水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

 CFG樁論文 
    摘要：CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）是由水泥、煤粉灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，由樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成的復(fù)合地基，目前大量用于高層和超高層建筑地基的加固。樁身強(qiáng)度等級(jí)多在C15-C25之間。由于其具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制、工程造價(jià)低廉的特點(diǎn)，該技術(shù)已在全國(guó)各地區(qū)高層建筑地基處理中得到廣泛應(yīng)用，絕大多數(shù)為20-30層建筑，也有31-35超高層建筑在合肥地區(qū)應(yīng)用比較廣泛。目前已成為應(yīng)用非常普遍的地基處理技術(shù)之一。
    關(guān)鍵詞：CFG樁  普遍   復(fù)合地基  造價(jià)低廉  地基處理技術(shù)  應(yīng)用價(jià)值
    第一章 緒論
    1.緒論
    CFG 樁(水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱)復(fù)合地基成套技術(shù)，已列為建設(shè)部重點(diǎn)推廣技術(shù)和國(guó)家科委重點(diǎn)推廣研究成果，已在全國(guó) 多個(gè)省市應(yīng)用。本文通過(guò)分析地基與地基處理方法，及CFG樁在地基處理中的應(yīng)用并淺析影響其造價(jià)的因素從而說(shuō)明CFG樁復(fù)合地基的優(yōu)點(diǎn)，描述其施工工藝，進(jìn)一步反映其提高地基承載力，控制沉降方面的作用，由此說(shuō)明CFG樁在建筑工程中的應(yīng)用價(jià)值和普遍。
    第二章 CFG樁復(fù)合地基定義及發(fā)展
    2.1CFG樁復(fù)合地基定義
    CFG樁是英文Cement Fly-ash Grave的縮寫(xiě)，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌合，用各種成樁機(jī)制成的可變強(qiáng)度裝。CFG樁和樁間土一起，通過(guò)褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基，是地基處理的一種常見(jiàn)方法。 CFG樁的適用范圍很廣。在砂土、粉土、粘土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基均有大量成功的實(shí)例。CFG樁對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏基都適用。
    2.2CFG樁復(fù)合地基發(fā)展歷史與應(yīng)用現(xiàn)狀
    CFG樁復(fù)合地基成套技術(shù)是中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基所20世紀(jì)80年代末開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新的地基加固技術(shù)。該技術(shù)于1994年被列為建設(shè)部全國(guó)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，被國(guó)家科委列為國(guó)家級(jí)全國(guó)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。1997年被列為國(guó)家級(jí)工法，并制定了中國(guó)建筑科學(xué)研究院企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
    CFG樁施工最初選用振動(dòng)沉管打樁機(jī)，該工藝不足之處在于存在振動(dòng)和噪音污染，遇厚砂層和硬土層難以穿透。為完善CFG樁的施工技術(shù)，1997年國(guó)家投資立項(xiàng)研制開(kāi)發(fā)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)和配套的施工工藝，并列入“九五”全國(guó)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，于1999年12月通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收。
    CFG樁復(fù)合地基時(shí)高粘結(jié)強(qiáng)度復(fù)合地基的代表，80年代多用于多層建筑地基處理，現(xiàn)今大量用于高層和超高層建筑地基的加固，并成為某些地區(qū)應(yīng)用最普遍的地基處理方法之一。
    目前CFG樁復(fù)合地基技術(shù)在國(guó)內(nèi)許多省市都得到廣泛應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用這一技術(shù)的有：北京、天津、江蘇、浙江、河北、河南、山西、山東、陜西、安徽、湖北、廣西、廣東、遼寧、黑龍江、云南等23多個(gè)省、市、自治區(qū)。
    2.3復(fù)合地基與樁基礎(chǔ)的區(qū)別
    樁基是樁基礎(chǔ)的簡(jiǎn)稱，是一種廣義的深基礎(chǔ)，它是由樁和連接樁頂?shù)某信_(tái)組成。
    復(fù)合地基是在天然地基中設(shè)置一定比例的增強(qiáng)體，并由原土和增強(qiáng)體共同承擔(dān)由基礎(chǔ)傳來(lái)的建筑物的荷載。這樣一種人工地基稱為復(fù)合地基。
    這里的增強(qiáng)體是由強(qiáng)度和模量①相對(duì)原土高的材料組成，習(xí)慣上講縱向增強(qiáng)體稱為樁。例如由碎石樁組成的縱向增強(qiáng)體叫碎石樁；由水泥和土攪拌形成的縱向增強(qiáng)體叫水泥土樁；由水泥、粉煤灰、碎石組成的縱向增強(qiáng)體稱為水泥粉煤灰碎石樁也就是CFG樁。
    需要指出的是，不論是碎石樁、水泥土樁，還是強(qiáng)度和模量很大的水泥粉煤灰碎石樁，，都視為天然土體中的增強(qiáng)體，它和原土一起形成復(fù)合土體，屬于地基的范疇。而樁基礎(chǔ)的樁是深基礎(chǔ)的一部分，與上述的增強(qiáng)體是有本質(zhì)區(qū)別的。
    第三章 地基與基礎(chǔ)
    3.1地基與基礎(chǔ)的區(qū)別
    房屋建筑通常是由上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)兩大部分組成的。基礎(chǔ)是承受上部結(jié)構(gòu)荷載并將荷載傳到基礎(chǔ)以下土層的結(jié)構(gòu)，承受基礎(chǔ)傳來(lái)的建筑物荷載的這一部分土稱為地基。
    3.2地基處理的方法
    作為支承建筑物荷載的地基，必須能防止強(qiáng)度破壞和失穩(wěn)，同時(shí)，必須控制基礎(chǔ)的沉降不超過(guò)地基的變形允許值。當(dāng)?shù)鼗�不能滿足上述條件，則應(yīng)進(jìn)行地基加固處理。
    近些年來(lái)，有些建筑物不得不在不良地基上修建，當(dāng)承載力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求需要時(shí)，需要進(jìn)行處理。另外，隨著建筑造型的復(fù)雜化，建筑物的荷載日益增大和不均勻，對(duì)形變的要求也越來(lái)越高，即使一些良好的地基，也可能在某些特定條件下需要進(jìn)行處理。進(jìn)行地基處理的方法有很多，如密實(shí)法、置換法、加筋灌漿法、復(fù)合地基法等，在此著重介紹復(fù)合地基法。
    3.2.1復(fù)合地基法
    復(fù)合地基法是在天然地基中設(shè)置一定比例的增強(qiáng)體（樁體），是樁土共同承擔(dān)荷載，并具有密實(shí)法和置換法的效應(yīng)。
    由于打設(shè)增強(qiáng)體的方法不同、選用的樁體材料不同，復(fù)合地基法的密實(shí)作用和置換作用對(duì)承載力的提高幅值占的比例也不相同，通常復(fù)合地基面積置換率②一般在3%-25%之間，個(gè)別方法，如碎石樁用到過(guò)40%。
    與其它方法不同的是，復(fù)合地基時(shí)70年代以來(lái)發(fā)展最快的一種方法。不同樁型的復(fù)合地基，其承載力和變形特性明顯不同。
    3.2.2復(fù)合地基的分類
    復(fù)合地基技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在地基處理中應(yīng)用的樁型不下十幾種，其中應(yīng)用比較廣泛的有：振沖碎石樁復(fù)合地基、干振碎石樁復(fù)合地基、土樁復(fù)合地基、灰土樁復(fù)合地基、石灰樁復(fù)合地基、深層攪拌水泥土樁復(fù)合地基、粉噴水泥土樁復(fù)合地基、夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基、水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基即CFG樁。
    3.2.3復(fù)合地基的效應(yīng)優(yōu)點(diǎn)
    （1）置換作用
    也稱樁體效應(yīng)，復(fù)合地基中樁體的強(qiáng)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。
    工程實(shí)踐表明，復(fù)合地基置換作用的大小，主要取決于狀體材料的組成。散體樁置換作用最小，高粘結(jié)強(qiáng)度樁置換作用最大。散體樁增加樁的長(zhǎng)度，對(duì)復(fù)合地基置換作用影響不大；一般粘結(jié)強(qiáng)度樁，特別是高粘結(jié)強(qiáng)度樁，加大樁長(zhǎng)可使復(fù)合地基置換作用明顯提高。
    （2）擠密、振密作用
    對(duì)松散填土、松散粉細(xì)沙、粉土等采用非排土和振動(dòng)成樁工藝，可使樁間土孔隙比減小、密實(shí)度增加，提高樁間土的強(qiáng)度。如振動(dòng)沉管擠密碎石樁、振沖碎石樁、振動(dòng)沉管CFG樁。
需要指出的是，對(duì)飽和的軟粘土、硬的粘性土、粉土、密實(shí)砂土，振動(dòng)成樁不僅不能是樁間土擠密，反而使土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度喪失，孔隙比增大、密實(shí)度減小、承載力降低。
    （3）排水作用與減載作用
    復(fù)合地基中的樁體，很多有良好的透水性，如碎石樁、砂樁、CFG樁等。樁體的排水作用，有利于孔隙水壓力消散、樁間土強(qiáng)度和復(fù)合地基承載力提高。 
對(duì)排土成樁工藝，用輕質(zhì)材料取代原土成樁，在加固土層范圍內(nèi)，復(fù)合土層的有效重度將比原土有明顯的降低。
    （4）樁對(duì)土的約束作用
    在群樁復(fù)合地基中，樁對(duì)樁間土具有阻止土體側(cè)向變形的作用。相同荷載水平條件下，無(wú)側(cè)向約束的土的側(cè)向形變大，從而使垂直變形加大；由于樁對(duì)土體側(cè)向變形的限制，減少了側(cè)向變形，也就減小了垂直變形，是復(fù)合地基抵抗垂直變形的能力有所加強(qiáng)。
    第四章 CFG樁復(fù)合地基應(yīng)用
    4.1CFG樁復(fù)合地基概況
    CFG樁復(fù)合地基由CFG樁、樁間土和褥墊層一起形成復(fù)合地基。需要指出的是，褥墊層是復(fù)合地基的重要組成部分，是高粘結(jié)強(qiáng)度樁形成復(fù)合地基的必要條件。
    4.2褥墊層的意義
    按照傳統(tǒng)的CFG樁復(fù)合地基理論，褥墊層是其重要組成部分，復(fù)合地基許多特性都與褥墊層有關(guān)。這里所說(shuō)的褥墊層不是基礎(chǔ)施工經(jīng)常做的10cm厚的素混凝土墊層，而是由粒狀材料組成的散體墊層。
     4.2.1設(shè)置褥墊層的必要性
     CFG樁復(fù)合地基有無(wú)褥墊層，其區(qū)別主要是樁間土的承載力發(fā)揮的過(guò)程不同。當(dāng)設(shè)置褥墊層時(shí)，樁間土一開(kāi)始就承擔(dān)了較大比例的荷載，在正常使用狀態(tài)下，建筑物荷載主要由樁和樁間土共同承擔(dān)；而不設(shè)褥墊層時(shí)，荷載一開(kāi)始主要由樁來(lái)承擔(dān)，樁間土基本不承擔(dān)或承擔(dān)很少。在正常使用狀態(tài)下，建筑物荷載主要由樁來(lái)承擔(dān)。當(dāng)復(fù)合地基承載力達(dá)到極限時(shí)，無(wú)論是其承載力的大小以及樁、土的荷載分擔(dān)比都是相同的，故可取消褥墊層。
    4.2.2不設(shè)置褥墊層的情況
    取消墊層，讓樁頂直接與基礎(chǔ)接觸，實(shí)際上就是在正常使用狀態(tài)下充分發(fā)揮樁的承載力，使其接近極限，而讓樁間土強(qiáng)度為作安全儲(chǔ)備，這樣雖然樁的安全系數(shù)K小于2(一般1.1左右)，但地基土的安全系數(shù)卻較高，復(fù)合地基總的安全度并沒(méi)有降低，就象樁基礎(chǔ)在正常使用狀態(tài)下，其摩阻力和端承力發(fā)揮程度不一樣、其各自的安全系數(shù)也不一樣，類似于“復(fù)合樁基③”的設(shè)計(jì)思想。
     4.3CFG樁復(fù)合地基的優(yōu)點(diǎn)
     （1）適用性廣，承載力提高幅度大
     CFG樁復(fù)合地基技術(shù)適用于非飽和及飽和的粉土、粘性土、填土、砂土、淤泥質(zhì)土等地質(zhì)條件，處理后，復(fù)合地基的承載力與原地基承載力相比，可提高2-5倍。
     （2）施工簡(jiǎn)便，工期短
     CFG樁施工方法一般為長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送混凝土法，施工時(shí)，沒(méi)有鋼筋籠制作等工序，成孔成樁一次完成減少了成樁時(shí)間，加快了施工速度。
    （3）保護(hù)環(huán)境
    CFG樁施工時(shí)，不需泥漿護(hù)壁，沒(méi)有泥漿外運(yùn)，既節(jié)約了資金，又無(wú)環(huán)境污染，對(duì)市內(nèi)施工，非常適合。
    4.4CFG樁在復(fù)合地基中的優(yōu)勢(shì)
    （1）承載力提高幅度大、可調(diào)性強(qiáng)
CFG樁樁體可以從幾米到20多米，并且可全樁長(zhǎng)發(fā)揮樁的側(cè)阻力，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比可在40%-75%之間變化，使得復(fù)合地基承載了提高幅度大并具有很大的可調(diào)性。當(dāng)?shù)鼗�承載力較高是，荷載又不大，可將樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)得短一點(diǎn)，荷載大時(shí)，樁長(zhǎng)可設(shè)計(jì)得長(zhǎng)一點(diǎn)。特別是天然地基承載力較低而設(shè)計(jì)要求的承載力較高，用柔性樁復(fù)合地基一般難以滿足設(shè)計(jì)要求，CFG樁復(fù)合地基則比較容易實(shí)現(xiàn)。
    （2）適應(yīng)范圍廣
    對(duì)基礎(chǔ)形式而言，CFG樁既可以適用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)，也可以用于筏板基礎(chǔ)和箱型基礎(chǔ)。
    就土性而言，CFG樁可用于飽和、非飽和粘性土，既可以用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土。
    （3）樁體的排水作用明顯
    CFG樁在飽和粉土和沙土中施工時(shí)，由于沉管和拔管的振動(dòng)，會(huì)使土體產(chǎn)生超孔隙水壓力④。較好透水層上面還有透水性較差的土層時(shí)，剛剛施工完得CFG樁將是一個(gè)良好的排水通道，孔隙水將沿著樁體向上排出，知道CFG樁體結(jié)硬為止。
    （4）復(fù)合地基變形小
    復(fù)合地基模量大、建筑物沉降量小事CFG樁復(fù)合地基重要特點(diǎn)之一，大量工程實(shí)踐表明，建筑物沉降量一般可控制在2-4厘米。對(duì)于上部和中間有軟土層的地基，用CFG樁加固，樁端放在下面好的土層上，可以獲得模量很高的復(fù)合地基，建筑物的沉降都不大。
    第五章CFG樁復(fù)合地基的施工
    5.1CFG樁施工設(shè)備
    在此，以長(zhǎng)螺旋鉆管泵壓CFG樁為例，此施工工藝是由長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)、混凝土泵和強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)組成的完整體系，在現(xiàn)代施工中，步履式長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)及商品混凝土比較普遍。
長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)是施工工藝中的核心部分，目前長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)根據(jù)其成孔深度分為12、16、18、24米和30米等機(jī)型，施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)確定施工所采用的設(shè)備。
    其次，進(jìn)行商品混凝土澆筑時(shí)如需采用接泵的，需配備泵管。
    5.2施工前準(zhǔn)備
    5.2.1材料
    CFG樁原材料包括砂、石、水泥、粉煤灰和外加劑，在進(jìn)場(chǎng)前需確定原材料的種類、品質(zhì)，并將原材料送至相關(guān)部門(mén)進(jìn)行檢測(cè)。由于現(xiàn)階段建筑施工多使用商品混凝土，所以需將商品混凝土樣品及時(shí)送檢。
    5.2.2施工現(xiàn)場(chǎng)
    在降水方面，CFG樁施工要求地下水應(yīng)降至基底標(biāo)高0.5-1.0米，確定降水深度時(shí)還應(yīng)考慮電梯井、集水坑等的深度。
    在基坑開(kāi)挖方面，其開(kāi)挖深度應(yīng)根據(jù)基底設(shè)計(jì)標(biāo)高和保護(hù)土層厚度確定。當(dāng)保護(hù)土層厚度為50厘米、褥墊層厚度為15厘米時(shí)，開(kāi)挖標(biāo)高為素混凝土墊層底標(biāo)高以上35厘米，以此類推。其開(kāi)挖范圍考慮到目前國(guó)產(chǎn)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)情況，基底開(kāi)挖平面尺寸以建筑物的底板邊緣為基準(zhǔn)向四周均擴(kuò)出1.0米。若施工圖紙上已經(jīng)標(biāo)注具體做法及數(shù)據(jù)，應(yīng)根據(jù)圖紙施工。
另外施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)做好“三通一平”等保障工作。
    5.2.3施放樁位
    在CFG樁施工前應(yīng)根據(jù)圖紙，確定建筑物的控制軸線，并將CFG樁的準(zhǔn)確位置施放到CFG樁作業(yè)面上。施放的樁位應(yīng)明顯、易找、不易被破壞，如有些工地采用有一定直徑和深度的白灰點(diǎn)表示樁位。
    5.2.4施工資料
    施工前應(yīng)準(zhǔn)備好工程地質(zhì)勘查報(bào)告、建筑物場(chǎng)地臨近的高壓電纜及地下管線障礙物等調(diào)查資料、地基處理方案、施工組織方案、CFG樁復(fù)合地基施工圖、施工中各種記錄、報(bào)審、報(bào)驗(yàn)表格等。
    5.3施工過(guò)程
    5.3.1鉆機(jī)就位
    CFG樁施工時(shí)，鉆機(jī)就位后，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。
    5.3.2鉆進(jìn)成孔
    鉆孔開(kāi)始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門(mén)，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面時(shí)，啟動(dòng)鉆機(jī)，開(kāi)始鉆進(jìn)。一般先慢后快，這樣便于及時(shí)修正。若發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺，否則較易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿、鉆具損壞。鉆進(jìn)的深度取決于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)預(yù)訂標(biāo)高是，于動(dòng)力頭地面停留位置相應(yīng)的鉆機(jī)塔身處做醒目標(biāo)記，作為施工時(shí)控制樁長(zhǎng)的依據(jù)。施工時(shí)還要考慮施工作面得標(biāo)高差異，作相應(yīng)增減。
    5.3.3灌注及拔管
    CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開(kāi)始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后開(kāi)始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料。成樁的提速宜控制在2-3米/分鐘。成樁過(guò)程宜連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)避免因后臺(tái)供料慢而導(dǎo)致停機(jī)待料。若施工中因其它原因不能連續(xù)灌注，須根據(jù)勘察報(bào)告和已掌握的施工場(chǎng)地的土質(zhì)情況，避開(kāi)飽和砂土、粉土層，灌注成樁完成后，用水泥袋蓋好樁頭，進(jìn)行保護(hù)。施工中每根樁的投料量不得少于設(shè)計(jì)灌注量。
    5.3.4移機(jī)
    當(dāng)上一根樁施工完畢后，鉆機(jī)移位，進(jìn)行下一根樁的施工，由于CFG樁排出的土較多，穿將臨近的樁位覆蓋，有時(shí)還因鉆機(jī)支撐是支撐腳壓在樁位旁是原標(biāo)定的樁位發(fā)生移動(dòng)，因此，下一根樁施工時(shí)，還應(yīng)根據(jù)軸線或周圍樁的位置對(duì)需施工的樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位準(zhǔn)確。
    5.3.5棄土清運(yùn)
    CFG 樁施工完畢，待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度，一般七天左右，方可進(jìn)行開(kāi)槽清土。清土包括CFG樁鉆孔土清運(yùn)和保護(hù)土層清運(yùn)兩部分，對(duì)于CFG樁樁較長(zhǎng)且處理面積較大的樓座，由于人工清運(yùn)效率低，可采用機(jī)械和人工聯(lián)合清運(yùn)。采用挖掘機(jī)清土?xí)r，須嚴(yán)格控制標(biāo)高，防止挖斷工程樁和擾動(dòng)樁工作面以下保護(hù)土層，禁止在打樁工作面上行走，挖掘機(jī)清理玩大片棄土后，人工將樁身保護(hù)樁長(zhǎng)大部分挖除，或使其與樁身斷開(kāi)，一般留下30厘米的保護(hù)樁長(zhǎng)，打樁棄土清運(yùn)完畢后，其下50厘米保護(hù)土層采用人工挖除。
    5.3.6樁頭處理
    棄土工作完畢后，需將樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上樁頭截?cái)�，首先找出樁頂�?biāo)高位置，在同一水平面按同一角度對(duì)稱放置2個(gè)或4個(gè)鋼釬，用大錘同時(shí)擊打，將樁頭截?cái)�，最好采用截樁機(jī)截樁，其次，樁頭截?cái)嗪�，用鋼釬、手錘等將樁頂從四周向中間修平至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，允許偏差為0-±20厘米。
    5.3.7褥墊層的處理
    CFG樁復(fù)合地基檢驗(yàn)完畢且滿足設(shè)計(jì)要求后，可進(jìn)行褥墊層施工。褥墊層材料多為粗砂、中砂或碎石，也可為細(xì)石混凝土，碎石粒徑多為8-20毫米，其厚度一般為10-30毫米，具體情況根據(jù)施工圖紙酌定。
    5.3.8CFG樁施工常見(jiàn)問(wèn)題及處理
    （1）堵管
    堵管是長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁成樁工藝常遇到的主要問(wèn)題之一。它直接影響CFG樁的施工效率，增加勞動(dòng)強(qiáng)度，造成材料浪費(fèi)，若故障排除不暢時(shí)，使已攪拌的CFG樁混合料失水或結(jié)硬，增加再辭堵管幾率，給施工帶來(lái)很多困難。
    若因混合料配合比不合理，和易性不好而發(fā)生堵管，需注意細(xì)骨料和粉煤灰兩種材料的摻入量，特別是注意粉煤灰摻入量宜控制在60-80千克/立方米。
若因混合料攪拌質(zhì)量有缺陷，需確�；旌狭夏茼樌�通過(guò)剛性管、高強(qiáng)柔性管、彎管和變徑管到達(dá)鉆桿芯管內(nèi)，同時(shí)控制好混合料坍落度，宜控制在16-20厘米。
    若因設(shè)備缺陷而導(dǎo)致堵管，需保證管件連接順暢，確保彎管與高強(qiáng)柔性管等連接緊密，保證墊圈無(wú)破損。
    此外施工人員操作不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致堵管現(xiàn)象發(fā)生。
    （2）竄孔
    在飽和細(xì)砂層、粉砂層中施工常遇竄孔現(xiàn)象。在一般情況下，完成一根樁所需時(shí)間為30-40分鐘，完成1號(hào)樁后，在2號(hào)樁鉆進(jìn)成孔過(guò)程中，1號(hào)樁混合料尚未凝固而流向2號(hào)樁鉆孔中，所以發(fā)現(xiàn)已完成的1號(hào)樁突然下落，有時(shí)甚至達(dá)兩米以上，當(dāng)2號(hào)樁泵入混合料時(shí)，泵送壓力加大，迫使2號(hào)樁的混合料又流向1號(hào)樁恢復(fù)到原設(shè)計(jì)標(biāo)高。這種現(xiàn)象叫竄孔。
    因此可采取大樁距的設(shè)計(jì)方案，增大樁距的目的在于減少新打樁機(jī)器的剪切擾動(dòng)，避免不良影響。改進(jìn)鉆頭，提高鉆進(jìn)速度。減少打樁推進(jìn)排數(shù)，如將一次打好幾排改為2排或1排，盡快離開(kāi)已打成的樁，減少對(duì)已打樁擾動(dòng)能量的積累。必要時(shí)采用隔樁、隔排跳打方案，但跳打要求及時(shí)清除成樁時(shí)排出的棄土，否則會(huì)影響施工進(jìn)度。
    （3）斷樁
    樁基施工完畢，發(fā)現(xiàn)樁身裂縫的所在部位，應(yīng)分析原因，得出自身問(wèn)題是在施工時(shí)，由于提鉆速度較快，空氣未全部釋放出來(lái)，致使樁身產(chǎn)生斷面裂縫，另外是混合料的攪拌時(shí)間不夠，和易性差，出現(xiàn)蜂窩麻面樁。外部原因是土建施工時(shí)機(jī)械挖基坑平整土方時(shí)，被挖掘機(jī)和鏟車碰斷。
    解決方案是,淺部斷樁,對(duì)斷樁單獨(dú)進(jìn)行處理,剔除上部斷樁,用與樁身相同的混合料按樁徑設(shè)計(jì)標(biāo)高補(bǔ)樁。如果是外部原因土建單位用機(jī)械施工,造成大范圍的淺部斷樁,應(yīng)與設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、建設(shè)單位共同制定方案。一般情況下,在原定檢測(cè)方案的基礎(chǔ)上,選擇幾根斷樁進(jìn)行單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn),對(duì)比完整性樁和斷樁試驗(yàn)結(jié)果,確定斷樁是否能夠使用,如果確定復(fù)合地基承載力和變形能滿足設(shè)計(jì)要求,可不進(jìn)行處理,如不符合要求，需進(jìn)行設(shè)計(jì)方案論證。但在CFG樁施工時(shí),要特別注意淺部的施工質(zhì)量,在開(kāi)挖基坑時(shí),在樁頂標(biāo)高以上1m處,一定采用人工開(kāi)挖,以免碰斷樁身,保證CFG樁的完整性和質(zhì)量。
     樁頭斷樁后進(jìn)行接樁，當(dāng)樁頂高程低于施工圖標(biāo)識(shí)高程時(shí)，如開(kāi)槽或剔除樁頭必須進(jìn)行補(bǔ)樁，可采用比樁體強(qiáng)度高一等級(jí)的豆石混凝土接樁至施工圖標(biāo)識(shí)樁頂標(biāo)高，注意在接樁過(guò)程中保護(hù)好樁間土。
    第六章 淺析影響CFG樁造價(jià)因素
    目前，大多數(shù)CFG樁的設(shè)計(jì)、施工是由一家地基處理單位完成的。因此，影響 CFG樁造價(jià)的主要因素有以下幾方面：
    6.1設(shè)計(jì)階段
    設(shè)計(jì)階段除了考慮滿足整體地基承載力之外，還要考慮特殊部位的地基承載力。如集水坑、電梯井等部位的承載力應(yīng)另行驗(yàn)算，以免整體打樁完成后，因承載力不足而補(bǔ)樁，造成結(jié)算責(zé)任糾紛；另外，在滿足承載力要求的前提下，基坑斜面上盡量少布樁，以減少后期斜面鑿樁頭的施工難度。
    6.2施工階段
    在施工準(zhǔn)備階段，鉆機(jī)選型要充分考慮施工場(chǎng)地情況。避免鉆機(jī)體積過(guò)于龐大而現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小，上下基坑和鉆孔移位時(shí)行動(dòng)困難，從而延誤工期。其次，需合理安排鉆孔行走路線，合理布置配套設(shè)備。防止漏樁和減少不必要的管線敷設(shè)，從而節(jié)約成本。在青云棄土方面，鉆出的土方要及時(shí)清運(yùn)出基坑。余土如果不及時(shí)清運(yùn)，不僅會(huì)影響到鉆機(jī)的位移，還會(huì)影響到鉆孔的定位精度，造成樁位偏移，嚴(yán)重的要補(bǔ)樁使成本加大。
    在施工過(guò)程中，提鉆、泵送壓灌混凝土是整個(gè)CFG樁施工最重要的環(huán)節(jié)。從材料上講，混凝土的坍落度要適宜。坍落度過(guò)小會(huì)堵管，影響施工進(jìn)度、浪費(fèi)混凝土，造成成本加大；坍落度過(guò)大，成樁后干縮過(guò)大，樁體塌陷。如遇到含水量較大的土層，還會(huì)造成瓶頸樁、斷樁等質(zhì)量事故。其次是提鉆速度和泵送混凝土速度。相關(guān)資料中規(guī)定提鉆速度小于等于2.5米/分鐘,多為1.2—1.5米/分鐘，此速度是在一般土層中的提升速度，若在含水量較高的砂層中應(yīng)適當(dāng)放慢，防止因流砂造成塌孔斷樁的現(xiàn)象。實(shí)際施工時(shí)除了要注意提鉆速度外，還要注意配合泵送混凝土速度，嚴(yán)格控制混凝土的壓灌量，防止混凝土超灌量過(guò)大，造成材料的浪費(fèi)。
    6.3其它因素
    首先，由于設(shè)計(jì)、施工是一家地基處理單位，往往會(huì)過(guò)于保守放大安全系數(shù)，從而造成設(shè)計(jì)值偏大、成本增加。其次在簽訂施工承包合同時(shí)，應(yīng)注明結(jié)算計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，具體工作內(nèi)容如：是否包含清理樁間土、鑿樁頭、鋪設(shè)褥墊層等。從甲方角度出發(fā)，合同中應(yīng)約定包含所有內(nèi)容。如僅僅是鉆孔壓灌，后續(xù)工序施工時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，往往會(huì)造成責(zé)任不清，增加結(jié)算糾紛。
第七章 結(jié)論
    7.1結(jié)論
    建筑上遇到的復(fù)雜地質(zhì)情況使基礎(chǔ)工程越來(lái)越重要，其工程造價(jià)占整個(gè)工程總投資的比例也越來(lái)越大，深基坑支護(hù)、地下連續(xù)墻、逆作法等工藝先后被采用。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的鉆孔灌注樁、振動(dòng)沉管灌注樁等固有的缺陷十分突出，主要表現(xiàn)在施工速度慢，場(chǎng)地污染嚴(yán)重，成樁質(zhì)量難以保證，材料浪費(fèi)大，容易出現(xiàn)各種弊病，而CFG樁表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢(shì)，樁體材料價(jià)格低，施工方便，節(jié)省投資，是一種較為理想的地基處理技術(shù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的推廣前景，在建筑史上，定能書(shū)寫(xiě)新的篇章。
    注釋：①模量：材料在受力狀態(tài)下應(yīng)力與應(yīng)變之比。想應(yīng)于不同的受力狀態(tài)，有不同的稱謂。例如，拉伸模量、剪切模量、體積模量、縱向壓縮量等。
    ②復(fù)合地基面積置換率：復(fù)合地基中，一根樁和它所承擔(dān)的樁間土體為一復(fù)合土體單元。在這一復(fù)合土體單元中，樁的斷面面積Ap和復(fù)合土體單元面積A之比，稱為面積置換率，用m表示:
m＝Ap/A                                                            
     ③復(fù)合樁基：較大樁距〔一般在5-6倍樁徑以上〕稀疏布置的摩擦群樁或端承作用較小的端承摩擦樁與承臺(tái)體共同承載的樁基礎(chǔ) 。也被稱為附加摩擦樁的補(bǔ)償基礎(chǔ)，減少沉降量的樁基礎(chǔ)，樁筏體系等。
    ④超孔隙水壓力：超孔隙水壓力是由土的變形趨勢(shì)引起的孔隙水壓力，也就是說(shuō)，土體本應(yīng)發(fā)生應(yīng)變，但由于一時(shí)排水受阻，土中產(chǎn)生孔隙水壓力，使作用于土骨架上的有效應(yīng)力發(fā)生變化，從而限制其變形。超孔隙水壓力往往伴隨著滲流和固結(jié)。
    參考文獻(xiàn)
    （1）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）
    （2）閻明禮 張東剛 《CFG樁復(fù)合地基技術(shù)及工程實(shí)踐》（中國(guó)水利水電出版社）
    （3）徐至鈞 《水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基》（機(jī)械工業(yè)出版社）
    （4）曹啟坤 《土建施工員》（華中科技大學(xué)出版社）
    （5）廖代廣 孟新田 《土木工程施工技術(shù)》（武漢理工大學(xué)出版社）