广东省水利水电第三工程局有限公司广东东莞523710
摘要：在水利工程施工过程中，当地基的承载力和变形不能满足设计要求时需要进行地基处理。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来的建筑物荷载。本文结合实例进行分析探讨。
关键词：复合地基；CFG桩；承载力
1.CFG桩复合地基技术的概述
水泥粉煤灰碎石桩，简称CFG桩，它是水泥、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桩一般有三种成桩施工方法，即长螺旋管内泵压混合料、长螺旋钻孔灌注成桩和振动沉管灌注施工。长螺旋管内泵送法通过钻杆旋转到设计标高，泵送混合料成桩，振动沉管法即先沉管至设计标高再向管内注入混合料，最后振动拔管成桩。
CFG桩复合地基模量大、建筑物沉降量小，建筑物沉降量一般可控制在2～4cm。对于上部和中间有软弱土层的地基，用CFG桩加固，桩端放在下面好的土层上，可以获得模量很高的复合地基，建筑物的沉降都不大。
CFG桩施工速度快，一般基础面积1000m2的单体建筑地基处理，CFG桩施工在10～15天左右完成。CFG桩施工结束后由质检部门做静载检验，为不影响整个施工工期，宜选用早期强度增长快的普通硅酸盐水泥。
2.工程概况
工程区分布于化州市的杨梅镇等地，属于鉴江下游，左岸为交竹镇，右岸为杨梅镇。区域上属雷琼断陷盆地的东北部。地形总体上北高南低，西北部为陆地，地势较高，向东南沿海方向逐渐降低。西北部出拔镇及西部杨梅镇多为丘陵地形，地面高程为20～60m不等；最高山头69m，位于杨梅镇北面的黄櫆埇，山体坡度平缓。
区内地层主要为第四系全新统冲洪积层，零星出露有寒武系地层、白垩系下统地层和燕山晚期闪长岩、花岗闪长岩及花岗岩等。
工程区位于化州市的南面，湛江市东北面，本场区主要受东西向的黄櫆断裂及北东向的F5断裂控制，区域内主要构造简述如下。
黄櫆断裂：近EW/S∠60°，b=30～40m，局部100m，延伸长约20km，压扭性断裂，沿断裂发育糜棱岩化花岗岩、压碎岩和断层角砾岩，后期有石英斑岩沿断裂入侵。
F5断裂：N40°～50°E/SE∠70°～80°，b=20～30m，延伸长约61km，从南安镇穿过场区，力学性质前期为压扭性，新生代以后为张性，生成于印支～燕山期，新生代有继承活动，沿断层两侧有岩浆侵入，北部为花岗闪长岩。
工程区位于鉴江冲积平原下游，地下水以孔隙性潜水为主，水位与地表水位较接近，补排关系主要受大气降水的影响。在河流的两岸堤防中分布有淤泥质土、粘性土等，透水性差，形成相对隔水层，使下部的砂卵石含水层常具有微承压水现象。总体上，库岸周边一带地下水以受降水和地表水补给为主。近河岸边一带地下水与河水联系紧密，随河水而涨落。
水库为河道型，两岸防护堤大部分位于冲积阶地上，小部分处在残丘间的沟谷中。其中分布在残丘间的堤基多为风化土组成，属于相对隔水层，地质条件较好。而冲积阶地上的堤基大部分为多元结构，分布有强透水的含砾砂层。
3.CFG桩
3.1概述
本工程左右岸水轮泵站闸室、船闸闸首渐变段、左右岸连接段基础采用φ500CFG桩，桩距2.5m梅花型布置，总计8037.1m。
3.2施工程序
CFG桩施工程序流程图如下图3-1所示。
图3-1：CFG桩施工流程图
3.3施工方法
3.3.1放线
施工前根据放出的加固区边缘线，四周交点用钢钎打入地下，按照桩位布置图统一进行测放桩位线，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于2cm。
3.3.2混合料制备
CFG桩选用的水泥、粉煤灰、碎石、石屑（砂）、水等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验。水泥采用P.O42.5强度等级普通硅酸盐水泥；粉煤灰采用较细的Ⅱ级或Ⅲ级袋装粉煤灰；碎石粒径不大于25mm，石屑粒径控制在2.5～10mm，混合料中石屑率控制在0.3左右。混合料坍落度为16～20cm。
3.3.3钻进成孔
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，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，放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移及钻杆、钻具损坏。钻头到达设计桩长预定标高时，于动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。成孔深度误差不超过50mm，垂直度偏差不大于1%。
3.3.4混合料搅拌
混合料搅拌按配合比进行配料。按照混合料配比将碎石、石屑、粉煤灰、水泥料依次投入拌和机加水拌和至均匀。混合料拌合料工艺：材质检查→配合比确定→计量投料→CFG混合料搅拌→坍落度检验及试块制作。
3.3.5灌注及拔管
钻孔至设计标高后，停止钻进，开始混合料灌注，灌注砼之前，应检查管路是否顺畅稳固；每班第1根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路。压灌砼时一次提钻高度小于25cm，混凝土埋钻高度大于1.0m；现场设专人负责检查砼灌注质量及意外情况的处理：混凝土进场后应立即灌注（2小时内），严禁长时间搁置；保证桩身混凝土至少24小时养护，避免扰动。
每根桩的投料量应不少于设计灌注量。钻杆芯管充满混合料后开始拔管，施工桩顶高程宜高出设计高程50cm，灌注成桩完后，桩顶盖土封顶予以保护。长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量与拔管速度相配合，保证桩体连续、均匀、密实。施工过程中应认真填写施工记录，每台班或每日留取试块1～2组。
3.3.6移机
当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。移机完毕根据需要将钻孔出土清理出场地。
3.3.7成桩清理
1）在单桩砼强度达到80%时，将使用挖掘机和人工配合将钻桩孔泥土和预留500mm的桩头保护土清理到设计标高；
2）单桩成形后，要安排专职人员将桩头四周散落的砼及时进行清理，但不得扰动桩身砼，以免影响桩身质量。来年挖除土方时应注意严格控制标高，安排专人看护，避免挖掘机碰触桩头对桩身砼造成损伤；
3）施工过程在采用挖掘机配合，CFG桩完工后再统一清土至场内指定地点；
4）根据设计和施工规范要求，灌注桩成型时由于桩顶500mm砼密实度有可能达不到要求，所以必须预留500mm的砼桩头，待砼强度达到80%以上时，在用机械锯断，距设计标高将其锯断的砼拉运到场内指定位置；
5）施工结束后，进行复合地基静载荷试验及低应变检测，检测依据现行施工规范要求执行，检测合格后方可进行下一步施工。
4.结语
总之，通过合理的设计及严格的施工控制，CFG桩复合地基受力可靠，施工速度快，充分挖掘桩间土承载潜力，利用桩、土共同协调工作的特点，有效的降低工程造价，具有广阔的发展前景。
参考文献：
[1]建筑地基处理技术规范（GB5007—2002）[M].北京：中国建筑工业出版社，2015
[2]徐至钧，赵锡宏.地基处理技术与工程实例[M].北京：科学出版社，2014