摘要：CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）是由水泥、煤粉灰、碎石、石屑或砂加水拌和构成的高粘结强度桩，由桩、桩间土和褥垫层一路构成的复合地基，目前大量用于高层和超高层建筑地基的加固。桩身强度品级多在C15-C25之间。因为其具有施工速度快、工期短、量量容易控造、工程造价低廉的特点，该手艺已在全国各地域高层建筑地基处置中得到普遍应用，绝大大都为20-30层建筑，也有31-35超高层建筑在合肥地域应用比力普遍。
目前已成为应用十分遍及的地基处置手艺之一。
关键词：CFG桩 遍及 复合地基 造价低廉 地基处置手艺 应用价值
第一章 绪论
1。绪论
CFG 桩(水泥粉煤灰碎石桩的简称)复合地基成套手艺，已列为建立部重点推广手艺和国度科委重点推广研究功效，已在全国 多个省市应用。
本文通过火析地基与地基处置办法，及CFG桩在地基处置中的应用并浅析影响其造价的因素从而申明CFG桩复合地基的长处，描述其施工工艺，进一步反映其进步地基承载力，控造沉降方面的感化，由此申明CFG桩在建筑工程中的应用价值和遍及。
第二章 CFG桩复合地基定义及开展
2。
1CFG桩复合地基定义
CFG桩是英文Cement Fly-ash Grave的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌杂，用各类成桩机造成的可变强度拆。CFG桩和桩间土一路，通过褥垫层构成CFG桩复合地基，是地基处置的一种常见办法。
CFG桩的适用范畴很广。在砂土、粉土、粘土、淤泥量土、杂填土等地基均有大量胜利的实例。CFG桩对独立根底、条形根底、筏基都适用。
2。2CFG桩复合地基开展汗青与应用现状
CFG桩复合地基成套手艺是中国建筑科学研究院地基所20世纪80年代末开发的一项新的地基加固手艺。
该手艺于1994年被列为建立部全国重点推广项目，被国度科委列为国度级全国重点推广项目。1997年被列为国度级工法，并造定了中国建筑科学研究院企业尺度。
CFG桩施工最后选用振动沉管打桩机，该工艺不敷之处在于存在振动和噪音污染，遇厚砂层和硬土层难以穿透。
为完美CFG桩的施工手艺，1997年国度投资立项研造开发长螺旋钻机和配套的施工工艺，并列入“九五”全国重点攻关项目，于1999年12月通过国度验收。
CFG桩复合地基时高粘结强度复合地基的代表，80年代多用于多层建筑地基处置，现今大量用于高层和超高层建筑地基的加固，并成为某些地域应用最遍及的地基处置办法之一。
目前CFG桩复合地基手艺在国内许多省市都得到普遍应用，据不完全统计，应用那一手艺的有：北京、天津、江苏、浙江、河北、河南、山西、山东、陕西、安徽、湖北、广西、广东、辽宁、黑龙江、云南等23多个省、市、自治区。
2。3复合地基与桩根底的区别
桩基是桩根底的简称，是一种广义的深根底，它是由桩和毗连桩顶的承台构成。
复合地基是在天然地基中设置必然比例的加强体，并由原土和加强体配合承担由根底传来的建筑物的荷载。如许一种人工地基称为复合地基。
那里的加强体是由强度和模量①相对原土高的质料构成，习惯上讲纵向加强体称为桩。例如由碎石桩构成的纵向加强体叫碎石桩；由水泥和土搅拌构成的纵向加强体叫水土壤桩；由水泥、粉煤灰、碎石构成的纵向加强体称为水泥粉煤灰碎石桩也就是CFG桩。
需要指出的是，不管是碎石桩、水土壤桩，仍是强度和模量很大的水泥粉煤灰碎石桩，，都视为天然土体中的加强体，它和原土一路构成复合土体，属于地基的范围。而桩根底的桩是深根底的一部门，与上述的加强体是有素质区此外。
第三章 地基与根底
3。
1地基与根底的区别
房屋建筑凡是是由上部构造和根底两大部门构成的。根底是接受上部构造荷载并将荷载传到根底以下土层的构造，接受根底传来的建筑物荷载的那一部门土称为地基。
3。2地基处置的办法
做为收承建筑物荷载的地基，必需能避免强度毁坏和失稳，同时，必需控造根底的沉降不超越地基的变形允许值。
本地基不克不及满足上述前提，则应停止地基加固处置。
近些年来，有些建筑物不能不在不良地基上修建，当承载力和变形不克不及满足设想要求需要时，需要停止处置。别的，跟着建筑外型的复杂化，建筑物的荷载日益增大和不平均，对形变的要求也越来越高，即便一些优良的地基，也可能在某些特定前提下需要停止处置。
停止地基处置的办法有良多，如密实法、置换法、加筋灌浆法、复合地基法等，在此着重介绍复合地基法。
3。2。1复合地基法
复合地基法是在天然地基中设置必然比例的加强体（桩体），是桩土配合承担荷载，并具有密实法和置换法的效应。
因为打设加强体的办法差别、选用的桩体质料差别，复合地基法的密实感化和置换感化对承载力的进步幅值占的比例也不不异，凡是复合地基面积置换率②一般在3%-25%之间，个别办法，如碎石桩用到过40%。
与其它办法差别的是，复合地基时70年代以来开展最快的一种办法。差别桩型的复合地基，其承载力和变形特征明显差别。
3。2。2复合地基的分类
复合地基手艺在我国得到了普遍的应用和开展。据不完全统计，在地基处置中应用的桩型不下十几种，此中应用比力普遍的有：振冲碎石桩复合地基、干振碎石桩复合地基、土桩复合地基、灰土桩复合地基、石灰桩复合地基、深层搅拌水土壤桩复合地基、粉喷水土壤桩复合地基、夯实水土壤桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基即CFG桩。
3。2。3复合地基的效应长处
（1）置换感化
也称桩体效应，复合地基中桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载感化下，桩顶应力比桩间土外表应力大。桩可将接受的荷载向较深的土层中传递并响应削减了桩间土承担的荷载。
工程理论表白，复合地基置换感化的大小，次要取决于状体质料的构成。
散体桩置换感化最小，高粘结强度桩置换感化更大。散体桩增加桩的长度，对复合地基置换感化影响不大；一般粘结强度桩，出格是高粘结强度桩，加大桩长可使复合地基置换感化明显进步。
（2）挤密、振密感化
对松懈填土、松懈粉细沙、粉土等接纳非排土和振动成桩工艺，可使桩间土孔隙比减小、密实度增加，进步桩间土的强度。
如振动沉管挤密碎石桩、振冲碎石桩、振动沉管CFG桩。
需要指出的是，对饱和的软粘土、硬的粘性土、粉土、密实砂土，振动成桩不只不克不及是桩间土挤密，反而使土体构造强度丧失，孔隙比增大、密实度减小、承载力降低。
（3）排水感化与减载感化
复合地基中的桩体，良多有优良的透水性，如碎石桩、砂桩、CFG桩等。
桩体的排水感化，有利于孔隙水压力消失、桩间土强度和复合地基承载力进步。
对排土成桩工艺，用轻量质料代替原土成桩，在加固土层范畴内，复合土层的有效重度将比原土有明显的降低。
（4）桩对土的约束感化
在群桩复合地基中，桩对桩间土具有阻遏土体侧向变形的感化。
不异荷载程度前提下，无侧向约束的土的侧向形变大，从而使垂曲变形加大；因为桩对土体侧向变形的限造，削减了侧向变形，也就减小了垂曲变形，是复合地基抵御垂曲变形的才能有所加强。
第四章 CFG桩复合地基应用
4。1CFG桩复合地基概略
CFG桩复合地基由CFG桩、桩间土和褥垫层一路构成复合地基。
需要指出的是，褥垫层是复合地基的重要构成部门，是高粘结强度桩构成复合地基的需要前提。
4。2褥垫层的意义
根据传统的CFG桩复合地基理论，褥垫层是其重要构成部门，复合地基许多特征都与褥垫层有关。那里所说的褥垫层不是根底施工经常做的10cm厚的素混凝土垫层，而是由粒状质料构成的散体垫层。
4。2。1设置褥垫层的需要性
CFG桩复合地基有无褥垫层，其区别次要是桩间土的承载力阐扬的过程差别。当设置褥垫层时，桩间土一起头就承担了较大比例的荷载，在一般利用形态下，建筑物荷载次要由桩和桩间土配合承担；而不设褥垫层时，荷载一起头次要由桩来承担，桩间土根本不承担或承担很少。
在一般利用形态下，建筑物荷载次要由桩来承担。当复合地基承载力到达极限时，无论是其承载力的大小以及桩、土的荷载分管比都是不异的，故可打消褥垫层。
4。2。2不设置褥垫层的情况
打消垫层，让桩顶间接与根底接触，现实上就是在一般利用形态下充实阐扬桩的承载力，使其接近极限，而让桩间土强度为做平安储蓄，如许固然桩的平安系数K小于2(一般1。
1摆布)，但地基土的平安系数却较高，复合地基总的平安度并没有降低，就象桩根底在一般利用形态下，其摩阻力和端承力阐扬水平纷歧样、其各自的平安系数也纷歧样，类似于“复合桩基③”的设想思惟。
4。3CFG桩复合地基的长处
（1）适用性广，承载力进步幅度大
CFG桩复合地基手艺适用于非饱和及饱和的粉土、粘性土、填土、砂土、淤泥量土等地量前提，处置后，复合地基的承载力与原地基承载力比拟，可进步2-5倍。
（2）施工简便，工期短
CFG桩施工办法一般为长螺旋钻成孔泵送混凝土法，施工时，没有钢筋笼造做等工序，成孔成桩一次完成削减了成桩时间，加快了施工速度。
（3）庇护情况
CFG桩施工时，不需泥浆护壁，没有泥浆外运，既节约了资金，又无情况污染，对市内施工，十分合适。
4。4CFG桩在复合地基中的优势
（1）承载力进步幅度大、可调性强
CFG桩桩体能够从几米到20多米，而且可全桩长阐扬桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%-75%之间变革，使得复合地基承载了进步幅度大并具有很大的可调性。
本地基承载力较高是，荷载又不大，可将桩长设想得短一点，荷载大时，桩长可设想得长一点。出格是天然地基承载力较低而设想要求的承载力较高，用柔性桩复合地基一般难以满足设想要求，CFG桩复合地基则比力容易实现。
（2）适应范畴广
对根底形式而言，CFG桩既能够适用于条形根底、独立根底，也能够用于筏板根底和箱型根底。
就土性而言，CFG桩可用于饱和、非饱和粘性土，既能够用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。
（3）桩体的排水感化明显
CFG桩在饱和粉土和沙土中施工时，因为沉管和拔管的振动，会使土体产生超孔隙水压力④。较好透水层上面还有透水性较差的土层时，刚刚施工完得CFG桩将是一个优良的排水通道，孔隙水将沿着桩体向上排出，晓得CFG桩体结硬为行。
（4）复合地基变形小
复合地基模量大、建筑物沉降量小事CFG桩复合地基重要特点之一，大量工程理论表白，建筑物沉降量一般可控造在2-4厘米。关于上部和中间有软土层的地基，用CFG桩加固，桩端放鄙人面好的土层上，能够获得模量很高的复合地基，建筑物的沉降都不大。
第五章CFG桩复合地基的施工
5。1CFG桩施工设备
在此，以长螺旋钻管泵压CFG桩为例，此施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强迫式混凝土搅拌机构成的完好系统，在现代施工中，步履式长螺旋钻机及商品混凝土比力遍及。
长螺旋钻机是施工工艺中的核心部门，目前长螺旋钻机按照其成孔深度分为12、16、18、24米和30米等机型，施工前应按照设想桩长确定施工所接纳的设备。
其次，停止商品混凝土浇筑时如需接纳接泵的，需装备泵管。
5。2施工前筹办
5。
2。1质料
CFG桩原质料包罗砂、石、水泥、粉煤灰和外加剂，在出场前需确定原质料的品种、品量，并将原质料送至相关部分停止检测。因为现阶段建筑施工多利用商品混凝土，所以需将商品混凝土样品及时送检。
5。2。2施工现场
在降水方面，CFG桩施工要求地下水应降至基底标高0。
5-1。0米，确定降水深度时还应考虑电梯井、集水坑等的深度。
在基坑开挖方面，其开挖深度应按照基底设想标高和庇护土层厚度确定。当庇护土层厚度为50厘米、褥垫层厚度为15厘米时，开挖标高为素混凝土垫层底标高以上35厘米，以此类推。其开挖范畴考虑到目前国产长螺旋钻机情况，基底开挖平面尺寸以建筑物的底板边沿为基准向四周均扩出1。
0米。若施工图纸上已经标注详细做法及数据，应按照图纸施工。
别的施工现场应做好“三通一平”等保障工做。
5。2。3施放桩位
在CFG桩施工前应按照图纸，确定建筑物的控造轴线，并将CFG桩的准确位置施放到CFG桩功课面上。
施放的桩位应明显、易找、不容易被毁坏，若有些工地接纳有必然曲径和深度的白灰点暗示桩位。
5。2。4施工材料
施工前应筹办好工程地量勘查陈述、建筑物场地临近的高压电缆及地下管线障碍物等查询拜访材料、地基处置计划、施工组织计划、CFG桩复合地基施工图、施工中各类记录、报审、报验表格等。
5。3施工过程
5。3。1钻机就位
CFG桩施工时，钻机就位后，应用钻机塔身的前后和摆布的垂曲标杆查抄塔身导杆，校正位置，使钻杆垂曲瞄准桩位中心，确保CFG桩垂曲度容许误差不大于1%。
5。3。2钻进成孔
钻孔起头时，封闭钻头阀门，向下挪动钻杆至钻头触及空中时，启动钻机，起头钻进。
一般先慢后快，如许便于及时批改。若发现钻杆摇摆或难钻时，应放慢进尺，不然较易招致桩孔偏斜、位移，以至使钻杆、钻具损坏。钻进的深度取决于设想桩长，当钻头抵达设想桩长预订标高是，于动力头空中停留位置响应的钻机塔身处做夺目标识表记标帜，做为施工时控造桩长的根据。
施工时还要考虑施工做面得标高差别，做响应增减。
5。3。3灌注及拔管
CFG桩成孔到设想标高后，停行钻进，起头泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后起头拔管，严禁先提管后泵料。成桩的提速宜控造在2-3米/分钟。成桩过程宜持续停止，应制止因后台供料慢而招致停机待料。
若施工中因其它原因不克不及持续灌注，须按照勘察陈述和已掌握的施工厂地的土量情况，避开饱和砂土、粉土层，灌注成桩完成后，用水泥袋盖好桩头，停止庇护。施工中每根桩的投料量不得少于设想灌注量。
5。3。4移机
当上一根桩施工完毕后，钻机移位，停止下一根桩的施工，因为CFG桩排出的土较多，穿将临近的桩位笼盖，有时还因钻机支持是支持脚压在桩位旁是原标定的桩位发作挪动，因而，下一根桩施工时，还应按照轴线或四周桩的位置对需施工的桩位停止复核，包管桩位准确。
5。3。5弃土清运
CFG 桩施工完毕，待桩体到达必然强度，一般七天摆布，方可停止开槽清土。清土包罗CFG桩钻孔土清运和庇护土层清运两部门，关于CFG桩桩较长且处置面积较大的楼座，因为人工清运效率低，可接纳机械和人工结合清运。
接纳发掘机清土时，须严酷控造标高，避免挖断工程桩和扰动桩工做面以下庇护土层，制止在打桩工做面上行走，发掘机清理玩大片弃土后，人工将桩身庇护桩长大部门挖除，或使其与桩身断开，一般留下30厘米的庇护桩长，打桩弃土清运完毕后，其下50厘米庇护土层接纳人工挖除。
5。3。6桩头处置
弃土工做完毕后，需将桩顶设想标高以上桩头截断，起首找出桩顶标高位置，在统一程度面按统一角度对称放置2个或4个钢钎，用大锤同时击打，将桩头截断，更好接纳截桩机截桩，其次，桩头截断后，用钢钎、手锤等将桩顶从四周向中间修平至桩顶设想标高，允许误差为0-±20厘米。
5。3。7褥垫层的处置
CFG桩复合地基查验完毕且满足设想要求后，可停止褥垫层施工。褥垫层质料多为粗砂、中砂或碎石，也可为细石混凝土，碎石粒径多为8-20毫米，其厚度一般为10-30毫米，详细情况按照施工图纸裁夺。
5。
3。8CFG桩施工常见问题及处置
（1）堵管
堵管是长螺旋钻管内泵压CFG桩成桩工艺常碰到的次要问题之一。它间接影响CFG桩的施工效率，增加劳动强度，形成质料浪费，若毛病排除不顺畅时，使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬，增加再辞堵管几率，给施工带来良多困难。
若因混合料共同比不合理，和易性欠好而发作堵管，需留意细骨料和粉煤灰两种质料的掺入量，出格是留意粉煤灰掺入量宜控造在60-80千克/立方米。
若因混合料搅拌量量出缺陷，需确保混合料能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管抵达钻杆芯管内，同时控造好混合料坍落度，宜控造在16-20厘米。
若因设备缺陷而招致堵管，需包管管件毗连顺畅，确保弯管与高强柔性管等毗连慎密，包管垫圈无破损。
此外施工人员操做不妥也会招致堵管现象发作。
（2）窜孔
在饱和细砂层、粉砂层中施工常遇窜孔现象。在一般情况下，完成一根桩所需时间为30-40分钟，完成1号桩后，在2号桩钻进成孔过程中，1号桩混合料尚未凝固而流向2号桩钻孔中，所以发现已完成的1号桩突然下落，有时以至达两米以上，当2号桩泵入混合料时，泵送压力加大，迫使2号桩的混合料又流向1号桩恢复到原设想标高。
那种现象叫窜孔。
因而可采纳大桩距的设想计划，增大桩距的目标在于削减新打桩机器的剪切扰动，制止不良影响。改良钻头，进步钻进速度。削减打桩推进排数，如将一次打好几排改为2排或1排，尽快分开已打成的桩，削减对已打桩扰动能量的积累。需要时接纳隔桩、隔排跳打计划，但跳打要求及时肃清成桩时排出的弃土，不然会影响施工进度。
（3）断桩
桩基施工完毕，发现桩身裂痕的所在部位，应阐发原因，得出本身问题是在施工时，因为提钻速度较快，空气未全数释放出来，以致桩身产生断面裂痕，别的是混合料的搅拌时间不敷，和易性差，呈现蜂窝麻面桩。外部原因是土建施工时机械挖基坑平整土方时，被发掘机和铲车碰断。
处理计划是,浅部断桩,对断桩零丁停止处置,剔除上部断桩,用与桩身不异的混合料按桩径设想标高补桩。若是是外部原因土建单元用机械施工,形成大范畴的浅部断桩,应与设想单元、监理单元、建立单元配合造定计划。一般情况下,在原定检测计划的根底上,选择几根断桩停止单桩复合地基静载荷试验,比照完好性桩和断桩试验成果,确定断桩能否可以利用,若是确定复合地基承载力和变形能满足设想要求,可不停止处置,如不契合要求，需停止设想计划论证。
但在CFG桩施工时,要出格留意浅部的施工量量,在开挖基坑时,在桩顶标高以上1m处,必然接纳人工开挖,以免碰断桩身,包管CFG桩的完好性和量量。
桩头断桩后停止接桩，当桩顶高程低于施工图标识高程时，如开槽或剔除桩头必需停止补桩，可接纳比桩体强度高一品级的豆石混凝土接桩至施工图标识桩顶标高，留意在接桩过程中庇护好桩间土。
第六章 浅析影响CFG桩造价因素
目前，大大都CFG桩的设想、施工是由一家地基处置单元完成的。因而，影响 CFG桩造价的次要因素有以下几方面：
6。1设想阶段
设想阶段除了考虑满足整体地基承载力之外，还要考虑特殊部位的地基承载力。
如集水坑、电梯井等部位的承载力应另行验算，以免整体打桩完成后，因承载力不敷而补桩，形成结算责任纠纷；别的，在满足承载力要求的前提下，基坑斜面上尽量少布桩，以削减后期斜面凿桩头的施工难度。
6。2施工阶段
在施工筹办阶段，钻机选型要充实考虑施工厂地情况。
制止钻机体积过于庞大而现场场地狭小，上下基坑和钻孔移位时动作困难，从而耽搁工期。其次，需合理摆设钻孔行走道路，合理安插配套设备。避免漏桩和削减没必要要的管线敷设，从而节约成本。在青云弃土方面，钻出的土方要及时清运出基坑。余土若是不及时清运，不只会影响到钻机的位移，还会影响到钻孔的定位精度，形成桩位偏移，严峻的要补桩使成本加大。
在施工过程中，提钻、泵送压灌混凝土是整个CFG桩施工最重要的环节。从质料上讲，混凝土的坍落度要适宜。坍落渡过小会堵管，影响施工进度、浪费混凝土，形成成本加大；坍落渡过大，成桩后干缩过大，桩体塌陷。如碰到含水量较大的土层，还会形成瓶颈桩、断桩等量量变乱。
其次是提钻速度和泵送混凝土速度。相关材料中规定提钻速度小于等于2。5米/分钟,多为1。2―1。5米/分钟，此速度是在一般土层中的提拔速度，若在含水量较高的砂层中应恰当放慢，避免因流砂形成塌孔断桩的现象。现实施工时除了要留意提钻速度外，还要留意共同泵送混凝土速度，严酷控造混凝土的压灌量，避免混凝土超灌量过大，形成质料的浪费。
6。3其它因素
起首，因为设想、施工是一家地基处置单元，往往会过于守旧放大平安系数，从而形成设想值偏大、成本增加。其次在签定施工承包合同时，应说明结算计量尺度，详细工做内容如：能否包罗清理桩间土、凿桩头、铺设褥垫层等。从甲方角度动身，合同中应约定包罗所有内容。
如仅仅是钻孔压灌，后续工序施工时呈现量量问题，往往会形成责任不清，增加结算纠纷。
第七章 结论
7。1结论
建筑上碰到的复杂地量情况使根底工程越来越重要，其工程造价占整个工程总投资的比例也越来越大，深基坑收护、地下持续墙、逆做法等工艺先后被接纳。
如今普遍应用的钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩等固有的缺陷非常凸起，次要表示在施工速度慢，场地污染严峻，成桩量量难以包管，质料浪费大，容易呈现各类弊端，而CFG桩表示出较大的优势，桩体质料价格低，施工便利，节省投资，是一种较为抱负的地基处置手艺，具有显著的经济效益和宽广的推广前景，在建筑史上，定能书写新的篇章。
正文：①模量：质料在受力形态下应力与应变之比。想应于差别的受力形态，有差别的称呼。例如，拉伸模量、剪切模量、体积模量、纵向压缩量等。
②复合地基面积置换率：复合地基中，一根桩和它所承担的桩间土体为一复合土体单位。在那一复合土体单位中，桩的断面面积Ap和复合土体单位面积A之比，称为面积置换率，用m暗示:
m＝Ap/A
③复合桩基：较大桩距〔一般在5-6倍桩径以上〕稀少安插的摩擦群桩或端承感化较小的端承摩擦桩与承台体配合承载的桩根底 。
也被称为附加摩擦桩的抵偿根底，削减沉降量的桩根底，桩筏系统等。
④超孔隙水压力：超孔隙水压力是由土的变形趋向引起的孔隙水压力，也就是说，土体本应发作应变，但因为一时排水受阻，土中产生孔隙水压力，使感化于土骨架上的有效应力发作变革，从而限造其变形。
超孔隙水压力往往陪伴着渗流和凝结。
参考文献
（1）《建筑地基处置手艺标准》（JGJ79-2002）
（2）阎明礼 张东刚 《CFG桩复合地基手艺及工程理论》（中国水利水电出书社）
（3）徐至钧 《水泥粉煤灰碎石桩复合地基》（机械工业出书社）
（4）曹启坤 《土建施工员》（华中科技大学出书社）
（5）廖代广 孟新田 《土木匠程施工手艺》（武汉理工大学出书社）。