浅谈CFG桩复合地基技术

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1、浅谈CFG桩复合地基技术摘要：近年来CFG桩复合地基作为一项较成功的技术正逐步应用于客运专线铁路工程建设中，而且具有极好的应用前景。本文意就CFG桩施工原理及施工工艺技术、质量控制要点和常见问题处理几方面进行较为系统的介绍和分析，总结CFG桩复合地基在将來客运专线工程施工中普遍应用的必要性关键词：CFG桩复合地基技术中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1IJIJ§哈尔滨至大连铁路客运专线工程新灯塔站DK345+353.93〜DK347+355.49段路基工程为软土路基，地加固形式为CFG桩。木段路基在冲积平原和局部的丘间洼地,普遍分布第四系全新统黏性土和粉

2、质黏土，由于部分黏性土的孔隙比较大且呈软塑状态，粉质黏土呈松散、饱和状态，成为松软地基。为保证路基的工后沉降，设计CFG桩桩长30m,桩径500mm,桩距1500mm；强度C20；成正方形和三角形两种形式布置。2CFG桩及其复合地基知识概述2.1CFG桩CFG(CementFlying-ashGravelpile)桩是在碎石桩桩体中掺加适量的粉煤灰、石屑或砂、水泥及特种添加剂加水拌合，用各种成桩机械制成的一种高粘结强度桩体的简称。就其功能原理来讲属丁•地基处理范畴，桩身可在全长范I韦I内受力，和桩基相比，由于CFG桩可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土

3、的承载能力，工程造价一•般为桩基的1/3〜1/2。CFG桩施工速度很快，一台设备每天可施工25〜30根。目前正在应用于客运专线铁路工程建设中。2.2CFG桩复合地基CFG桩复合地基由CFG桩、桩间土及褥垫层三部分构成。其构造示意图如图1所示。其加固机理总体来说就是：褥垫层受上部基础荷载作用产生变形示以一定的比例将荷载分摊给桩及桩间土，使二者共同受力。同时土体受到桩的挤密而提高承载力，而桩又由于周围土的侧应力的增加而改善了受力性能，二者共同工作，形成了一个复合地基的受力整体，共同承担上部传来的荷载。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间士表面应

4、力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少桩间土承担的荷载。这样，山于桩的作用使复合地基承载力提高，沉降变形减小，并同时提高了土体的抗剪强度，亦可使CFG桩避免产生刺入破坏的可能。2.3CFG桩复合地基加固机理2.3.1CFG桩加固机理CFG桩加固地基的机理主要表现在桩体置换和桩间土挤密两方面：1）桩体置换作用。水泥经水解和水化反应以及与粉煤灰的凝硬反应后生成稳定的结晶化合物，这些化合物填充了碎石和石屑的空隙，将这些骨料黏结在一起，因而提高了桩体的抗剪强度和变形模量，使CFG桩起到了桩体的作用，承担大部分上部荷载。2）对桩间土挤密作用。CFG桩在处理砂性土

5、、粉土和塑性指数较低的黏性土地基时，采用振动沉管等排土、挤密施工工艺，提高了桩间土的强度，并通过提高桩侧法向应力增加了桥体侧壁摩阻力，使单桩承载力也提高了，从而提高复合地基承载力。2.3.2设置褥垫层的基本原理据有关试验资料表明，地基不设置褥垫层与设置一定厚度的褥垫层，其桩间土承担荷载的情况有明显区别。如图2、图3所示。常用铺设一定厚度一定级配的砂石、碎石或粗砂、中砂形成厚度为10〜30cm的褥垫层，使基础荷载向桩间土扩散，调整桩体和桩间土承担竖向荷载的比例，由此产生桩体与桩间土共同承担上部荷载的作用。因此，设置褥垫层的基本原理主耍体现在保证桩与桩间土共同承担荷载

6、和均匀地基应力，减小地基沉降变形两个方面。3施工工艺技术CFG桩施工工艺较简单，其施工主要是成桩机械和混凝土拌和设备。操作方便，施工进度较快，质量能够保证。但成桩设备不同，工艺流程也略有不同。3.1.采用长螺旋钻孔灌注成桩工艺流程桩位放点一搅拌混凝土一长螺旋钻机就位、成孔一压灌素混凝土一边提升钻杆边压灌素混凝土一成桩、桩体养护一检测一清桩间土及预留桩头-铺设褥垫层。2.2采用振动沉管灌注成桩工艺流程施工准备一桩尖的预制与埋设一桥机进场一桩机就位一沉管一混合料搅拌及投料一拔管一封顶一检测一清理桩间土及预留桩头一钮设褥垫层。4CFG桩施工质量控制的耍点4.1深入了解地

7、质情况，选用合理的成桩工艺，减少施工扰动在施工过程中，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。同时，CFG桩复合地基区别于桩基的主要特点就是：充分考虑利用桩间土的承载力，所以施工中应减少扰动土而引起土的强度降低。CFG桩成桩工艺中，选用哪一类成桩机和什么型号，与土的性质具有密切关系，要视工程的具体情况而定。所以，在施工准备阶段，应根据地质情况合理地选用施工机械。这是确保CFG桩复合地基施工质量的冇效途径。本工程由于设计桩长较长，所以必需选择长螺旋钻孔灌注

8、成桩工艺流