垫层，桩间土承载难以发挥，不能形成复合地基。基础下部设置褥垫层，桩间土承载力的发挥就不单依靠桩，可以通过褥垫层作用到桩间土上，使桩土共同承担荷载。
2、CFG桩复合地基应用
2.1工程概况
某项目由4栋高层住宅组成，采用CFG桩复合地基，桩径为Ф400mm，有效桩长16.2m，桩端伸入第五层卵石层或第6层粉质黏土不小于800mm，根据现场实际情况，个别桩位下方卵石层厚度达3-5米左右。
2.2地质条件
根据钻探和原位测试结果，对勘探深度范围内岩土按岩性及力学特征进行分层，地质条件为：第五层：卵石 青灰色、稍湿，中密一密实，主要成分为灰岩，磨圆度一般，多为亚图形，粒径一般为3-8cm，最大14cm，局部与粉质黏土互层，卵石含量60-80%，充填物主要为砾石和中粗砂及少量粉质黏生；第六层：粉质粘土褐红色，硬塑，切面稍有光滑、干强度高、韧性高，局部夹有碎石。
2.3作业流程
场地平整→桩位放线→钻机就位→成孔→验收→提升钻杆同时压灌混凝土→成桩验收→移位
2.4施工方法
2.4.1钻机就位
施工前平整场地，控制好标高，埋设控制桩，放桩位线。桩点位经检验合格后，钻机就位。根据设计图纸确定桩有效长度，在钻杆上用其它颜色喷涂或挂易分辨的标志物来表示桩的深度。钻孔时，应使钻杆垂直对准桩位中心，采用在钻架上挂锤球的方法，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。每根桩施工前有专门的人员进行桩位对中及垂直度检查，确保符合要求。
2.4.2混凝土料搅拌
做到配料计量准确、保证搅拌时间、混凝土要有良好的可泵性。混凝土的坍落度控制在160～200mm，坍落度过小，影响泵送效率甚至发生堵管；坍落度过大，则因离析泌水，同样容易发生堵管。
2.4.3成孔
（1）本工程场地标高不同，卵石层分布不均匀，厚度也较大，因此成桩采取先成孔后灌注。
（2）为防止出现漏打桩，蹿孔等问题，现场施工采用跳桩打法，以防出现漏桩及蹿孔现象；
（3）根据现场实际施工速度，一次成孔成桩时间较长，平均每根桩成孔时间约2小时完成。为了加快施工进度，采取二次成孔方法，首先第一次用短螺旋钻至11米，然后第二次用长螺旋钻至设计桩长。根据现场记录，成孔时间缩短了一半，大大加快施工速度；
.png)
（4）更换特制合金钻头及钻杆，对传统双螺旋钻头和钻杆进行改进，用改进的双螺旋厚叶片子弹头合金截齿钻头和截齿状的合金钻杆进行钻孔，减少了卡钻情况，增大穿透卵石层能力，从而提高施工效率。
（5）在成孔过程中，遇到卵石层难以钻进时，放慢进尺，采取低转速高扭矩，防止桩孔偏斜、位移、损坏钻头钻杆等现象。
（6）提钻时出现卡钻，埋钻情况时，先将转速降低，缓慢提升钻杆，如遇卡钻严重、无法提钻时，先往下钻然后再网上提钻，反复来回几次就可以提钻。
.png)
.png)
特制合金钻杆 改进后的钻头
2.4.4灌注及拔管
钻孔至设计标高后，停止钻进，开始泵送混凝土料，每根桩的泵送量应不少于设计灌注量。长螺旋钻孔成桩边灌注边提钻，泵送量应与拔管速度相配合，保持连续灌注，均匀提升，提升速度不得大于砼灌注速度，防止发生缩径、断桩。做到钻头始终埋入混凝土内1m左右。注浆时，必须注满桩孔，观察到砼浆溢出地面后才能停止注浆。灌注成桩后，桩顶盖土封顶予以保护。
2.4.5移机
上一根桩施工完毕，钻机头进行保护、移位，进行下一根桩的施工，施工时由于CFG桩排出的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动，因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对下一桩位进行复核，保证桩位准确。
2.5质量控制措施
（1）桩位控制
土层挖到合适的标高，平整好施工作业面，用全站仪和GPS将轴线控制点放置到拟建施工场地，然后根据CFG桩施工设计图纸以及桩体间距和各个轴线间存在的内在联系，确定具体桩位点。
（2）垂直度控制
钻机就位后，采用在钻架上挂锤球的方法，使钻杆垂直对准桩位中心，桩身垂直度偏差不得大于1%。钻孔开始，封住钻头阀门，使钻杆向下移至钻头触及地面时，开动钻机旋动钻头。
（3）桩长控制
桩长通过塔身上的刻度标记进行控制，当动力头底面到达标记处，桩长即满足设计要求，孔深误差不大于100mm，要求每根成桩都有详细记录。
（4）成桩控制
成孔至设计深度后，钻机停钻提升钻杆，同时泵车开始灌注混凝土并保持连续灌注。灌注混凝土至桩顶设计标高时，应适当超过桩顶标高800mm（包含桩顶凿去部分）左右以保证桩顶标高和桩顶混凝土质量均符合设计要求；灌注混凝土之前，应检查管路是否顺畅稳固。压灌混凝土时一次提钻高度小于25cm，使混凝土冲开钻门5-10秒后提升，混凝土埋钻高度大于1.0m根据泵送速度0.5m3/分钟，提升速度控制在3～3.5米/
分钟以内；商品混凝土进场后应立即灌注（2h内），严禁长时间搁置；当钻尖提至桩顶标高往时，停止提升，检查钻杆上的检查孔，检查孔若见有砼，钻杆直接提出；若没有砼，继续泵送至检查孔冒浆再提升。
（5）打桩弃土及保护层土的清理
打桩弃土要求随打随清，保护土层的清理在CFG桩施工完毕后进行，采用机械配合人工进行清理，清理时预留30cm保护土层，最后由人工清除整平。另外，施工现场配备履带式挖掘机，打桩施工结束时安排挖掘机进入基坑作业，及时将打桩弃土、桩间保护土倒运并适当集中，采用运土车辆将其运出消纳，同时配备足够人工配合挖掘机进行基底整平。
（6）截桩头
由于成孔作业为干作业成孔，故桩顶基本无浮浆，因设计时，桩顶设置800mm保护，故需要截桩头，截桩头时采用人工钢钎水平方向两两相对用大锤同时击打，且水平一致，钢钎头不能上挑，将桩头截断。桩头截断后用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至设计标高。桩顶表面不可出现斜面，桩顶标高误差控制在0～20mm，如低于设计标高，必须将桩顶凿毛，用与CFG桩高一个强度等级的素混凝土接桩至设计标高。
3、结语
通过本次对CFG桩复合地基在遇胶结卵石层时的处理中发现，与其它传统的处理方法相比较，改进后的办法大大提高了工作效率，既保证了施工质量，同时也缩短了工期，有效节约成本。而且施工过程中噪声小，不会产生噪声污染，保护了环境。因此在高层建筑地基的处理中使用CFG桩复合地基处理方法具有极大地可行性，有助于推动我国建筑行业的快速发展。
参考文献：
[1]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2015）中华人民共和国行业标准，2015
[2]建筑地基基础施工规范（GB51004-2015）中华人民共和国行业标准，2015