建筑工程基坑基础施工中CFG 桩基的应用研究

引言

随着城市化进程的加速，高层建筑、大型公共建筑等不断涌现，对建筑工程的基础施工提出了更高要求。基坑基础作为建筑工程的重要组成部分，其施工质量直接影响整个建筑的稳定性与安全性。CFG（水泥粉煤灰碎石桩）桩基凭借其施工速度快、经济性好、承载力提升显著等优点，在建筑工程基坑基础施工中得到了广泛应用。因此，深入研究 CFG 桩基在建筑工程基坑基础施工中的应用，具有重要的现实意义。

1CFG 桩基的基本原理与技术优势

1.1 基本原理

CFG 桩基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等原材料按一定比例配合，加水搅拌后通过成桩机械制成的一种具有高粘结强度的桩体。它与桩间土、褥垫层共同构成 CFG 桩复合地基。在竖向荷载作用下，基础通过褥垫层与桩和桩间土相互作用，由于桩体的刚度远大于桩间土，桩顶的沉降变形小于桩间土，从而使桩顶向上刺入褥垫层，促使部分荷载向桩间土转移，实现桩和桩间土共同承担荷载。通过调整桩长、桩距、桩径等参数，可有效提高地基的承载力，减少地基沉降量。

1.2 技术优势

1.2.1 较高的承载力

CFG 桩基通过桩体与桩间土的共同作用，能够显著提高地基的承载力。与传统的碎石桩、灰土桩等相比，CFG 桩具有更高的强度和刚度，可承担更大的荷载，满足高层建筑、大型建筑对地基承载力的要求。在一些软土地基处理中，采用CFG 桩基后，地基承载力可提高数倍，有效保障了建筑基础的稳定性。

1.2.2 良好的经济性

CFG 桩基的原材料主要为工业废料粉煤灰以及常见的碎石、石屑等，材料成本较低。同时，由于CFG 桩施工速度快，可缩短工期，减少施工设备租赁费用、人工费用等，从而降低整体工程造价。

1.2.3 施工便捷高效

CFG 桩基施工采用专用的成桩机械，如长螺旋钻机、振动沉管机等，施工工艺相对简单，操作方便。成桩过程中，可通过控制提钻速度、混凝土泵送量等参数，有效保证成桩质量。而且，CFG 桩施工对周边环境影响较小，噪音低、无泥浆排放，符合绿色施工的要求，特别适用于城市建筑工程基坑基础施工。

2 建筑工程基坑基础施工中CFG 桩基的应用

2.1 施工准备

2.1.1 场地勘察与设计

在施工前，需对建筑工程场地进行详细的地质勘察，获取准确的地质资料，包括土层分布、土的物理力学性质、地下水位等。根据勘察结果和建筑工程的设计要求，由专业的设计单位进行 CFG 桩基设计，确定桩长、桩径、桩距、桩体强度等参数。设计过程中，还需考虑桩体与基础的连接方式、褥垫层的厚度和材料等，确保设计方案的合理性与可行性。

2.1.2 施工设备与材料准备

根据施工工艺和设计要求，选择合适的施工设备，如长螺旋钻机、混凝土输送泵等，并对设备进行调试和检修，确保其性能良好，能够正常运行。同时，准备好施工所需的原材料，包括水泥、粉煤灰、碎石、砂等。原材料进场前，需进行质量检验，确保其各项指标符合设计和规范要求。严格控制水泥的强度等级、粉煤灰的细度和烧失量、碎石的粒径和级配等，保证桩体质量。

2.1.3 测量放线

使用全站仪、水准仪等测量仪器，根据设计图纸在施工现场进行测量放线，确定桩位。测量过程中，需严格按照设计要求进行操作，确保桩位的准确性，桩位偏差应控制在规范允许范围内。同时，在施工现场设置明显的桩位标志，便于施工人员查找和施工。

2.2 成孔工艺

按照施工平面布置图，对桩位进行放样和定位，在每个桩位处用钢钎标记中心点，误差控制在±20mm 以内。将长螺旋钻机移动至桩位中心，调整钻杆的垂直度，垂直度偏差不应大于 1%。钻机就位后，启动钻机进行钻进。钻进速度控制在 1.0～1.5m/min, ，根据地质条件适当调整。软弱地层可适当加快钻进速度，硬质地层需减慢速度，防止偏孔或卡钻。钻进过程中，应监测钻杆的扭矩和钻压，发现异常需立即停机检查。当钻至设计深度后，应继续钻进 0.5m，清除孔底沉渣。停止钻进，保持钻杆在孔底位置，准备进行混凝土灌注。在成孔过程中，如遇到坍孔、卡钻等情况，需采用反复钻进、回填砂石等措施处理，确保成孔质量。为保证成孔垂直度和桩位精度，施工过程中应使用经纬仪进行检测。测定钻杆垂直度偏差，当偏差超过 1% 时，需进行调整。成孔完成后，记录钻孔深度、地层变化情况，为后续施工提供参考。

2.3 混凝土灌注技术

在钻头到达设计深度并确认稳固后，启动混凝土泵进行泵送。混凝土应符合配合比设计，坍落度控制在（ 200±20 ）mm。泵送前，应检查泵送系统的密封性和压力表的工作状态，确保灌注过程的连续性。混凝土泵送过程中，边泵送边缓慢提升钻杆，提升速度控制在 0.6～0 .8m/min，确保钻头出料口始终埋入混凝土面以下 1.0～1. 5m，防止塌孔和混凝土离析。提升过程应平稳，严禁

中途停顿或反转。

2.4 钢筋笼制作与安装

根据设计要求，钢筋笼采用 Φ16mm 的纵向钢筋，间距 150mm ；箍筋采用Φ8mm，间距200mm。钢筋材料应符合GB1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2 部分：热轧带肋钢筋》的规定。钢筋笼制作在专用平台进行。制作时，确保钢筋的尺寸和位置准确，焊接或绑扎牢固，保护层厚度符合要求。钢筋笼长度为 6.0m，在桩顶部分设置加强箍筋，提高桩顶的抗弯能力。钢筋笼制作完成后，进行自检和专项检查，确认符合要求后方可安装。钢筋笼安装采用后插法，即在混凝土灌注完成后立即插入。为减少插入阻力，在钢筋笼下端安装锥形导头，外表面涂抹水泥浆，减少摩擦。钢筋笼吊装时，采用25t 汽车吊，将钢筋笼垂直吊起，对准桩孔中心，缓慢下放。必要时，可使用振动器辅助下沉。

2.5 质量控制与检测

质量控制需严格按照规范和施工方案执行。主要的质量控制和检测措施包括：（1）原材料质量控制。对进场的水泥、粉煤灰、碎石、砂和钢筋等原材料，按照 GB/T50107-2010《建筑材料试验方法标准》进行抽样检测，确保材料质量符合要求。混凝土应定期进行坍落度、扩展度和强度试验。（2）施工过程控制。在成孔、灌注和钢筋笼安装过程中，设专人旁站监理，按照 JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》的要求，对施工参数进行记录，如钻进深度、提升速度、混凝土用量等。采用“隐蔽工程验收单”形式，对关键工序签字确认。（3）成桩质量检测。CFG 桩施工完成后，进行静载荷试验和低应变动力检测。根据规范要求，抽取总桩数的 1% 进行静载荷试验，检测桩的竖向承载力；抽取20% 的桩进行低应变检测，评价桩身完整性。静载荷试验按照 GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》执行，加载至设计荷载的2 倍，观测沉降量。

结束语

CFG 桩基在建筑工程基坑基础施工中具有独特的技术优势和广泛的应用前景。通过深入了解 CFG 桩基的基本原理，严格把控施工准备、成桩工艺、质量控制等应用流程，能够有效提高 CFG 桩基的施工质量，确保建筑工程基坑基础的稳定性与安全性。未来，随着建筑工程技术的不断发展，CFG 桩基的应用将更加广泛，其施工工艺和技术也将不断得到完善和创新，为建筑工程的发展提供更有力的支持。

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