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1、CFG 桩基技术CFG 桩基复合地基成套技术是中国建筑科学研究院地基所桩基复合地基成套技术是中国建筑科学研究院地基所 20 世纪世纪 80 年代末年代末开发的一项新的地基家固技术。该技术于开发的一项新的地基家固技术。该技术于 1994 年被列为建设部全国重点推广年被列为建设部全国重点推广项目，被国家科委列为国家级全国重点推广项目。项目，被国家科委列为国家级全国重点推广项目。1997 年被为国家级工法，年被为国家级工法，并制定了中国建筑科学研究院企业标准，现正列入国家行业标准、并制定了中国建筑科学研究院企业标准，现正列入国家行业标准、CFG 桩施工最初选用振动沉管打桩机桩施工最初选用振动沉管打桩
2、机,由于该设备在施工中存在振动、噪音由于该设备在施工中存在振动、噪音和污染，并遇到砂层和硬土层难以窜透、挤桩等不足因素，在城区和居民区被和污染，并遇到砂层和硬土层难以窜透、挤桩等不足因素，在城区和居民区被限制使用。限制使用。1997 年国家投资立项研制开发长螺旋钻机和配套施工工艺，并列入年国家投资立项研制开发长螺旋钻机和配套施工工艺，并列入“九五九五”全国重点攻关项目，于全国重点攻关项目，于 1999 年年 12 月通过国家验收。月通过国家验收。CFG 桩复合地基是高粘结强度复合地基的代表，桩复合地基是高粘结强度复合地基的代表，80 年代多用于多层建筑地年代多用于多层建筑地基，目前随着国民经济
3、的发展和居民生活的需要，基，目前随着国民经济的发展和居民生活的需要，CFG 桩复合地基大量用于高桩复合地基大量用于高层建筑地基。层建筑地基。长螺旋钻进成孔同时管内泵压混合科成桩时，采用排土成桩工艺，承载力长螺旋钻进成孔同时管内泵压混合科成桩时，采用排土成桩工艺，承载力的提高只与置换作用有关，具有无污染、无振动、低噪音、易操作、效率高、的提高只与置换作用有关，具有无污染、无振动、低噪音、易操作、效率高、工期短等特点，目前已在全国工期短等特点，目前已在全国 25 个大、中城市的个大、中城市的 3000 多项工程上得到广泛应多项工程上得到广泛应用，且在施工中速度快，一般基础面积用，且在施工中速度快，
4、一般基础面积 1000m2，有天可完成。，有天可完成。长螺旋钻杆内泵压桩体混合料，由水泥、碎石、砂、粉煤灰、泵送长螺旋钻杆内泵压桩体混合料，由水泥、碎石、砂、粉煤灰、泵送剂加水在搅拌机中强制搅拌而成。剂加水在搅拌机中强制搅拌而成。用于高层的用于高层的 CFG 桩强度等级一般为桩强度等级一般为 C15C25，水泥标号一般选用，水泥标号一般选用 425 号，号，水泥应当具有良好的保水性能，使混合料在泵送过程中不易泌水。碎石粒径不水泥应当具有良好的保水性能，使混合料在泵送过程中不易泌水。碎石粒径不超过输送管的内径，最大粒径为超过输送管的内径，最大粒径为mm。粉煤灰应选用级已上等级。粉煤灰应选用级已上
5、等级的材料。当泵送性能满足时可以不掺泵送剂。的材料。当泵送性能满足时可以不掺泵送剂。CFG 桩混合料落度应控制在桩混合料落度应控制在1620cm 之间。褥垫层是复合地基的一个核心技术，它的作用是保证桩、土共之间。褥垫层是复合地基的一个核心技术，它的作用是保证桩、土共同承担载荷。同承担载荷。CFG 桩既可适用于条形、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。可用于填桩既可适用于条形、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。可用于填土、饱和及非饱和和粘性土。它与传统的桩机设计相比，桩的数量可以大大减土、饱和及非饱和和粘性土。它与传统的桩机设计相比，桩的数量可以大大减少，在加上少，在加上 CFG 桩不陪筋，桩体利
6、用工业废料粉煤灰作为掺和剂，大大降低桩不陪筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和剂，大大降低了工程造价。了工程造价。长螺旋钻杆内泵压长螺旋钻杆内泵压 CFG 桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机而成，目前土搅拌机而成，目前 CFG 桩机设备有桩机设备有 12、15、18、20、21、25、30m 等机型，等机型，施工前根据设计桩长，确定施工所选的设备。施工前根据设计桩长，确定施工所选的设备。CFG 桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充到桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充到一定数量混合料后开
7、始提钻杆，成桩的提升速度应控制在一定数量混合料后开始提钻杆，成桩的提升速度应控制在 34 m/min 左右。左右。清土及清土及 CFG 桩头处理时，尤其是用挖掘机工作时，须严格控制标高，防止桩头处理时，尤其是用挖掘机工作时，须严格控制标高，防止挖断工程桩和扰动打桩工作面以下的保护土层。桩头处理时，严禁用钢钎向斜挖断工程桩和扰动打桩工作面以下的保护土层。桩头处理时，严禁用钢钎向斜下方向击打或用一个钢钎单向击打桩身，以免造成桩身断裂。下方向击打或用一个钢钎单向击打桩身，以免造成桩身断裂。CFG 桩桩身混合料强度等级为桩桩身混合料强度等级为 C20 时，其施工时配合比为水泥：砂：石料：时，其施工时配
8、合比为水泥：砂：石料：粉煤灰：外加剂粉煤灰：外加剂=320：738：1106：48：1.9（kg/m3）目前对于高层或超高层建筑地基处理，多采用长螺旋钻进成孔管内泵压目前对于高层或超高层建筑地基处理，多采用长螺旋钻进成孔管内泵压CFG 混合料施工工艺。混合料施工工艺。成桩工艺程序如下：成桩工艺程序如下：钻机就位钻机就位钻至设计深度钻至设计深度送料提钻送料提钻移位移位封桩顶封桩顶送料提钻是保证质量的一个关键环节，要准确掌握提钻的时机。在提钻过送料提钻是保证质量的一个关键环节，要准确掌握提钻的时机。在提钻过程中要保证钻杆内有一定高度的混合料，且避开在砂土、粉土层停顿可防止断程中要保证钻杆内有一定高
9、度的混合料，且避开在砂土、粉土层停顿可防止断桩或缩颈。桩或缩颈。打桩弃土要求随时随清，位打桩施工提供足够的工作空间，便于移机和打桩弃土要求随时随清，位打桩施工提供足够的工作空间，便于移机和找桩位。找桩位。CFG 桩复合地基是目前应用比较广泛的地基处理方法之一，在北京及周桩复合地基是目前应用比较广泛的地基处理方法之一，在北京及周边地区已用于边地区已用于 30 层建筑物的地基处理，层建筑物的地基处理，CFG 复合地基技术，具有承载力提高复合地基技术，具有承载力提高幅度大，施工周期短，造价低廉，特别是当幅度大，施工周期短，造价低廉，特别是当 CFG 桩施工时采用长螺旋钻孔管桩施工时采用长螺旋钻孔管内
10、泵压内泵压 CFG 桩混合料施工工艺时，更具有无泥浆和噪音污染的优点。桩混合料施工工艺时，更具有无泥浆和噪音污染的优点。常用常用 CFG 桩施工工艺比较桩施工工艺比较工艺工艺 特点特点振动沉管振动沉管 CFG 桩施工桩施工 工艺工艺长螺旋钻管内泵压长螺旋钻管内泵压 CFG 桩桩 施工工艺施工工艺 工艺性质工艺性质非排土桩非排土桩排土桩排土桩 处理深度处理深度30m30m 常用桩径常用桩径360-420mm400-420mm 对土层穿透能力对土层穿透能力不易穿透粘土、砂土层不易穿透粘土、砂土层不易穿透厚度较厚、粒径不易穿透厚度较厚、粒径 很大的卵石层很大的卵石层 对桩间土的影响对桩间土的影响对松
11、散土有挤密作用对松散土有挤密作用,对对 密实土有震动作用密实土有震动作用对桩间土扰动影响较小对桩间土扰动影响较小对相邻桩的影响对相邻桩的影响对相邻桩有挤断的可能对相邻桩有挤断的可能施工过程在粉土、砂土层施工过程在粉土、砂土层 有可能产生窜孔有可能产生窜孔 对环境的影响对环境的影响有较大的振动和噪音有较大的振动和噪音无振动低噪音无振动低噪音 处理建筑物的层处理建筑物的层 数数多层多层高层高层多层多层超高层超高层复合地基是在天然地基中设置一定比例的增强体，并由原土和增强体共同承担由基础传的建筑物荷载，这样一种人工地基称为复合地基。增强体是由强度和模量比原土高的材料组成，习惯上将增强体称为桩。根据材
12、料的不同，纵向增强体可分为碎石桩、水泥土桩、 CFG 桩等。根据桩体的强度和模量大小，可分为散体复合地基（如振冲碎石桩复合地基），低粘结强度桩复合地基（如石灰桩、灰土桩），中等粘结强度桩复合地基 ( 如夯实水泥土桩复合地基 ) ，高粘结强度桩复合地基 ( 如 CFG 桩 ) 。 1 1 CFGCFG 桩复合地基的特点桩复合地基的特点 水泥粉煤灰碎石桩法（简称 CFG 桩），是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方法。 CFG 桩的骨干材料为碎石，粗骨料；石屑为中等粒径骨料，以改善桩体级配，增强桩体强度；粉煤灰是细骨料，
13、又有低标号水泥的作用，可使桩体具有明显的后期强度。这种地基加固方法吸取了振冲碎石桩和水泥搅拌桩的优点，其一，施工工艺与普通振动沉管灌注桩一样，工艺简单，与振冲碎石桩相比，无场地污染，振动影响也小；其二，所用材料仅需少量水泥，便于就地取材；节约材料；其三，受力特性与水泥搅拌桩类似。 CFG 桩的掺入料粉煤灰是燃烧发电厂排出的一种工业废料，它是磨至一定细度的粉煤灰在煤粉炉中燃烧（ 1100 1500 ）后，由收尘器收集的细灰，简称干灰。用湿法排灰所得的粉煤灰称为湿灰，由于部分活性先行水化，所以其活性也较干灰为低，粉煤灰的活性是影响混合料强度的主要指标，活性越高，混合料需水量越少，强度越高；活性越低
14、，混合料需水量越多，强度越低。不同的发电厂收集的粉煤灰，由于原煤种类、燃烧条件、煤粉细度、收灰方式的不同，其活性有很大差异，所以对混合料的强度有很大影响。粉煤灰的活性决定于各种粒度 AL 2 O 3 和 SiO 2 的含量， CaO 对粉煤灰的活性也很有利。粉煤灰的粒度组成是影响粉煤灰质量的主要指标，一般粉煤灰越细，球形颗粒越多，水化及接触界面增加，容易发挥粉煤灰的活性。 CFG 桩的骨料碎石，掺入石屑是填充碎石的空隙，使级配良好。接触比表面积增大，提高桩体抗剪强度。 CFG 桩复合地基一般适用于处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土地基；既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。当
15、 CFG 桩用于挤密效果好的土时，承载力的提高既有挤密作用又有置换作用；当 CFG 桩用于挤密效果差的土时承载力的提高只与置换作用有关。与其他复合地基的桩型相比， CFG 桩由于桩体材料较轻，置换作用特别明显。就基础形式而言， CFG 桩复合地基既适用于条形基础（有地梁）、独立基础，又适用于筏基、箱型基础。 2 2 CFGCFG 桩复合地基处理技术现状桩复合地基处理技术现状 CFG 桩复合地基是一种新的地基处理技术， CFG 桩复合地基试验研究是建设部“七五”计划课题 , 于 1988 年立题进行试验研究 , 并应用于工程实践， CFG 桩复合地基试验研究成果于 1992 年由建设部组织鉴定
16、, 专家们认为：该成果具有国际领先水平； CFG 桩复合地基成套技术， 1994 年被建设部列为全国重点推广项目 ,1997 年被视为国家级工法，并列入国家行业标准建筑地基处理技术规范，目前 , 该技术已在全国 23 个省市推广使用 , 据不完全统计 , 已有 1000 多个工程使用该技术， 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， 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, 工程造价也低廉 , 值得重点推广。 随着 CFG 桩复合地基在全国范围内推广及应用 , 特别是近几年的发展， CFG 桩复合地基技术在我国的基本建设中起了非常重要的作用，从建筑到道路、煤矿均得到普遍应用。特别是近几年，该技术在北方地区的高层建筑地基处理中得到应用，据不完全统计，
