福建岩土工程勘察研究院福建泉州362000
摘要：随着社会的发展，我国的高层建筑越来越多，高层建筑对地基的要求非常高。CFG桩复合地基成为近几年采用的一种新型地基处理方案，具有施工方便、承载力较高及其适用性较广泛的等优点。将CFG桩复合地基方案技术应用到高层建筑中，取得了良好的效果，获得了一定的工程应用价值。
关键词：CFG桩；复合地基；高层建筑
引言
CFG桩它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样，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，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料，大大降低了工程造价。
1CFG桩概述
在许多沿海地区，上部地层分布有软土地层，软土的孔隙比相对较大，多呈很湿～饱和状态，承载力普遍较低。建筑物基础放在此种地基土上，就会由于地基土强度、变形不能满足建筑物对承载力和变形要求而发生倾斜，甚至倒塌，威胁人们生命和财产安全。为此，就需要对地基土进行处理。在进行地基处理后，可显著提高软弱地基的强度，减小软弱土的变形，增强地基土的稳定性，防止地基不均匀沉降现象或过大沉降的出现。
2CFG桩特点与工作原理
在当今建筑业不断发展的过程中，CFG桩技术的应用越来越广泛，其重要性也逐渐突现出来。经过综合分析，发现CFG桩主要有以下特点。首先，CFG桩具有高粘接性与高强度性。CFG桩属于复合型桩，在地基处理的时候，应用CFG桩能够直观地控制地基处理技术[2]。实际应用的时候，将常见的相对比较廉价的原材料搅拌后即可组成CFG桩，其通常由粉煤灰与砂石共同组成。原料的配合比对CFG桩的强度具有一定的影响，控制在C5至C25之间，就能够促使其维持在刚性与柔性之间。CFG桩的作用就是促使桩与土共同承担荷重，由此便可计算和设计性状。其次，CFG桩造价较为低廉。对比发现CFG桩的造价成本仅仅是桩基的一半。建筑工程施工中使用CFG桩，不仅可以达到操作简便的要求，还能够有效降低造价。事实上，CFG桩应用如此广泛有部分原因是其经济性的特点。与此同时，多数无需配筋，只是将工业中产生的废料粉煤灰与石屑作为原料，这样就能够进一步降低造价。最后，相对于其他地基处理，CFG桩的适用范围较广泛，如砂土、黄土、杂填土、黏土、粉土等均可使用CFG桩进行地基处理。但需注意，如在淤泥土质中应用，应预先对其进行现场试验，然后才可确定。CFG桩可应用于工业厂房、民用建筑、市政道路等，经过CFG桩地基处理后，基础型式可采用独立基础、条形基础，箱型基础、筏板基础等。可见，CFG桩的使用范围非常的广泛。
在建筑业不断发展的过程中，地基处理技术也在不断更新。在此期间，碎石桩作为基础性地基处理技术，发展出新型技术，即CFG桩。相对于碎石桩，CFG桩在刚性方面具有显著的优越性，同时还体现出了桩体的侧阻性，提高桩的端阻效果。CFG的桩体骨料仍旧是碎石，同时碎石构成桩体的骨架，其间碎石的孔隙则由石屑填充，由此就能够显著提高骨料配级。粉煤灰能够产生细骨料和低标号水泥的效用。通过改变其与水泥的配合比，可以显著增强CFG桩的强度与刚度，在实际中会将其强度控制在C5~C25之间。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。
3CFG桩复合地基在高层建筑中的应用
3.1施工方法
CFG桩多用振动沉管机施工，也可用长螺旋钻机、泥浆护壁钻孔灌注桩成桩工艺。对于含有硬土层或者密实度较高的土层，宜采用长螺旋钻机先引孔，然后再用振动沉管机制桩，这样组合可以避免打桩过程中将已打完桩的桩体振裂或扰动桩间土，从而破坏土的结构，引起复合地基的强度降低。也可采用泥浆护壁钻孔灌注桩成桩工艺。为了确保CFG桩复合地基施工质量，同时还需要做好以下几方面的工作。
1）施工前进行场地平整，组装桩机，混凝土输送泵，配料机，搅拌机和砼输送管路，并做好必要的安装和调试工作，桩机对正后由班长利用水平尺校正桩机水平，桩机机架及钻杆应与地面保持垂直。
2）成桩时，先用桩机在桩位钻孔至设计深度后停钻，从钻杆中心泵送混凝土至孔底，然后边提钻边送混凝土至孔内，直到成桩结束。
3.2施工要求
1）钻机就位应准确，钻机及钻孔应与地面保持垂直，垂直度误差不大于1%；
2）桩位允许偏差：0.5倍桩径；
3）桩径偏差：-20mm；
4）混凝土的强度等级按C20配制；石料、中砂的含泥量不得超过规范规定的标准；
5）坍落度控制在12cm～18cm；
6）混凝土搅拌均匀，搅拌时间不低于3分钟；
7）桩基施工期间，每天做一组试块，标准养护并送检28天强度；
8）成桩质量检查：严格按照方案及相关规范进行施工，处理后工程桩应由各相关单位按照规范要求、设计要求确定试验桩数、桩位，对工程进行静载荷试验，以检测桩身质量。检验数量应为总桩数的0.5%~1%且不少于3点。进行低应变动力试验桩数不少于总桩数的10%，且要检测桩身的完整性。
3.3设备的选择
高层建筑施工过程中，CFG桩使用的设备通常是振动沉管机，也时常使用长螺旋钻机或泥浆护壁钻孔灌注桩成桩工艺。施工前，应根据场地工程地质情况、场地周围环境等综合考虑施工工艺，合理选择设备类型与型号。对于施工作业环境的地质中有硬土层，如北方区域，如单纯使用振动成管机，施工期间就会产生较大的振动，由此也就非常容易造成桩体断裂或震断。因而，对于此种区域的施工作业就应避免单独使用振动沉管机，根据实际情况，有必要时可使用长螺旋钻预先引孔，随后就可使用振动沉管机成孔制桩。施工作业中应用此种设备能够预防已成桩或桩间土的结构因震动而遭破坏，进而导致复合地基强度降低。对此，需在施工准备阶段详细了解施工作业的实际情况，以便科学合理地选择施工机械。
4承载力检测
地基处理完毕后，根据相关规范要求，CFG桩复合地基承载力检验应分别对单桩和复合地基进行载荷试验，载荷试验检测点的数量为总桩数的1%，且单栋建筑物检测点数量不应少于3个。地基检测必须在桩基施工结束28天后进行，同时对全部CFG桩进行低应变动测试验。所有检测点的单桩和复合地基承载力特征值及沉降检测结果均应满足设计要求。
结语
1）CFG桩复合地基具有施工方便、承载力高及其广泛的适应性等优点。
2）CFG桩由于在桩体材料中加入工业废料粉煤灰，可以减少环境污染，又达到料废物利用的目的，具有显著的经济效益和社会效益。
3）CFG桩桩体不配筋，又充分发挥了桩间土的承载力。与普通混凝土桩相比，所需桩数较少，其造价一般只有桩基的1/3～1/2，值得重点推广。
参考文献：
[1]刘伟.CFG桩复合地基在某建筑高层中的应用[J].中小企业科技，2007（06）：153.
[2]刘刚.CFG桩在软土地基处理中的应用[J].陕西煤炭，2011，30（2）：108-109.
[3]温立波.长螺旋成孔CFG桩在工程中的应用[J].科技信息，2011（07）：225-227.