摘 要：CFG桩复合地基是由CFG桩、桩间土和褥垫层组成的新型复合地基形式，作为一种高粘结强度桩复合地基，具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便、工期短、造价低廉等技术优点，目前已在全国推广应用。本文根据CFG桩断桩的特点，提出了减少和避免断桩产生的几点建议。
关键词：CFG桩复合地基 基坑开挖 断桩 建议
1、CFG桩复合地基简介
1.1 CFG桩复合地基的概述
碎石、石屑、砂、粉煤灰掺适量水泥加水拌和、制成粘结度较高的桩体，称之为水泥粉煤灰碎石桩（Cement Fly-ash Gravel pile）,简称CFG桩，桩体不配钢筋。有CFG桩、桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。CFG桩设计桩径为350～600mm，桩间距为3～5倍桩径，桩长由几米到20多米不等；褥垫层由一定级配的砂石组成，褥垫层厚度为150～300mm，桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值。为了保护桩长，施工标号应高于设计标高不少于0.5m。
1.2 CFG桩复合地基的受力机理
当CFG桩复合地基承受垂直荷载作用时，桩和桩间土变形小，由于基础下设置了一定厚度的垫层，桩体可以向上刺入，伴随这一变化过程，垫层材料不断调整补充到桩间土上，以保证在任一荷载下桩和桩间土始终参与工作。有CFG桩和自然土层共同组成的复合地基在上部垂直荷载作用下，由于桩间土承受荷载后被压缩（压缩量较小，产生的负摩擦力很小），增加了桩周土对桩体的约束力和抵抗力，从而增大了桩体的侧摩阻力和支撑能力，使荷载逐渐向桩体转移，随着上部荷载的增加，桩体承担的荷载逐渐增大，同时，桩间土的沉降变形对桩体产生的负摩擦力也相应加大。当荷载超过一定值时，桩体所承担的荷载超过其极限荷载值，荷载随时间向桩体转移的现象消失，桩体承担的荷载略有向桩间土转移的想象，但很快消失，桩土应力比很快就趋于稳定。
1.3 CFG桩复合地基的优、缺点
CFG桩由于桩体不配筋，大量节约钢材，同时可以利用工业废料粉煤灰，水泥掺量明显比相应标号的混凝土桩少，这大大降低了工程成本，同时又可以节约国家资源，再有，若采用螺旋钻孔成桩技术，则有噪音小污染小等优点；经济效益和社会效益十分显著。由于CFG桩桩体为混凝土，也就有混凝土桩的缺点了，如：桩身离析、夹泥、缩径、以及机械开挖造成的桩身断裂等，这也是各个施工工地所重视和主要预防的质量问题。
2、CFG桩常见的质量事故及处理方法
在江门市所开展的工程中，桩径主要为400mm，桩间距大多在1.4m～1.8m之间；置换率在0.039～0.064之间，施工标高高于设计标高不少于0.5m，这样的话，开挖至设计标高有大量的土方需要开挖，而采用人工开挖进展缓慢严重影响着施工进度，因此几乎无一例外的采用挖掘机进行开挖，结果造成大量断桩的产生，少的在30%左右，多的达90%。而CFG桩断桩处理起来又很棘手，常见的处理方案有两种：常用的一种是由人工开挖将断桩挖出，然后重新用高于原桩身强度一个标号的混凝土浇灌至设计标高，另一种方法是选取一定数量的断桩进行静载试验，如果满足设计要求，就不用再处理，直接打垫层进行下一步施工了。
3、处理方法分析
首先第一种处理方法，断桩开挖时，铁锨宽大约在200mm左右，加上工人的操作面，这样一根断桩开挖出后，会形成一个直径在1000mm左右的深坑，一般施工单位在处理深坑时采用全部用混凝土灌注的方法，这样使CFG桩桩顶形成一个扩大头，置换率达到0.349，是原设计的近十倍，这时候大家再看看CFG桩复合地基的受力机理，会发现断桩处理后的地基已不在符合原设计理念了。有的施工单位采用支摸板的方法进行接桩，然后在桩四周回填土，这时候的桩间土承载能力，已远不如原土的了，也违背也规范中要求的不得扰动桩间原土的要求。
第二种处理方法，在断桩中选取几根进行静载试验，静载试验虽然比较接近实际受力，但它是个短时的受力过长，一般为20～40h。而地基实际受力是个长期过程，对于桩身存在水平裂缝的桩，在静载试验短期荷载的作用下可能不会发生破坏，但在工程完工以后长期荷载下呢？在长达数十年的使用中，有谁又敢保证不会出现疲劳破坏呢？而且在这方面又没有相应的资料和研究；因此，这种处理方法不得不让人质疑了。还有如果该地区发生地震呢？那会出现怎样的情况？
两种方法都不妥当，而且又没有其它比这更好的处理方法，在这种情况下我们能做的只能是去提高施工质量，避免断桩的产生。
4、基坑开挖的几点建议
首先，应要求在CFG桩施工时施工桩顶标高应高出设计桩顶标高不少于1.0m，规范要求不少于0.5m，比规范多要求了0.5m。有了这0.5m后，我们在机械开挖时可以采用挖掘机直接挖至比设计标高高出0.7m处，挖掘机采用一般的大斗，并将桩顶的0.3m直接强行挖除，这样势必造成几乎所有的CFG桩断裂，如果正常的话，按照以往的经验，断桩所断裂的位置大部分在设计标高处，待上部土清除后，采用小型挖掘机进行进一步开挖，将土和断桩一起开挖至比设计标高高出0.1m左右处，以免造成桩身的再次断裂。但这开挖中存在断裂位置是否正好在理想的位置的问题，针对这个问题，我们可以先对一部分桩进行试开挖，然后现场管理人员可根据断裂位置作出适当的开挖深度调整，还有重要的一条，对这部分桩开挖后，应及时联系桩基检测单位，采用低应变检测仪器进行桩身完整性检测，根据检测结果判断该种开挖施工方法的成败，并对方案及时进行调整。待全部开挖完后再由人工将剩余0.1m土清楚。
另一种可行的方法是，同样要求在CFG桩施工时施工标高高出设计标高不少于1.0m，在挖掘机开挖时可以采用小斗（宽约0.5m），先在桩间进行掏土，同样离设计标高约0.7m左右，将上部土掏出后桩露出0.3m，然后由挖掘机对桩进行碰撞，将桩碰断后继续向下开挖，同样开挖至离设计标高0.1m处停止开挖，然后由人工将剩余0.1m的土清除，但同样要一定记得由检测单位采用低应变法进行检测来确定开挖的效果，然后进行下一步施工。
对于以上两种方法，我们可以看出一些优缺点，第一种方法由于需采用小型挖掘机，小型挖掘机的机动性能和效率是远不如大型挖掘机的，而且小型挖掘机由于臂长问题无法直接装车，需要大型挖掘机的配合，这势必影响开挖进度，但小型挖掘机的使用会减少未断到位的桩身的二次损伤，可以避免二次折断；第二种方法就不可避免了，但它的施工进度要比第一种方法快的多，而且未断到位的桩毕竟占少数，这些桩又不可能没根都会再次碰断，因此这种方法还是可行的。
对于还有一部分桩的断裂位置会低于设计标高，但他们会是很少的一部分，而且深度不会很深，应该在0.2m左右，这种断桩处理起来是很方便的。
参考文献
[1] 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）.
[2] 《建筑地基处理技术规范》，JGJ79-2002，北京，2002.
[3] 牛志荣，李宏，《复合地基处理及其工程实例》，中国建材工业出版社，2000.
[4] 吴春林，闫明礼，CFG桩复合地基的工程性质及应用，建筑技术，1991（17）.
关键词：CFG桩复合地基 基坑开挖 断桩 建议
1、CFG桩复合地基简介
1.1 CFG桩复合地基的概述
碎石、石屑、砂、粉煤灰掺适量水泥加水拌和、制成粘结度较高的桩体，称之为水泥粉煤灰碎石桩（Cement Fly-ash Gravel pile）,简称CFG桩，桩体不配钢筋。有CFG桩、桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。CFG桩设计桩径为350～600mm，桩间距为3～5倍桩径，桩长由几米到20多米不等；褥垫层由一定级配的砂石组成，褥垫层厚度为150～300mm，桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值。为了保护桩长，施工标号应高于设计标高不少于0.5m。
1.2 CFG桩复合地基的受力机理
当CFG桩复合地基承受垂直荷载作用时，桩和桩间土变形小，由于基础下设置了一定厚度的垫层，桩体可以向上刺入，伴随这一变化过程，垫层材料不断调整补充到桩间土上，以保证在任一荷载下桩和桩间土始终参与工作。有CFG桩和自然土层共同组成的复合地基在上部垂直荷载作用下，由于桩间土承受荷载后被压缩（压缩量较小，产生的负摩擦力很小），增加了桩周土对桩体的约束力和抵抗力，从而增大了桩体的侧摩阻力和支撑能力，使荷载逐渐向桩体转移，随着上部荷载的增加，桩体承担的荷载逐渐增大，同时，桩间土的沉降变形对桩体产生的负摩擦力也相应加大。当荷载超过一定值时，桩体所承担的荷载超过其极限荷载值，荷载随时间向桩体转移的现象消失，桩体承担的荷载略有向桩间土转移的想象，但很快消失，桩土应力比很快就趋于稳定。
1.3 CFG桩复合地基的优、缺点
CFG桩由于桩体不配筋，大量节约钢材，同时可以利用工业废料粉煤灰，水泥掺量明显比相应标号的混凝土桩少，这大大降低了工程成本，同时又可以节约国家资源，再有，若采用螺旋钻孔成桩技术，则有噪音小污染小等优点；经济效益和社会效益十分显著。由于CFG桩桩体为混凝土，也就有混凝土桩的缺点了，如：桩身离析、夹泥、缩径、以及机械开挖造成的桩身断裂等，这也是各个施工工地所重视和主要预防的质量问题。
2、CFG桩常见的质量事故及处理方法
在江门市所开展的工程中，桩径主要为400mm，桩间距大多在1.4m～1.8m之间；置换率在0.039～0.064之间，施工标高高于设计标高不少于0.5m，这样的话，开挖至设计标高有大量的土方需要开挖，而采用人工开挖进展缓慢严重影响着施工进度，因此几乎无一例外的采用挖掘机进行开挖，结果造成大量断桩的产生，少的在30%左右，多的达90%。而CFG桩断桩处理起来又很棘手，常见的处理方案有两种：常用的一种是由人工开挖将断桩挖出，然后重新用高于原桩身强度一个标号的混凝土浇灌至设计标高，另一种方法是选取一定数量的断桩进行静载试验，如果满足设计要求，就不用再处理，直接打垫层进行下一步施工了。
3、处理方法分析
首先第一种处理方法，断桩开挖时，铁锨宽大约在200mm左右，加上工人的操作面，这样一根断桩开挖出后，会形成一个直径在1000mm左右的深坑，一般施工单位在处理深坑时采用全部用混凝土灌注的方法，这样使CFG桩桩顶形成一个扩大头，置换率达到0.349，是原设计的近十倍，这时候大家再看看CFG桩复合地基的受力机理，会发现断桩处理后的地基已不在符合原设计理念了。有的施工单位采用支摸板的方法进行接桩，然后在桩四周回填土，这时候的桩间土承载能力，已远不如原土的了，也违背也规范中要求的不得扰动桩间原土的要求。
第二种处理方法，在断桩中选取几根进行静载试验，静载试验虽然比较接近实际受力，但它是个短时的受力过长，一般为20～40h。而地基实际受力是个长期过程，对于桩身存在水平裂缝的桩，在静载试验短期荷载的作用下可能不会发生破坏，但在工程完工以后长期荷载下呢？在长达数十年的使用中，有谁又敢保证不会出现疲劳破坏呢？而且在这方面又没有相应的资料和研究；因此，这种处理方法不得不让人质疑了。还有如果该地区发生地震呢？那会出现怎样的情况？
两种方法都不妥当，而且又没有其它比这更好的处理方法，在这种情况下我们能做的只能是去提高施工质量，避免断桩的产生。
4、基坑开挖的几点建议
首先，应要求在CFG桩施工时施工桩顶标高应高出设计桩顶标高不少于1.0m，规范要求不少于0.5m，比规范多要求了0.5m。有了这0.5m后，我们在机械开挖时可以采用挖掘机直接挖至比设计标高高出0.7m处，挖掘机采用一般的大斗，并将桩顶的0.3m直接强行挖除，这样势必造成几乎所有的CFG桩断裂，如果正常的话，按照以往的经验，断桩所断裂的位置大部分在设计标高处，待上部土清除后，采用小型挖掘机进行进一步开挖，将土和断桩一起开挖至比设计标高高出0.1m左右处，以免造成桩身的再次断裂。但这开挖中存在断裂位置是否正好在理想的位置的问题，针对这个问题，我们可以先对一部分桩进行试开挖，然后现场管理人员可根据断裂位置作出适当的开挖深度调整，还有重要的一条，对这部分桩开挖后，应及时联系桩基检测单位，采用低应变检测仪器进行桩身完整性检测，根据检测结果判断该种开挖施工方法的成败，并对方案及时进行调整。待全部开挖完后再由人工将剩余0.1m土清楚。
另一种可行的方法是，同样要求在CFG桩施工时施工标高高出设计标高不少于1.0m，在挖掘机开挖时可以采用小斗（宽约0.5m），先在桩间进行掏土，同样离设计标高约0.7m左右，将上部土掏出后桩露出0.3m，然后由挖掘机对桩进行碰撞，将桩碰断后继续向下开挖，同样开挖至离设计标高0.1m处停止开挖，然后由人工将剩余0.1m的土清除，但同样要一定记得由检测单位采用低应变法进行检测来确定开挖的效果，然后进行下一步施工。
对于以上两种方法，我们可以看出一些优缺点，第一种方法由于需采用小型挖掘机，小型挖掘机的机动性能和效率是远不如大型挖掘机的，而且小型挖掘机由于臂长问题无法直接装车，需要大型挖掘机的配合，这势必影响开挖进度，但小型挖掘机的使用会减少未断到位的桩身的二次损伤，可以避免二次折断；第二种方法就不可避免了，但它的施工进度要比第一种方法快的多，而且未断到位的桩毕竟占少数，这些桩又不可能没根都会再次碰断，因此这种方法还是可行的。
对于还有一部分桩的断裂位置会低于设计标高，但他们会是很少的一部分，而且深度不会很深，应该在0.2m左右，这种断桩处理起来是很方便的。
参考文献
[1] 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）.
[2] 《建筑地基处理技术规范》，JGJ79-2002，北京，2002.
[3] 牛志荣，李宏，《复合地基处理及其工程实例》，中国建材工业出版社，2000.
[4] 吴春林，闫明礼，CFG桩复合地基的工程性质及应用，建筑技术，1991（17）.
