1、CFG樁復(fù)合地基處理施工技術(shù)1 前言上世紀90年代以來，CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，即cement flyingash gravel pile)被廣泛應(yīng)用于房屋建筑和公路地基處理等方面，其施工快捷便利，工程質(zhì)量易保證，逐漸成為一種成熟的施工技術(shù)。但隨著該項技術(shù)在全國范圍內(nèi)的廣泛推廣應(yīng)用，也在某些地區(qū)出現(xiàn)了一些不可忽視的問題，比如，長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，施工設(shè)備不具備排氣裝置，鉆孔到預(yù)定標高后開始向管內(nèi)泵料，鉆桿中的空氣排不出，導(dǎo)致樁體產(chǎn)生孔洞；又如，鉆孔到預(yù)定標高后，怕鉆頭活門打不開，先提3050cm再灌料，導(dǎo)致樁端有虛土承載力偏低等等。需要指出的是，一些施工人員由于缺乏對

2、這一技術(shù)的深入了解，甚至把先提3050cm再灌料的錯誤施工方法作為經(jīng)驗來交流，以至于這種錯誤的施工方法在全國廣泛流傳。為了更好地推廣CFG樁復(fù)合地基技術(shù)，避免施工發(fā)生一些質(zhì)量問題，本文對沈陽坤泰新界住宅工程CFG樁的施工過程進行了回顧和總結(jié)，并歸納了CFG樁施工技術(shù)要點，供相關(guān)人員參考，希望能給大家提供一些幫助。2 特點CFG樁復(fù)合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高強粘結(jié)樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基，多采用長螺旋鉆桿內(nèi)泵壓灌注成樁工藝。CFG樁施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制、工程造價低廉,是目前沈陽及周邊地區(qū)應(yīng)用最普遍的地基處理技術(shù)之一。CFG樁復(fù)合地基處理主要有以

3、下工程特點：1）CFG樁復(fù)合地基承載力提高幅度大，地基變形??；2）在同一建筑物基礎(chǔ)中，樁的直徑固定，易于施工；3）施工工藝包括長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓砼成樁、振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔灌注成樁。樁長可根據(jù)工程實際情況設(shè)計確定，不受施工機械能力和施工條件局限，可操作性好；4）成樁質(zhì)量可靠，樁長和樁身質(zhì)量可用直接手段進行監(jiān)測；5）復(fù)合地基中由于樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，工程造價大大降低，；6）施工速度快，文明施工。7）樁體具有良好的排水作用；8）褥墊層是復(fù)合地基的重要組成部分,是高強粘結(jié)強度樁形成復(fù)合地基的必要條件。各種樁型復(fù)合地基工程特性比較如下表2：表2

4、復(fù)合地基工程特性比較表 樁型項目碎石樁復(fù)合地基石灰樁復(fù)合地基CFG樁復(fù)合地基樁體材料碎石生石灰、粉煤灰、火山灰、干砂水泥、粉煤灰、碎石、石屑成樁工藝振動成樁洛陽鏟成孔、排土成樁長螺旋鉆桿內(nèi)泵壓灌注成樁施工對環(huán)境影響振動和噪音污染需對石灰和粉煤灰做適當(dāng)處理，防止環(huán)境污染無泥漿污染、無振動、低噪音置換作用最弱一般最強擠密、振密作用一般一般一般排水作用一般良好良好樁對土的約束作用弱一般強適用土層松散粉細砂、粉土、可液化土及擠密效果好的填土軟弱粘性土、淤泥質(zhì)土、素填土及雜填土填土、飽和及非飽和粘性土、既可用于擠密性好的土，又可用于擠密性差的土由上表可見，CFG樁復(fù)合地基適用土層廣泛，各種地基土層均可大

5、幅提高地基承載力，復(fù)合地基模量高，基礎(chǔ)變形小，且可全樁長發(fā)揮側(cè)阻，樁端落在好的土層時可很好地發(fā)揮端阻，通過調(diào)整樁長和褥墊層厚度可以保證基礎(chǔ)受力均勻，尤其在上部結(jié)構(gòu)變化處使用更加有利。另外，CFG樁復(fù)合地基成套技術(shù)目前已有施工及驗收規(guī)范，和普通樁基相比，由于CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，工程造價一般為樁基的1/31/2，經(jīng)濟效益和社會效益非常顯著。3 適用范圍CFG樁屬高粘結(jié)強度樁，可適用于條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)，也可用于筏基和箱形基礎(chǔ)。就土性而言，CFG樁可用于填土、飽和及非飽和粘性土，既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土，可見適用范圍非常廣

6、泛。4 工藝原理水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘結(jié)強度樁，通過在基礎(chǔ)和樁頂之間設(shè)置一定厚度的褥墊層使得樁、樁間土共同承擔(dān)荷載，使樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成復(fù)合地基。無論樁端落在一般土層還是堅硬土層(樁端持力層宜選用承載力相對較高的土層)，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大，樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔(dān)的荷載，使復(fù)合地基承載力提高，變形減小。5 工藝流程及操作要點5.1工藝流程長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓砼成樁工藝流程：施工準備鉆機就位鉆至設(shè)計深度(在鉆進同時及時清理樁土

7、)邊泵送混凝土邊提升鉆桿至施工面移位至下一樁位按上述工序施工至全部樁施工結(jié)束(待達到養(yǎng)護期后進行靜載荷試驗挖樁間土清鑿樁頭做低應(yīng)變試驗鋪設(shè)褥墊層)。長螺旋鉆干作業(yè)成孔灌注成樁工藝流程：施工準備鉆機就位鉆至設(shè)計深度(在鉆進同時及時清理樁土)夯實孔底成孔一定數(shù)量后進行灌注移位至下一樁位按上述工序施工至全部樁施工結(jié)束(待達到養(yǎng)護期后進行靜載荷試驗挖樁間土清鑿樁頭做低應(yīng)變試驗鋪設(shè)褥墊層)。5.2操作要點5.2.1施工部署14#和15#樓土方開挖至標高-8.39m，在此工作面上進行CFG樁施工。CFG樁施工完畢后3天可清除余土，負責(zé)運到現(xiàn)場指定堆放區(qū)，并隨清土鑿樁頭。CFG強度達到設(shè)計要求后，可由專業(yè)測

8、試單位進行復(fù)合地基載荷試驗。試驗合格后進行褥墊施工。1 施工進度14#樓、15#樓CFG樁施工工期為12天，施工由西側(cè)開始，后退向東施工。14#樓共設(shè)計樁數(shù)436根，15#樓共設(shè)計樁數(shù)401根。14#住宅樓計劃平均每天36根，15#樓住宅樓計劃每天33根。樁機施工順序沿樁位線南北向施工。2 施工平面布置根據(jù)施工需求和土方開挖進度，具體平面布置根據(jù)現(xiàn)場實際情況設(shè)置兩臺攪拌機，兩臺地泵。分別布置于14#樓、15#樓基坑外南側(cè)，攪拌機布置于邊坡之上，距變坡距離大于2000mm。地泵布置在基坑底部，由砼攪拌機搭設(shè)鋼板溜槽至地泵，溜槽下部用鋼管架子搭設(shè)。再由地泵沿基坑邊鋪設(shè)泵管至CFG樁操作面。3 測量

9、放線當(dāng)進行人工清槽和鉆孔渣土?xí)r，在基坑內(nèi)每隔5m釘入30cm長的6鋼筋，將標高抄測到距設(shè)計標高，每兩根鋼筋之間拉小線，以此嚴格控制清土標高。底面標高允許偏差為0-50mm，不允許超挖。集水坑清底時，在坡頂上口線和下口線的位置釘入30cm長的6鋼筋并拉小線用于控制坑位。5.2.2施工質(zhì)量要求1 根據(jù)樁位平面布置圖及甲方提供的控制點和軸線施放樁位圖。2 放好的樁位經(jīng)總包、監(jiān)理驗收確認后方可施工。3 鉆機就位應(yīng)準確，鉆機機架及鉆桿應(yīng)與地面保持垂直，垂直度誤差1%。4 混凝土灌注過程中應(yīng)保持混凝土面始終高于鉆頭面，鉆頭低于混凝土面1525cm。5 樁機下基坑要求按1：6放坡，放坡寬度大于5000mm。

10、樁位誤差：樁位偏差不得大于d/2(d為設(shè)計樁徑)。6 樁體誤差：樁徑：400mm20mm；樁長：8.5m0.1m；7 混凝土配合比由試驗室做出，有關(guān)部門認可，并寫在黑板上掛在施工現(xiàn)場的攪拌機上。施工現(xiàn)場不得任意更改。8 混凝土坍落度控制在202cm。9 混凝土攪拌要均勻，攪拌時間不得低于2分鐘。10 CFG樁施工期間，每天做一組混凝土試塊，標準養(yǎng)護并送檢28天強度。同時留置一組同條件強度試塊。5.2.3鑿樁頭施工方法首先用水準儀將設(shè)計樁頭標高打在樁身上，然后由兩個工人用兩根鋼釬在截斷位置從相對方向同時剔鑿，將多余的樁截掉。5.2.4斷樁及樁身達不到標高處理方法1 樁頂下1m以上斷樁，將斷樁挖出

11、，按600直徑挖至斷裂部位后，清除樁頭泥土，用C20砼澆灌至設(shè)計標高。樁頂下1m以下斷樁，應(yīng)進行補樁。2 樁身達不到標高，應(yīng)按600直徑開挖至現(xiàn)有標高，清除樁頭泥土，用C20砼澆灌至設(shè)計標高。5.2.5試驗與檢驗1 復(fù)合地基試驗為檢驗CFG 樁施工工藝及復(fù)合地基加固效果，取得設(shè)計和施工的技術(shù)數(shù)據(jù)，進行了一點三樁復(fù)合地基和三根單樁靜荷載試驗,參數(shù)與工程樁相同。 三樁復(fù)合地基試驗最大加載值為6500kN，單樁試驗最大加載值分別為1700kN、1300kN、1300kN，加載程序和判定標準按規(guī)范要求。2 復(fù)合地基承載力分析1）單樁強度控制的承載力標準值，取各試驗點最大荷載或極限荷載的一半，則3根單樁

12、平均承載力標準值為683kN。根據(jù)公式推算，復(fù)合地基承載力標準值為434kPa 400kPa。 2）取s/b =0.008對應(yīng)的荷載確定三樁復(fù)合地基承載力標準值為630kPa ，遠大于設(shè)計要求的400kPa。3 靜載和動測檢驗1）靜荷載試驗 靜壓三根單樁復(fù)合地基和三根單樁試驗結(jié)果表明:三根單樁復(fù)合地基靜載試驗和三根單樁靜載試驗的Q -s曲線、s -lg(t)曲線均未出現(xiàn)陡降跡象,按相對變形s/b =0.01確定復(fù)合地基承載力,單樁復(fù)合地基在標準值為400kPa 的荷載下沉降值與壓板作用寬度之比s/b 分別為0.009、0.0096、0.004,其比值均小于0.01,表明單樁復(fù)合地基承載力滿足設(shè)

13、計要求。單樁靜載試驗在標準值為650kN 時,沉降分別為2mm、3.6mm、3.6mm,說明單樁承載力仍有很大潛力。2）低應(yīng)變動力試驗 試驗依據(jù)基樁低應(yīng)變動力檢測規(guī)程進行,檢測樁數(shù)為總樁數(shù)20%。4 檢測結(jié)果1）CFG 樁樁體強度滿足C20的設(shè)計要求。樁身結(jié)構(gòu)完整的一類樁385根;樁身結(jié)構(gòu)基本完整、樁身局部輕微離析、對樁的使用不構(gòu)成影響的二類樁33根。一、二類合格樁共418根,占檢測樁總數(shù)424根的98.58%。 2）淺部斷裂樁6根,占檢測樁總數(shù)的1.42%,經(jīng)開挖核實斷裂在距樁頂0.5m 左右處,斷裂處混凝土對接吻合,分析為剔鑿保護樁頭混凝土不慎所致。經(jīng)清理后復(fù)測，發(fā)現(xiàn)下部樁身質(zhì)量基本均勻完

14、整，屬合格樁。本工程靜載試驗表明：一點三樁復(fù)合地基高于3根單樁復(fù)合地基,也高于由單樁承載力標準值計算的復(fù)合地基,基本消除了斷樁、縮徑、夾泥等質(zhì)量通病,表明本工程CFG 樁采取的施工工藝和技術(shù)措施是可行的。6 材料6.1原材料要求1 水泥：選用P.O32.5硅酸鹽水泥，并有出廠合格證及試驗報告。2 砂：中砂，含泥量不大于3%。3 石子：碎石，粒徑1050mm，含泥量不大于2%。6.2材料配置根據(jù)CFG樁施工需要，提前準備施工所需砂石、水泥及其它材料。所進材料應(yīng)按照規(guī)定位置堆放并做好防護措施，防止受凍、受潮。6.3材料檢驗及有關(guān)報告6.3.1材料送檢現(xiàn)場砂石、水泥及外加劑需送實驗室進行試驗，試驗合

15、格后方可使用。使用過程中應(yīng)有專人對材料進行保管，防止因材料受凍、受潮導(dǎo)致混凝土質(zhì)量下降。6.3.2混凝土配合比因CFG樁混凝土現(xiàn)場攪拌，需事先由實驗室出具有關(guān)配合比。施工時嚴格按照配合比進行。7 機具設(shè)備7.1臨水、臨電配置依據(jù)所投入機械設(shè)備用電功率統(tǒng)計，設(shè)備總計電力約450KVA，考慮到設(shè)備使用順序及正常使用率，工程需電力400KVA，因此，只需大于400KVA變壓器就可滿足施工的需要；依據(jù)用水設(shè)備和施工經(jīng)驗及沈陽市的水壓，需水量510立方m/小時，只需直徑32mm管的水源就能滿足施工用水。7.2機械配置表7.2 CFG樁施工機械配置表序號名稱型號單位數(shù)量1長螺旋鉆機ZKL600臺/套22砼

16、泵車電動臺/套23砼攪拌機升降式臺/套24翻斗運輸車柴油機臺/套25三輪車自卸式臺/套108 安全控制措施8.1安全保證體系以項目經(jīng)理為首，由安全、工程、技術(shù)質(zhì)量、安裝和基層勞務(wù)專職安全員等各方面的管理人員組成安全保證體系，建立項目經(jīng)理部安全工作委員會，領(lǐng)導(dǎo)和組織實施安全工作。8.2分析安全難點，確保安全管理重點1 因CFG樁施工與土方施工、護坡施工相交叉，所以現(xiàn)場施工人員一定要聽從管理人員指揮。2 現(xiàn)階段由于土釘墻及錨固端混凝土尚未達到設(shè)計強度，邊坡仍然處于不穩(wěn)定狀態(tài)，要加強對邊坡的穩(wěn)定檢測，發(fā)生危險現(xiàn)象，及時疏散人員并逐級報告進行處理。3 現(xiàn)場電氣設(shè)備均作漏電保護裝置，配電線采用三相五線制

17、。4 施工機械的使用嚴格按照有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，無關(guān)人員嚴禁使用。8.3.安全管理1 嚴格執(zhí)行國家及沈陽市有關(guān)施工現(xiàn)場安全管理條例及辦法。2 制訂施工現(xiàn)場安全防護基本標準，如： 基坑防護標準，各類洞口及臨邊地帶的防護標準，施工臨時用電安全防護標準，各類施工機械和設(shè)備的安全防護標準，施工現(xiàn)場消防工作管理標準等。3 建立嚴格的安全教育制度，堅持入場教育、堅持每周按班組召開安全工作教育研討會，增強安全意識，使安全工作落到廣大群眾基礎(chǔ)上。4 編制安全技術(shù)交底，設(shè)計和購置安全設(shè)施；5 強化安全法制觀念，嚴格執(zhí)行安全工作文字交底，雙方認可，堅持特殊工種持安全操作證上崗制度等；6 加強施工管理人員的安全考核，增強

18、安全意識，避免違章指揮。8.4施工安全措施8.4.1機械安全1 鉆機應(yīng)放置平穩(wěn)，安裝后鉆桿中心線的偏斜應(yīng)小于全長的1%。2 鉆孔中如遇卡鉆，應(yīng)立即切斷電源、停止下鉆，在未查明問題前不得強行啟動。3 鉆孔過程中遇有機架晃動、移動、偏斜應(yīng)立即停鉆。4 地泵如布置在基坑邊，應(yīng)與基坑邊保持2m距離。5 泵管鋪設(shè)應(yīng)盡量減少彎曲，支撐應(yīng)牢固，接頭處應(yīng)連接可靠。6 嚴禁將垂直管道直接接設(shè)在地泵輸出口上，輸出口前應(yīng)有不少于10m長的水平管。7 鋪設(shè)從坑邊傾斜進入坑底的管道時，其下端應(yīng)接一段不小于基坑深5倍的水平管。（否則應(yīng)采用彎管或軟管）。8 泵送時料斗內(nèi)應(yīng)保持一定量混凝土，不得吸空。9 清洗泵管時，出口方前

19、方10m內(nèi)不得有人。10 軟管與混凝土泵管、鉆機連接處一定要連接牢固緊密。11 基坑內(nèi)集水坑處四邊用架桿搭設(shè)一米高防護圍欄。8.4.2人員安全1 鉆機作業(yè)中，施工人員必須佩戴安全帽。2 鉆機作業(yè)中，應(yīng)有專人負責(zé)電纜的收放。3 鉆孔時，嚴禁用手清除螺旋片上的泥土。4 工人上下基坑要走人行安全通道。9 質(zhì)量控制措施9.1施工質(zhì)量保證機構(gòu)建立由項目經(jīng)理領(lǐng)導(dǎo)、項目副經(jīng)理中間控制，技術(shù)質(zhì)量組全體人員基層檢查的管理系統(tǒng)，以確保各項質(zhì)量保證措施落實到各分部工程及各道工序中。并在施工過程中設(shè)專職質(zhì)量員，班組設(shè)兼職質(zhì)量員進行自檢互檢，發(fā)現(xiàn)不符合質(zhì)量標準的問題及時糾正。9.2施工質(zhì)量控制措施1 嚴把材料進場關(guān)，保

20、證使用符合規(guī)范要求的水泥、砂、石、外加劑等材料，并做好材料試驗，并認真填寫有關(guān)記錄；2 砼強度必須符合設(shè)計要求，現(xiàn)場施工時每工作日制作一組砼試塊(100100100)，并做好砼試塊制作記錄和試塊的現(xiàn)場養(yǎng)護；3 現(xiàn)場堆放的材料必須有專人保管，并有一定的保護措施，防止受凍、受潮，影響混凝土質(zhì)量；4 混凝土現(xiàn)場澆灌過程中一定要確保樁體混凝土的密實性，保證樁截面尺寸，鉆頭提升應(yīng)保持勻速，提升速度不得大于混凝土澆筑速度，防止發(fā)生縮徑，斷樁；5 澆灌過程中即隨時監(jiān)控混凝土質(zhì)量，確?；炷恋暮鸵仔院退涠龋? 做好并收集、整理好各種施工原始記錄，質(zhì)量檢查記錄、設(shè)計變更、現(xiàn)場簽證記錄等原始資料，并做好施工日志

21、；7 因由地泵至CFG樁操作面的距離較長，所以每根樁澆注混凝土前，應(yīng)對泵管中剩余混凝土進行塌落度檢測；8 預(yù)防斷樁：1）砼塌落度應(yīng)嚴格按設(shè)計規(guī)范要求控制；2）灌注砼前應(yīng)檢查砼攪拌機，保證砼攪拌時能正常運轉(zhuǎn)；9 清基底及運料時，用跳板鋪設(shè)作為運輸路線，以免擾動基底土質(zhì)。如在清土?xí)r發(fā)現(xiàn)有水，在邊坡處設(shè)排水溝或集水坑。10 環(huán)境保護措施該工程施工機械較多，施工方法較復(fù)雜，必須做到文明施工。1 合理進行施工現(xiàn)場的平面布置，做到計劃用料，使現(xiàn)場材料堆放降到最低值，保證場內(nèi)道路通暢；2 運輸散裝材料時，車廂后封閉，避免撒落，料車離場前，派人用水將料槽及車身、輪胎沖洗干凈；3 攪拌機產(chǎn)生的污水必須排入沉淀池

22、，保證現(xiàn)場和周圍環(huán)境整潔文明；4 對噪音設(shè)備采用鋼筋焊接成的防護架，其上鋪塑料布或彩條布進行圍檔，減少噪音擾民；5 夜間燈具集中照射，避免燈光擾民；6 工人宿舍專人或輪流衛(wèi)生值日，確保室內(nèi)外整潔、衛(wèi)生, 工地廁所專人清掃。11 效益分析11.1經(jīng)濟效益CFG樁復(fù)合地基充分利用原天然地基的承載能力，和樁基相比可減少樁的數(shù)量，且CFG樁本身不配筋，其綜合造價較低，同等條件下一般CFG樁復(fù)合地基的綜合造價僅為灌注樁的50%70%左右。尤其用于高層建筑地基加固， 經(jīng)濟效益更為明顯。CFG樁復(fù)合地基作為一種新型的地基處理方法，自問世以來，就以低廉的造價，良好的效果，受到用戶的歡迎，目前已在全國各地推廣應(yīng)

23、用。11.2社會效益CFG樁復(fù)合地基是在碎石樁加固地基法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基處理技術(shù)。由于CFG樁改善了碎石樁的剛性，使其不僅能很好地發(fā)揮全樁的側(cè)阻作用，同時也能很好地發(fā)揮其端阻作用，因此，得以廣泛采用，并取得良好的社會效益。在本工程的使用中，CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)不僅得到了建設(shè)單位、監(jiān)理單位和管理公司的大力贊揚，同時也得到了社會各界監(jiān)督部門的多方認可。12 應(yīng)用實例12.1應(yīng)用實例一圖12.1 CFG樁施工過程圖片一圖注：工程名稱：沈陽坤泰新界一期住宅工程工程地點：沈陽市渾南新區(qū)奧體中心東南角開竣工日期：2007.8.20 -2008.12.1實物工程量：1760根應(yīng)用效果：取得了顯著的經(jīng)濟與社會效益12.2應(yīng)用實例二圖12.2 CFG樁施工過程圖片二圖注：工程名稱：武漢市中環(huán)線南環(huán)段野芷道路工程K6+775K7+200段工程地點：湖北省武漢市開竣工日期：2006.4.10 -2006.11.30實物工程量：2870根應(yīng)用效果：良好12.3應(yīng)用實例三 (a) (b) (c) (d)圖12.3 CFG樁施工過程圖片三圖注：工程名稱：天津?qū)毚T門窗發(fā)展有限公司加工車間工程工程地點：天津市沿海空港物流加工區(qū)開竣工日期：2006.10.8 -2007.12.30實物工程量：1450根