７４・ ２０１４年１０月 ・『ＩＪ口ｎ ＢｕｉｌｄｉｎｇＭａ 砌 迂材２０１４年第５期 第４Ｏ卷总第１８１期 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—４０１１．２０１４．０５．０３４ ＣＦＧ桩复合地基的特性与施工 信晓飞 （１．河北联合大学建筑工程学院，河北唐山０６３０００；２．河北省地矿局第二地质大队，河北唐山０６３０００） 摘要：阐述了ＣＦＧ桩复合地基的工程特性和施工工 艺，介绍了ＣＦＧ桩的主要施工过程及注意事项，并结合工 艺。黏性土、粉土、素填土等地质条件，非常适合采用此 种工艺。它具有很多优点，如施工简单且成本低、对桩间 程实际，证明ＣＦＧ桩处理方案是切实可行的。 关键词：ＣＦＧ桩；复合地基；施工 中图分类号：ＴＵ４７ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７２—４０１１（２０１４）０５—００７４—０２ ０前言 当天然地基承载力低，无法承受上部结构传来的荷载 时，就需要增设一定比例的增强体，天然地基和增强体合 称为复合地基。复合地基的命名往往和增强体的材料有关， ＣＦＧ复合地基的增强体是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或 砂加水拌和形成的高粘结强度桩。由于工业废料也可加入 其中，且工程造价不到一般桩基的一半，所以经济和社会 效益都很好。 １ ＣＦＧ复合地基的工程性能 １．１承栽力提高多，可调节程度大 ＣＦＧ桩承担的荷载可在总荷载的１／３～２／３之间调整， 桩长最短可为几米，最长可达几十米，且侧阻力体现在全 桩长度。 １．２适应性强 ＣＦＧ桩不但可适用于多种基础形式，例如条形基础、 基础、筏基和箱型基础，还可适用于多种土性，不管 是填土、饱和及非饱和黏性土，还是挤密效果好或差的土。 １．３很好地体现了刚性桩的性能 柔性桩传递垂直荷载的范围只限桩径的６～１０倍，而 ＣＦＧ桩则是在全桩长范围内发挥侧阻力，这正是刚性桩的 性能。 １．４桩体成为排水通道 由于施工过程中的土体振动，会产生超孔隙水压力， 尤其当施工地基为饱和粉土或沙土时更明显。如果孔隙水 上的土层透水性较差，刚刚结束施工的ＣＦＧ桩就成为了一 个很好的排水通道。在ＣＦＧ桩结硬前的几个小时，振动产 生的孔隙水将沿着桩体向上排出 Ｊ。 １．５桩体标号对承载力的影响 复合地基的承载力会随着桩体强度的提高而提高，但 是当桩体强度高于某一量时，这种影响就不存在了，这个 量一般是桩顶应力的３倍左右。 ２ ＣＦＧ桩复合地基施工 ２．１施工工艺 ＣＦＧ桩复合地基首先选用的是振动沉管ＣＦＧ桩施工工 作者简介：信晓飞（１９７８一），河北邢台人，本科，工程师。主要从事建 筑工程施工和管理工作。 土的挤密效果明显、有效减少地基液化等。但是这种工艺 也有难以避免的缺点：对于硬土层，振动沉管打桩机难以 穿过，施工过程中会产生较大振动及噪音污染，施工效率 低且事故率高。 长螺旋钻孔管内泵压ＣＦＧ桩施工工艺的研究，就是在 发现振动沉管ＣＦＧ桩施工工艺的缺点的情况下开始的。长 螺旋钻孔管内泵压ＣＦＧ桩施工工艺和长螺旋钻孔管内泵压 ＣＦＧ桩施工工艺相比，具有明显的优点：没有噪音和泥浆 污染，也不会产生振动，成孔穿透力强，施工效率高。 除这两种常用的ＣＦＧ桩施工工艺外，ＣＦＧ桩施工还可 根据地基和设备情况采用以下工艺： １）对于位于地下水位以下的黏性土、粉土和填土地 基，适合采用长螺旋钻于成孔灌注成桩。 ２）对于深度不大，地下水位以上的黏性土、粉土和填 土地基，适合采用人工或机械洛阳铲成孔灌注成桩。 ３）对于有较厚卵石、砂和孑Ｌ隙比小液性指数较低的黏 土层以及饱和软土，桩端持力层具有水头较高的承压水， 或对噪声污染要求严格的场地，适合采用泥浆护壁钻孔灌 注成桩。 在实际施工时，不是只能采用一种施工工艺，可根据 工程的实际情况综合采用两种或更多施工工艺 Ｊ。 ２．２土层清运及ＣＦＧ桩桩头处理 不同的施工工艺，土层清运的内容也会不同。就长螺 旋钻孔管内泵压ＣＦＧ桩施工工艺而言，钻孔废土清运和保 护层清运是主要内容。土层清运要及时，这样可以提高施 工效率、减小清运的难度。人工清运是工程中普遍采用的， 但是工作量较大的工程也可采用机械清运。 保护土层清除后进行下一道工序，将桩顶设计标高以 上桩头截断。 ２．３设置褥垫层 卵石最好不要作为褥垫层的材料，因为卵石咬合力差， 施工时容易受到扰动而导致褥垫层厚度不一致。褥垫层的 材料一般选择粗砂、中砂或粒径为８—２０ ｍｍ的碎石。由设 计来确定其具体厚度，但一般在ｌ０～３０ ｅｍ，施工时先进行 虚铺。虚铺完成后采用静力或动力压实至设计厚度 Ｊ。 ３工程实例 ３．１工程概况 北京市朝阳区某小区由９栋高层建筑组成，其中８栋 楼均采用ＣＦＧ桩复合地基。由于天然地基承载力和变形不 能满足设计要求，经过综合方案比较，确定地基处理采用 ＣＦＧ桩复合地基。目前这些楼已投入使用，从地基处理检 测和建筑物的沉降观测来看，加固达到预期效果，地基处 理是成功的。 （下转第７６页） ・７６・ Ｉ 材 ２０１４年第５期 第４ｏ卷总第１８１期 ２０１４年１Ｏ月 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ 在硬土层中入土深度的增加引起沉降量的减少要比在软土 中的效果好。 沈磊等 对上海的一个逆作法施工的深基坑进行了数 值模拟，与实际监测结果对比后分析了逆作法施工对地下 连续墙的位移影响，文章对地基土模型、模型边界条件、 开挖的次序进行了选取，比较真实的反映了工程的实际情 监测结果表明在阳角区域的沉降最大，阴角区域沉降最小， 同时桩问流土不仅会影响开挖面以上深层土体的位移，也 会影响开挖面以下一定深度范围内的深层土体的位移。 ３小结 在目前的很多实验研究中，许多专家和学者从不同的 方面对基坑变形进行了深人的研究和探讨，得出了许多有 况，模拟结果表明各监测点反映的连续墙的水平位移趋势 与实际相符合，与竖向弹性地基梁法相比三维有限元法的 计算结果更为精确，但对于墙后地表的沉降分析表明，用 三维有限元法能够得到最大沉降位置，用常规经验法能够 得到最大沉降值，两种方法就有互补性。 王昆泰和余斌 认为土钉墙变形才受力的特点具有局 限性，用数值模拟研究了锚杆土钉组合支护的变形特征。 经过研究后发现地表沉降沿水平方向呈曲线分布，水平位 移沿深度方向呈曲线分布，且随着锚杆预应力的增加，基 坑地表沉降和水平位移都有减小的趋势，而锚杆的设置位 置在基坑深度的１／３到１／２时能够最有效的控制基坑的变 形。 用的结论。但是由于土体的复杂性导致影响基坑变形的因 素太多，支撑的设置及设置深度、被动区的加固、地下水 的下降、基坑的开挖深度、土体的粘聚力和摩擦角都是影 响基坑变形的主要因素。在数值模拟过程中为了能够模拟 真实的土层情况，土体的本构关系是一项非常重要的选择， 支护桩与土体的接触模拟、网格的划分也会影响数值模拟 的结果。随着我国经济的继续发展，深度和规模更大的基 坑必将出现，这将对基坑的变形研究提出更高的要求。 ［ＩＤ：００１４１７］ 参考文献： 李彦东 认为基坑开挖变形计算需采用与土体应变范 围相适应的土性指标才能较好的反应实际情况，并对ＨＳＳ 模型、ＭＣ模型和离心模型的试验进行了对比分析，试验结 果表明三种模型所反应的墙体水平位移趋势是相同的，但 ＨＳＳ模型与离心模型的结果较为接近，ＭＣ模型的结果差异 较大，表明考虑土的小应变刚度特性对深基坑的变形计算 影响结果较大。 ［１］ 肖专文，林韵梅．深基坑支护结构与土体变形的有限元分析 ［Ｊ］．沈阳建筑工程学院学报，１９９６，１２（１）：９—１３． ［２］ 陆新征，宋二祥，等．某特深基坑考虑支护结构与土体共同作用 的三维有限元分析［Ｊ］．岩土工程学报，２００３，２５（４）：４８８— ４９１． ［３］王广国，杜明方．深基坑的大变形分析［Ｊ］．岩石力学与工程学 报，２０００，１９（４）：５０９—５ｌ２． 卞永伟 用有限元分析软件对不同的渗透系数、水位 变化对基坑周围地表和支护结构的变形影响。当渗透系数 在０．１～１０ｋｉ变化范围内时，会对地表沉降产生明显的影 ［４］ 俞建霖，赵荣欣．软土地基基坑开挖地表沉降量的数值研究 ［Ｊ］．浙江大学学报，１９９８，３２（１）：９５—１００． ［５］ 沈磊，陆余年，岳建勇．超大深基坑变形特征的数值模拟及其实 测分析［Ｊ］．地下空间与工程学报，２００５，１（４）：５３８—５４２． 响，而基坑水位的变化会影响地表的沉降、坑底的隆起和 连续墙的水平位移；水位的下降会导致内部空隙水压的不 ［６］王昆泰，余斌．锚杆土钉组合支护变形特征的数值分析［Ｊ］．建 筑科学，２００９，２５（３）：８２—８５． 断减小，使坑外土体的沉降增大；水位的下降还导致坑内 土体受到挤压从而造成基地隆起量增大，支护结构的水平 位移变大。 ［７］李彦东，梁云发，褚峰．软土地区深基坑变形特性三维数值模拟 与验证［Ｊ］．地下空间与工程学报，２０１１，７（６）：１０７２—１０７７． 李志伟 结合了实际的监测结果对桩间流土对基坑变 形的影响进行了分析，结果表明：桩间流土对基坑的变形 具有较大的影响，对基坑周边土体的沉降具有显著效应， （上接第７４页） ３．２场地条件 ［８］卞永伟．基坑降水引起的地表沉降及维护结构位移分析研究 ［Ｄ］．西安：长安大学，２０１３． ［９］李志伟．软土地区桩间流土对基坑变形性状的影响分析［Ｊ］． 施工技术，２０１４，４３（１）：９ｌ一９５． 整平至１７ ｃｍ，用平板振动器振压不少于３遍，压实后褥垫 层厚度约为１５ ｃｍ。 各楼座基底持力土层均为饱和、可塑的粉质黏土层， 承载力特征值为１６０—１８０ ｋＰａ；根据地基均匀性评价，建 ４结论 筑物地基属均匀地基；场地标高７．０ ｍ以下存在密实的细 中砂层和卵石、圆砾层，层厚为５．０ ｍ左右，是较理想的 大量工程实践表明，ＣＦＧ桩复合地基处理方案，质量 易控，造价低，经济、社会、环境效益明显，有极大地发 展潜力。对于ＣＦＧ桩复合地基的设计，一般来说承载力不 会出现问题，出现问题最多的是施工。所以对于设计者来 说，为了在选择方案和有关参数时更加准确，了解施工过 桩端持力层。但该层埋藏较深，若选择该层作为桩端持力 层，需考虑设备条件、施工难度及方案合理性。 ３．３ ＣＦＧ桩复合地基施工 根据工程实际情况，确定采用长螺旋钻管内泵压施工 工艺。 程和工序，熟悉ＣＦＧ桩施工技术的不同施工工艺的特点， 是很有必要的。 『ＩＤ：００１４８６１ 参考文献 ［１］ 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，２０１０。１． 首先按布桩平面图严格放好桩位，经复核无误后开工。 然后采用液压步履式长螺旋钻机钻孔，成桩工艺程序如下： 钻机就位一钻孔至设计深度一送料提钻一移位一封桩顶。 最后清理打桩弃土及保护层土。打桩弃土要求随打随清。 保护土层的清理在ＣＦＧ桩施工完毕后进行，采用人工清 理，清理时须留１０ ｃｍ保护土层，最后人工清除整平。 褥垫层材料选用粒径５～１０ ｍｍ碎石，按设计要求虚铺 ［２］赵锡山，于振辉．ＣＦＧ桩复合地基的施工与试验［Ｊ］．西部探矿 工程，２０１３，２５（４）：２７—２８．
