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（1.保定市大华房地产开发有限公司 河北 保定 071051；2.河北大学建筑工程学院 河北 保定 071002）
【摘 要】本文章通过对保定市一高层住宅楼CFG 桩复合地基的应用，论述了CFG桩基理论、设计原理和施工工艺及质量控制要点和检测方法，指出CFG桩加固软弱地基具有良好的社会效益和经济效益。
【关键词】CFG桩；地基；施工；检测
Application of CFG Pile compound Foundation for 9# Apartment in Baoding
Liu Jing-po Du Er-xia2
(1.Da Hua Real Estate Co., Ltd. Baoding Hebei 071001；
2.College of Civil Enginnering and Architecture ,Hebei University Baoding Hebei 071002)
【Abstract】Through the application of CFG pile compound foundation to a high- rise building in Baoding, the method for CFG pile design and the quality inspection and the construction technology are described in this paper. Practical value is exited in using CFG to reinforce the soft foundation.
【Key words】CFG; Foundation; Construction; Inspection
1.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,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桩复合地基具有沉降变形小、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。
2.工程概况
保定市某房地产公司开发建设公寓两栋，呈南北向排列，中间有商业楼相连，位于天鹅中路和朝阳路交口，公寓地上28层，地下两层，商业楼低地上两层，地下车库两层，采用钢筋混凝土剪力墙结构体系，基础设计采用筏板基础，基础埋深10.2米，上部荷载460KPa,基底压力520KPa。根据勘察结果，在勘察深度范围内,地层由上至下依次为: ①杂填土层,层厚0.8~2.1米,土质松散，性质不稳定;②粉土层,层厚2.3~5.0米,土质稍密，工程性质一般 ;③粉质黏土层,层厚1.1~3.5米m,承载力较低 ;④粉土，层厚0.4~1.1米，承载力相对较高;⑤粉质粘土,层厚1.0~2.9米，承载力较高;⑥中砂,层厚1.5~3.8米，fak= 250KPa，承载力较高，工程性质良好;⑦粉土，层厚4.3~6.2米，fak=160 KPa，承载力一般;⑧粉质粘土,层厚10.4~13.1米，fak=170 KPa，承载力一般;⑨粉土，层厚1.0-3.2米，fak=180 KPa，承载力低;⑩粉质粘土,层厚6.5~8.8米，fak=180KPa，承载力一般。
3.地基处理方案选择
3.1 天然地基论证。
根据工程实际情况，公寓楼以⑥层中砂作为基础持力层，以⑦层粉土作为下卧层进行基底承载力和软弱下卧层验算。商业楼采用天然地基，筏板基础，以⑥层中砂作为基础持力层。
基底承载力验算：由勘察报告知fak= 250KPa，ηb=3.0,ηd=4.4,γ=17KN/m , γm=19.4KN/m ,根据《建筑地基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2.4公式进行修正fa= 1230KPa>P，深层平板载荷试验进行修正fa=540KPa >P，可满足设计要求。根据《建筑地基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2.5条，三轴剪切试验抗剪强度指标确定地基土承载力特征值，按基底下基础宽度一倍深度范围取值：Ck=22KPa,φk=14.0°,代入公式知fa= 567KPa>P，由上述计算知天然地基满足基底压力要求。对⑦层粉土进行软弱下卧层验算：faz= 505KPa，Pz+Pcz=540KPa> faz不满足要求，故不能采用天然地基。
3.2 复合地基论证。考虑CFG桩复合地基相对预制桩具有施工设备简单、振动小、噪音低、对地基土扰动小等优点；相对于人工挖孔灌注桩更体现出施工工艺简单、工期短、成本低、安全可靠的特点，又由于建设场地内地层分布均匀,地质条件良好,在勘察范围内未见淤泥层及透镜体等不良地质情况,因此,本工程在综合考虑场地土质、地基承载力、周边环境、工期及经济要求条件下,采用CFG复合地基。选取第⑧层粉质粘土作为桩端持力层，其桩基施工参数见表1。
按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）和《长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程》DB13（J）31-2001,取桩径400mm，桩长12米，置换率8%，单桩承载力标准值Rk =445kN，处理后的复合地基承载力标准值
fspk=352KPa，进行深度修正后为546 KPa。对⑧层粉质粘土进行软卧下卧层验算，Pz+Pcz=676KPa< faz,=829 KPa.显然，经计算复合地基承载力满足规范要求，故采用CFG桩复合地基。采用长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注桩成桩工艺，施工质量有保证，经验成熟，且噪声及泥浆污染较小，同时利用此方案还可减小A、B座基础与商业楼基础产生的沉降差异。在施工前进行试桩，在试桩合格后进行施工并根据规范要求进行桩检测，单桩承载力由载荷试验确定。
4.CFG复合地基施工及质量检测
4.1 施工过程
4.1.1 施工工艺。
本工程采用长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩，总桩数A座626根，B座566根，呈梅花丁型布置。其工艺流程为:钻机就位→成孔→钻杆内灌注混凝土→提升钻杆→灌注孔底混凝土→边泵送边提升钻杆→成桩→钻机移位。
4.1.2 施工质量控制要点。
针对桩基施工中常见的堵管、窜孔、桩端不饱满、断桩、桩身移位等现象,采取必要的预防措施是保证和提高桩基整体质量的关键。本工程在施工中主要采取了以下的措施以保证施工质量。
（1）施工前和施工中随时检查排气阀的工作状态，及时清泥保证排气阀的畅通，严格按照设计要求和配合比配置桩身混凝土,并注意控制混凝土的坍落度在3～5 cm；确保不堵管，不出现桩头空芯和桩头不饱满。
（2）严格按照桩位布置图和设计桩间距确定桩位,防止发生桩身移位和错打、漏打的情况；确保不偏桩、不丢桩。
（3） 采用从一边向另一边推进施工。遇到新打桩的振动对已结硬的已打桩的影响,采用螺旋钻引孔的措施,避免新打桩的振动造成已打桩断桩。
（4） 控制拔管的速度在112～115 m/ min，确保不出现断桩和缩颈的情况。成桩过程中,除启动后留振5～10 s外,拔管过程中不再留振,避免混合料分崩离析,造成桩身强度不足。
（5）控制桩身长度和桩顶标高,留出足够的保护桩长,在清除基坑内浮土后凿去保护桩长,保证桩身强度；
（6） 严格按照设计要求控制褥垫层厚度,保证工程完工后, CFG桩和桩间土能共同工作承担上部荷载,提高地基承载力。
4.2 质量检测。
本工程按照《建筑地基基础设计规范》( GB50007 -2002)要求进行了单桩静载荷试验和低应变反射波动载试验以检测单桩承载力和桩身完整性。按照实验点在基坑内均匀分布原则，单桩静载承载力试验在A座选择了124# , 265# , 386#和91#桩位，在B座选择了442# , 488# , 55#桩位进行。试验在成桩28天后进行。对各试验点分级加载，每级加载级差105KPa，加荷等级为8级，至840 KPa,所得Q～s 曲线平缓,无明显陡降段,沉降也满足设计要求。由检测结论知复合地基单桩承载力满足设计要求。为了检测桩身完整性还进行了反射波法低应变完整性检测。B座抽检基桩171根，A座抽检基桩197根，符合《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）。根据试验结果统计,本工程的桩身完整性好，个别桩出现桩身浅部断裂情况，经向有关专家咨询，浅部断裂不影响竖向荷载的传递，故不影响使用。
5.结论与建议
CFG桩复合地基施工工艺简单,在同一作业面上可以多机同时施工,施工工期短,成本低,经济效益显著。本工程在施工过程中,甲方、监理和施工单位紧密合作,严把质量关。单桩静载试验检测和随后的沉降观测实践证明,按这种工艺条件施工的CFG桩复合地基是安全可靠的。
参考文献
［1］ 建筑地基基础设计规范（GB 50007 - 2002）,中国建筑工业出版社［S］.
［2］ 建筑地基处理技术规范（JGJ 79 - 2002）,中国建筑工业出版社［S］.
［3］ 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, 2001.
［4］ 王恩远,吴迈. 工程实用地基处理手册［M］,中国建材工业出版, 2005.
［5］ 建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）,中国建筑工业.
【摘 要】本文章通过对保定市一高层住宅楼CFG 桩复合地基的应用，论述了CFG桩基理论、设计原理和施工工艺及质量控制要点和检测方法，指出CFG桩加固软弱地基具有良好的社会效益和经济效益。
【关键词】CFG桩；地基；施工；检测
Application of CFG Pile compound Foundation for 9# Apartment in Baoding
Liu Jing-po Du Er-xia2
(1.Da Hua Real Estate Co., Ltd. Baoding Hebei 071001；
2.College of Civil Enginnering and Architecture ,Hebei University Baoding Hebei 071002)
【Abstract】Through the application of CFG pile compound foundation to a high- rise building in Baoding, the method for CFG pile design and the quality inspection and the construction technology are described in this paper. Practical value is exited in using CFG to reinforce the soft foundation.
【Key words】CFG; Foundation; Construction; Inspection
1.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,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桩复合地基具有沉降变形小、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。
2.工程概况
保定市某房地产公司开发建设公寓两栋，呈南北向排列，中间有商业楼相连，位于天鹅中路和朝阳路交口，公寓地上28层，地下两层，商业楼低地上两层，地下车库两层，采用钢筋混凝土剪力墙结构体系，基础设计采用筏板基础，基础埋深10.2米，上部荷载460KPa,基底压力520KPa。根据勘察结果，在勘察深度范围内,地层由上至下依次为: ①杂填土层,层厚0.8~2.1米,土质松散，性质不稳定;②粉土层,层厚2.3~5.0米,土质稍密，工程性质一般 ;③粉质黏土层,层厚1.1~3.5米m,承载力较低 ;④粉土，层厚0.4~1.1米，承载力相对较高;⑤粉质粘土,层厚1.0~2.9米，承载力较高;⑥中砂,层厚1.5~3.8米，fak= 250KPa，承载力较高，工程性质良好;⑦粉土，层厚4.3~6.2米，fak=160 KPa，承载力一般;⑧粉质粘土,层厚10.4~13.1米，fak=170 KPa，承载力一般;⑨粉土，层厚1.0-3.2米，fak=180 KPa，承载力低;⑩粉质粘土,层厚6.5~8.8米，fak=180KPa，承载力一般。
3.地基处理方案选择
3.1 天然地基论证。
根据工程实际情况，公寓楼以⑥层中砂作为基础持力层，以⑦层粉土作为下卧层进行基底承载力和软弱下卧层验算。商业楼采用天然地基，筏板基础，以⑥层中砂作为基础持力层。
基底承载力验算：由勘察报告知fak= 250KPa，ηb=3.0,ηd=4.4,γ=17KN/m , γm=19.4KN/m ,根据《建筑地基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2.4公式进行修正fa= 1230KPa>P，深层平板载荷试验进行修正fa=540KPa >P，可满足设计要求。根据《建筑地基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2.5条，三轴剪切试验抗剪强度指标确定地基土承载力特征值，按基底下基础宽度一倍深度范围取值：Ck=22KPa,φk=14.0°,代入公式知fa= 567KPa>P，由上述计算知天然地基满足基底压力要求。对⑦层粉土进行软弱下卧层验算：faz= 505KPa，Pz+Pcz=540KPa> faz不满足要求，故不能采用天然地基。
3.2 复合地基论证。考虑CFG桩复合地基相对预制桩具有施工设备简单、振动小、噪音低、对地基土扰动小等优点；相对于人工挖孔灌注桩更体现出施工工艺简单、工期短、成本低、安全可靠的特点，又由于建设场地内地层分布均匀,地质条件良好,在勘察范围内未见淤泥层及透镜体等不良地质情况,因此,本工程在综合考虑场地土质、地基承载力、周边环境、工期及经济要求条件下,采用CFG复合地基。选取第⑧层粉质粘土作为桩端持力层，其桩基施工参数见表1。
按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）和《长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程》DB13（J）31-2001,取桩径400mm，桩长12米，置换率8%，单桩承载力标准值Rk =445kN，处理后的复合地基承载力标准值
fspk=352KPa，进行深度修正后为546 KPa。对⑧层粉质粘土进行软卧下卧层验算，Pz+Pcz=676KPa< faz,=829 KPa.显然，经计算复合地基承载力满足规范要求，故采用CFG桩复合地基。采用长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注桩成桩工艺，施工质量有保证，经验成熟，且噪声及泥浆污染较小，同时利用此方案还可减小A、B座基础与商业楼基础产生的沉降差异。在施工前进行试桩，在试桩合格后进行施工并根据规范要求进行桩检测，单桩承载力由载荷试验确定。
4.CFG复合地基施工及质量检测
4.1 施工过程
4.1.1 施工工艺。
本工程采用长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩，总桩数A座626根，B座566根，呈梅花丁型布置。其工艺流程为:钻机就位→成孔→钻杆内灌注混凝土→提升钻杆→灌注孔底混凝土→边泵送边提升钻杆→成桩→钻机移位。
4.1.2 施工质量控制要点。
针对桩基施工中常见的堵管、窜孔、桩端不饱满、断桩、桩身移位等现象,采取必要的预防措施是保证和提高桩基整体质量的关键。本工程在施工中主要采取了以下的措施以保证施工质量。
（1）施工前和施工中随时检查排气阀的工作状态，及时清泥保证排气阀的畅通，严格按照设计要求和配合比配置桩身混凝土,并注意控制混凝土的坍落度在3～5 cm；确保不堵管，不出现桩头空芯和桩头不饱满。
（2）严格按照桩位布置图和设计桩间距确定桩位,防止发生桩身移位和错打、漏打的情况；确保不偏桩、不丢桩。
（3） 采用从一边向另一边推进施工。遇到新打桩的振动对已结硬的已打桩的影响,采用螺旋钻引孔的措施,避免新打桩的振动造成已打桩断桩。
（4） 控制拔管的速度在112～115 m/ min，确保不出现断桩和缩颈的情况。成桩过程中,除启动后留振5～10 s外,拔管过程中不再留振,避免混合料分崩离析,造成桩身强度不足。
（5）控制桩身长度和桩顶标高,留出足够的保护桩长,在清除基坑内浮土后凿去保护桩长,保证桩身强度；
（6） 严格按照设计要求控制褥垫层厚度,保证工程完工后, CFG桩和桩间土能共同工作承担上部荷载,提高地基承载力。
4.2 质量检测。
本工程按照《建筑地基基础设计规范》( GB50007 -2002)要求进行了单桩静载荷试验和低应变反射波动载试验以检测单桩承载力和桩身完整性。按照实验点在基坑内均匀分布原则，单桩静载承载力试验在A座选择了124# , 265# , 386#和91#桩位，在B座选择了442# , 488# , 55#桩位进行。试验在成桩28天后进行。对各试验点分级加载，每级加载级差105KPa，加荷等级为8级，至840 KPa,所得Q～s 曲线平缓,无明显陡降段,沉降也满足设计要求。由检测结论知复合地基单桩承载力满足设计要求。为了检测桩身完整性还进行了反射波法低应变完整性检测。B座抽检基桩171根，A座抽检基桩197根，符合《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）。根据试验结果统计,本工程的桩身完整性好，个别桩出现桩身浅部断裂情况，经向有关专家咨询，浅部断裂不影响竖向荷载的传递，故不影响使用。
5.结论与建议
CFG桩复合地基施工工艺简单,在同一作业面上可以多机同时施工,施工工期短,成本低,经济效益显著。本工程在施工过程中,甲方、监理和施工单位紧密合作,严把质量关。单桩静载试验检测和随后的沉降观测实践证明,按这种工艺条件施工的CFG桩复合地基是安全可靠的。
参考文献
［1］ 建筑地基基础设计规范（GB 50007 - 2002）,中国建筑工业出版社［S］.
［2］ 建筑地基处理技术规范（JGJ 79 - 2002）,中国建筑工业出版社［S］.
［3］ 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, 2001.
［4］ 王恩远,吴迈. 工程实用地基处理手册［M］,中国建材工业出版, 2005.
［5］ 建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）,中国建筑工业.