关于CFG桩复合地基施工中的问题及处理探讨
关键字：CFG桩,复合地基,施工
随着工程建设的飞速发展，地基处理手段也日趋多样化，复合地基由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用。本工程应用CFG桩和水泥土桩复合地基，充分发挥了CFG桩的高承载力性能和水泥土桩的抗变形性能，并通过褥垫层的设置发挥桩间土的承载力。
一、 基本原理
CFG桩属地基加固的一种方法,目前常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。CFG桩桩体材料采用碎石、砂(石屑)、粉煤灰、水泥配合而成,材料按C15混凝土强度等级进行配比。长螺旋芯管泵送混合料成桩施工的坍落度控制在160 mm～200 mm,振动沉管灌注成桩的坍落度控制在30 mm～50 mm。CFG桩径一般为0.5 m,呈正方形或三角形布置,桩长必须穿透软土且深入硬层不少于1.0 m,加固区表层为软土或松软土时,CFG桩采用扩大桩头,桩间用细粒土或碎石土进行回填,CFG桩施工完成后及时进行桩身质量、完整性及处理后的复合地基承载力检测。由于振动沉管在施工的过程中,对周边土体进行挤压,致使原地面产生隆起,在桩体强度未达到设计值之前,容易产生断桩,因此在本工地上未采用该种施工方法。
CFG桩复合地基粘结强度桩是复合地基的代表，目前多用于高层和超高层建筑中。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间士、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间士表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样，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，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料，大大降低了工程造价。
复合地基设计中，基础与桩和桩间土之间设置一定厚度散体粒状材料组成的褥垫层，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。若不设置褥垫层，复合地基承载特性与桩基础相似，桩间土承载能力难以发挥，不能成为复合地基。基础下设置褥垫层，桩间土载力的发挥就不单纯依赖于桩的沉降，即使桩端落在好土层上，也能保证荷载通过褥垫层作用到桩间土上，使桩土共同承担荷载。
二、常见问题及处理、
(一)施工方法不当造成的断桩或桩帽破裂
为避免桩顶浮浆与松散混凝土带来的质量缺陷, CFG施工中参照混凝土灌注桩, 有桩顶高程至少要 比设计高程高0.5 m 的要求。这高出的0.5 m 通常称为桩头 。在桩头部分桩间土开挖和截取桩头. 过程中, 一些施工单位使用大型机械钩挖或不注意控 制机械的活动就会造成 CFG 桩浅部断桩。
在碎石褥垫层施工中, 一些施工单位动用大吨位卡车运输碎石直接进入场地, 或者使用重型压路机进行碾压。由于桩上填土较薄, 局部碾压下可能破坏桩体和桩帽, 造成断桩和桩帽破裂。而在路基填筑具有 一定的高度后, 填土对局部压力的应力扩散作用才能对 CFG 桩体和桩帽起到足够的保护作用。
施工要点: 桩间土开挖、截桩和褥垫层施工过程中加强旁站, 及时制止不当施工行为。遇到断桩严格要 求按接桩处理, 遇到破裂桩帽严格要求返工。
(二)CFG 桩桩身垂直度偏差控制不到位
后果及危害: 造成路堤填筑后 CFG 桩偏心受压, 可能导致该桩受弯折断, 危及复合地基稳定。
施工要点: 钻杆必须双向设置吊锤控制垂直度, CFG 桩桩体垂直度允许偏差 1% 。
(三)以 CFG 桩桩帽中心位置与桩身设计位置偏差来计算桩帽中心位置允许偏差
桩帽中心位置允许偏差限值应是桩心、帽心位置偏差, 不是与桩身设计位置的偏差。一些施工单位为追求桩帽的整齐而单独放线, 而不顾已经存在的桩位施工偏差, 造成桩帽与实际桩身之间的中心位置偏差。
后果及危害: 造成桩帽倾斜, 桩帽顶平面地基土不 规则变形; 造成 CFG 桩偏心受压, 可能导致该桩受弯 折断, 危及复合地基稳定。
施工要点: 按 路基验标 4 17 11条要求, 中心位 置允许偏差 15 mm。
(四)CFG 桩桩顶未凿平
后果及危害:
( 1) 桩顶呈斜面 将造成接缝薄弱面处剪断。进而造成 CFG桩偏心受压, 可能导致该 桩受弯折断, 危及复合地基稳定。
( 2) 桩顶凸凹不平将造成桩顶与桩帽接触面受力不均, 可能造成桩帽、桩顶局部碎裂、桩帽失效
施工要点: 桩顶在设计位置凿毛并修成水平面, 清 理杂质, 冲洗干净后才能浇筑桩帽或安装预制桩帽。
(五)加筋碎石垫层施工常见问题及其危害
现象: 土工格栅下承层未整平、压实, 土工格栅未拉紧、展平。
危害: 路堤填筑后土工格栅不能受拉, 不能起到稳 定路堤和向 CFG 桩传递荷载的应有作用。
施工要点:土工合成材料铺设时, 必须拉紧展平插钉固定, 并应与路基面密贴，不得有褶皱扭曲。同时铺设土工合成材料的下承层表面应整平、压实,并清除表面坚硬凸出物。
(六)AB料粗细集料分布不均匀形成细集料和粗集料窝
现象: 运输、倾倒过程中的重力作用使粗细颗粒自然分离, 摊铺中未再次拌和, 形成细集料和粗集料窝, 粗集料窝处空隙率大而形成架空的不良现象。
危害: 局部区域碾压达不到性能要求, 架空区域还将造成后期的细颗粒的迁移和填充, 影响路堤的均匀性和长期稳定性。
施工要点:每一摊铺层填料中的粗 细料应摊铺均匀,不应有粗集料或细集料窝。较大粒 径石块不应集中, 应均匀的分布于填筑层中, 石块间的空隙应用较小碎石、石屑等材料填充密实,并使层厚均匀、层面平整。
(七)含水量分布不均匀造成局部橡皮土
现象: 局部含水量稍大处, 表面出现弹性鼓起所致的裂纹; 含水量较大处, 难以压实, 表面鼓起、松动, 踩踏有弹性感觉。
危害: 造成局部碾压不实、达不到性能要求, 并影响路堤的均匀性。
施工要点: 控制含水量在要求范围, 加水后充分拌和。
(八)光面不良现象
现象: 填料级配合理, 但碾压工艺参数选取不尽合理, 振动压实遍数偏多造成粗颗粒 下沉 、细颗粒上浮而形成光面的不良现象。
危害: 造成层间结合的弱化, 并影响路堤的均 匀性。
监理要点: 通过碾压工艺试验, 确定合理的碾压工艺和参数, 避免光面等不良现象发生。必要时可刨毛 处理后铺筑新层。
CFG桩复合地基的出现为高层建筑的施工提供了可靠的地基保障。因此必须重视CFG桩复合地基在施工中容易出现的问题，切实保障CFG桩复合地基的质量。
参考文献
[ 1 ] 铁建设[ 2005 ] 160 号客运专线铁路路基工程施工质量验收暂 行标准[ S]
[ 2 ] TZ212 2005 客运专线铁路路基工程施工技术指南 [ S ]
[ 3 ] 阎明礼, 张东刚. CFG 桩复合地基技术及工程实践 [M ]. 北京: 中 国水利水电出版社, 2006
