CFG桩知识储备详解

1、CFGtt的知识储备 一、适用范围 本工法适用于建（构）筑物基础桩和基坑的支护桩，也可作 为复合地基或防水帷幕使用。适用地层为杂填土、素填土、可塑 到软塑的粉土、粉质粘土、软土，砂粘土、粉土、卵石层等。 采 用特殊钻头也可进入强、中风化岩层。 不受地下水位的限制，即 使在潜水面以下的中粗砂层，由于采用连续压灌混凝土工艺，也 能顺利成桩。 特别适宜于钻孔桩、沉管桩和静压桩不适宜的易坍 塌、扩缩径、流砂、怕扰动的地层、湿陷性黄土等复杂地质条件。 二、材料组成 CFG 分别代表水泥、粉煤灰与碎石。由于利用工业废料 粉煤 灰代替部分水泥，大大地降低了工程造价增加了桩身后期强度。通 过柔性褥垫层的设置，

2、使 CFG 桩复合地基得到均匀沉降和较高的 承载力 ,是加固软土地基最经济、适用、快速、可靠的一种新型灌注 桩。 CFG 桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一 种地 基处理技术。由于 CFG 桩改善了碎石桩的刚性，使其不仅能很好 地发挥全桩的侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。因此， 得以广泛采用，并取得良好的经济和社会效益。 CFG 桩为桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种 粘结强度较高的桩体，与桩间土和褥垫层一起 ，构成 CFG 桩复合 地基。桩间土与基础之间必须设置一定厚度的褥垫层，即褥垫层是 高粘结强度桩复合地基的一部分。 CFG 桩属高粘结强度桩，与素

3、硷桩的区别仅在于桩体材料的构 成不同，在其受力和变形特性方面无什么区别。复合地基性状和设 计计算，对其它高粘结强度桩复合地基都适用。 CFG 桩可适用于条 形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。就土性而言， CFG 桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好的土， 又可用于挤密效果差的土。 三、应用原理 CFG桩工作原理 水泥粉煤灰碎石桩 (Cement Fly - ash Gravel pile) , 简称 CFG桩,是由水泥粉煤灰碎石桩、桩间土和褥垫层构成的一种复合 地基。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同 工作。其加固机理为 : 当基础承受垂直荷载时

4、, 桩和桩间土均会发 生沉降变形 , 桩的变形模量 (Es) 远比土的变形模量大 , 也就是桩的 变形比土小，桩在受力后向上位移 , 刺入基础下部设置的一定厚度 的褥垫层中 , 垫层被不断调整并与桩间土良好接触 , 从而基础通过 褥垫层也与桩间土保持良好接触 ,由此,桩间土与桩协同工作形成 了一个复合地基的受力整体 ,共同承担上部基础传来的荷载。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 体采用工业废料粉煤灰作掺和料，大大降低了工程造价。CFG桩地 基通过改变桩长、桩距、褥垫厚度和桩体混合料配比，可使复合 地基承载力幅度的提高有很大的可调性。综合来看，CFG复合 地

5、基具有沉降变形小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、 适用范围较广、社会和经济效益明显等特点 , 是一种有效的复合 地基处理技术 , 非常适用于高层建筑的地基处理 , 得到越来越广泛 的应用。 四、 技术特点 (1) 适应性强，应用广泛，不受地下水位的限制；特别适 用于复杂、难处理的地质条件，如软硬夹层、流砂层、深回填土 等。 (2) 成桩质量好，桩端无虚土，不易发生断桩、缩颈、塌 孔等质量问题。 (3) 承载力高，可充分发挥地基土的端承力和摩阻力。在 施工过程中桩端土及虚土经水泥浆渗透、挤密、固结；桩周土经 水泥浆填充、渗透、挤密及超流态混凝土的侧向挤压，提高了桩 端阻力和桩侧摩阻力，从而

6、大幅度提高单桩承载力。 (4) 经多种外加剂配制成的超流态混凝土具有摩擦系数低、 流动性好、桩分散性好、细石能在混凝土中悬浮而不下沉，钢筋 笼放入容易、施工方便。 (5) 桩身强度高，超流态混凝土强度等级可按设计要求配 制，桩径可选择性强，目前有饱 400、600、800、900、1000 mm 等多种桩径 可供选择，布桩灵活。 (6) 能够紧贴其它建筑物的基础施工而不影响原建筑物。 (7) 施工环保、低噪声、低震动、不扰民。施工中不需泥 浆护壁、不用排污、不需降水，施工现场文明。 (8) 施工效率高、速度快，综合经济指标好。 五、.CFG 桩的配合比设计 施工机械选择 1、CFG 桩多用振动

7、沉管机施工，也可用螺旋钻机。振动沉 管机适用于：粉性土、粘性土及素填土地基，螺旋钻机适用于：地 下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等到密实以上的砂土。 2、而选用哪一类成桩机和什么型号，要视工程的具体情况而 定。对大多数存在有硬土层地质条件的地区，单纯使用振动沉管机 施工，会造成对已打桩形成较大的振动，从而导致桩体被震裂或震 断。 3、对于灵敏度和密实度较高的土，振动会造成土的结构强度 破坏，密实度减小，引起承载力下降。故不能简单使用振动沉管机。 此时宜采用螺旋钻预引孔，然后再用振动沉管机制桩。这样的设备 组合避免了已打桩被震坏或扰动桩间土导致桩间土的结构破坏而引 起复合地基的强度降低。所以

8、，在施工准备阶段，必须详细了解地 质情况，从而合理地选用施工机械。这是确保 CFG 桩复合地基质 量的有效途径。 六、CFG 桩施工质量控制 根据土质情况，控制制桩距离。 在施工过程中，成桩的施工工艺对 CFG 桩复合地基的质量至关重 要，不合理的施工工艺将造成重大的质量问题，甚至导致质量事故， 而要选择确定合理的施工工艺必须深入了解地质情况。只有在深入 了解地质情况的基础上，才能确定合理的施工工艺，并在施工过程 中加强监测，根据具体情况，控制施工工艺，发现特殊情况，做出 具体的改变。 （ 1） 在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，但当采用连打作业 时，由于饱和软土的特性，新打桩将挤压已打桩，

9、形成椭圆或不规 则形态，产生严重的缩颈和断桩。此时，应采用隔桩跳打施工方案。 （ 2） 而在饱和的松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先 打桩施工完后，土体密度会有显著增加。而且，打的桩越多，土的 密度越大。在补打新桩时，一是加大了沉管难度，二是非常容易造 成已打桩断桩，此时，隔桩跳打亦不宜采用。 （3）当满堂布桩时，不宜从四周转向内推进施工，宜从中心向外推 进施工，或从一边向另一边推进施工。但仅凭打桩顺序的改变并不 能完全避免新打桩的振动对已结硬的已打桩产生影响。此时，应采 用螺旋钻引孔的方案，避免新打桩的振动造成已打桩的断桩。 2、严格控制拔管速率。 拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈

10、断桩，而拔管速率过慢又会 造成水泥浆分布不匀，桩项浮浆过多。 七、施工工艺流程图 CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是由水泥、粉煤灰、碎 石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高黏结请度桩，并由桩、桩 间土和褥垫一起组成复合地基的地基处理方法。 本工程桩体采用长螺旋钻孔压灌砼成桩施工工艺。该桩型具 有成桩速度快，桩身强度高，排污量小且无噪音等优点。因钻孔 范围内存在粉质粘土及粉砂层，含水量大，采用该施工工艺，既 能解决灌注桩在粉质粘土层出现缩径和粉砂层出现跨孔情况，又 能加快施工进度，而且排污量小，还无噪音等优点。其具体施工 工艺如下： 测放桩位 钻机对位调平 钻进到设计 深度、停钻 T商品砼 泵送

11、砼、提钻 Y 质量监督 至设计超灌标 咼、停泵、提钻 提钻J 钻机移位 CFG桩施工工艺流程图 八、设计技术要求 （1）混凝土坍落度 18 22cm。 （2）混凝土强度等级：商品砼 C20。 （3）桩的施工允许偏差按设计及施工规范要求： A、桩长允许偏差：+100mm B、桩径允许偏差：-20mm个别断面） C垂直度允许偏差：w I .5% D桩位允许偏差：满堂布桩基础，桩位偏差不应大于 0.4倍桩 径；对条形基础，桩位偏差不应大于 0.25 倍桩径。 （4）成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天做一组 （3块）试块（边长150mn立方体），标准养护，测定其立方体28d 抗压强度。 打桩顺

12、序 本项目为地基处理，虽然桩间距较小，但承台间距较大，施 工时按 Z 字型施工，避免破坏已施工桩。 九、施工工艺与工艺要求 测量放线 （1）规划红线班利用规划点首先定出该拟建建筑的角点及拐角 点，后经我公司复测无误后，做好永久性标识及轴线引桩的埋设。 （2）利用角点及拐角点测放出各轴线形成轴线控制网，并作好 轴线桩； （3）利用轴线网测放各工程桩桩位。 （4）高程点引入现场经检查（误差允许士 2mm合格报监理工程 师确认后，埋设永久高程点，并加以标识保护。 误差控制标准： 控制网小于士 5mm； 轴线网小于士 10mm； 工程桩位小于 20mm； 水准网小于 5mm。 整个测量放线过程均需复测

13、、检查误差控制在允许范围，方可 进入下道工序。控制点、高程点埋设牢固并加以保护，定期复测校 验。 认真做好桩位测放记录、高程测量记录，及时提交测量资 料，为下部各工序做好准备。 1、钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，确保 CFG桩 垂直度容许偏差不大于 1%。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法 测量该孔的垂直度，也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂 直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检 查。满足要求后，方可开钻。 2、钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地 时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。 在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺

14、，防止桩孔偏 斜、位移和钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设 计标高时，停止钻进。 3、钻孔至设计标高后，停止钻进，提拔钻杆 2030cm后开 始泵送混合料灌注，每根桩的投料量应不小于设计灌注量。钻杆 芯管充满混合料后开始拔管，并保证连续拔管。施工桩顶高程宜 高出设计高程3050cm灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶进行养 护。 4、如因钻杆提升晚，造成活门打不开，则将钻头提至地面， 将活门疏通，并闭合好重新钻进至设计桩底标高，重新开始压灌。 为保证活门的打开，在钻进至设计标高后钻机空转 5-10 秒再停钻， 将钻头上的泥甩开以保证活门打开。 5、选用24用/小时泵速输送砼，1520秒后开

15、始提钻。对 于500mn直径桩，提钻使用II档。灌至设计标高后，班长指挥司 泵继续泵送砼 2025秒，后停泵，以保证超灌要求，确保桩头质 量。提钻同时应铲除钻杆上渣土。 6、压灌应连续进行。泵斗内要有一定容量的砼，砼容量要 高出进料口 50mn以上，以防止泵送砼过程吸进空气。当泵斗砼面 接近料口时，司泵及时通过口哨通知前台停止提升钻杆待砼搅拌 好后再进行压灌提钻。 7、移机：灌注时采用静止提拔钻杆(不能边行走边提拔钻 杆)，提管速度控制在23米/分钟，灌注达到控制标高后进行至 下一根桩的施工。 十、 质量控制技术措施 桩位控制： (1) 桩位轴线测放后通知监理工程师复测认可后方可进行下 道工序

16、。 (2) 桩位定位用 16钢筋扎入土中，拔出后灌入双飞粉，并 插入20-30cm长的竹签。 (3) 为防止漏打桩，实行桩位检验制，桩机对位后，由机长、 质检员复核桩位、桩号是否正确，并签字确认，及时请监理工 程师检查，保证桩位、桩号相符。 (4) 桩位偏差按建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)要 求，偏差不大于 0.4 倍桩径，本工程为不大于 20cm。 桩身垂直度控制： 桩机就位时，根据钻塔两个方向线锤控制。调整钻塔垂直度， 垂直度偏差不得超过 1%。若出现钻塔倾斜等情况，应停止钻孔， 待纠正后成孔。 桩顶底标高控制： (1) 桩底标高控制：根据建设单位提供的水准点，会同建设 方将

17、设计 0.000 引至施工现场作好保护，然后根据施工场地标 高，钻杆长度，假设护套为地面，计算出钻杆入土深度，然后在 钻塔上做好相应标记。 (2) 桩顶标高控制：根据钻杆总长在钻塔上分别作好标记。 孔底标高允许偏差士 100mm桩径允许偏差士 20mm 现场记录： (1) 施工班组记录员应及时、详细、认真地填写 CFG桩施工 记录表，如实反映施工过程中的各种情况。 (2) 机长、施工员、质检员每施工完成一根均及时记录，并在 施工图上做好标记，下班时三方核对桩位、桩数，防止漏桩。 (3) 现场技术人员必须写好当天的施工日志，按图按桩号上墙， 并对当天的工作进行总结。 技术控制措施： (1)钻机要

18、稳固、周正，对位准确，主操作手在操作时，机边的 23人要配合移动灌注管路，清理步履下的虚土。 (2)在含水地层施工时，严防提钻太早或太高，钻杆内涌水和泥 沙，混凝土见水离析形成“石桥”，导致堵管。 预防措施是先送料 至管口，后提钻打开钻头底部的“喷门”，并要连续泵送，严防混凝 土泵打空。 (3) 施工中注意控制孔壁含水量。如含水量过小，应在压灌混凝 土前先灌水或素水泥浆，避免混凝土中的水分渗漏过大，使混凝土 坍落度降低，造成钢筋笼难以压入。 (4) 稳步提升钻具，严禁提钻过快，防止孔内产生负压，引起孔 壁坍塌、掉块，影响桩身质量，另外混凝土要将钻头埋深0畅3 0畅5 m。提钻速度要根据泵送混凝土的速度和混凝土上顶 钻头的手感，严禁直灌而不提钻具，以防将长螺旋顶弯，钻具难以 提升，造成事故。 (5) 防止压灌混凝土时堵管。产生堵管的主要原因是混凝土质量 有问题，要严格控制水灰比，特别注意要添加缓凝剂，