一.CFG 樁是什么

CFG 樁，全稱水泥粉煤灰碎石樁（Cement Fly-ash Gravel Pile），是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁。它的骨料主要是碎石，摻入石屑能夠改善顆粒級配，粉煤灰則用來改善混合料的和易性，同時利用其活性減少水泥用量，少量水泥的添加使樁體具有一定的黏結(jié)強度。通過調(diào)整水泥用量及配合比，樁體強度等級可達(dá) C7 - C15，呈現(xiàn)出明顯的剛性樁特性。

在地基處理領(lǐng)域，CFG 樁占據(jù)著重要地位，是一種常用且高效的地基處理方式。它與樁間土、褥墊層共同構(gòu)成復(fù)合地基，能充分發(fā)揮樁體材料潛力，有效利用天然地基承載力，具有工效高、成本低、工后變形小、沉降穩(wěn)定快等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各類建筑工程地基處理中。

二.CFG 樁的工作原理

CFG 樁復(fù)合地基主要由樁體、樁間土和褥墊層三部分構(gòu)成。在這個體系中，樁體就像是深入地基的 “頂梁柱”，憑借自身較高的強度和剛度，承擔(dān)著大部分來自上部基礎(chǔ)的荷載，并將荷載傳遞到深層地基中；樁間土則是樁體周圍的天然土體，雖然其承載能力相對樁體較弱，但在整個復(fù)合地基中同樣發(fā)揮著重要作用，它與樁體共同承擔(dān)荷載，并且在樁體的擠密作用下，自身強度和承載力也能得到一定程度的提高。

而褥墊層，作為 CFG 樁復(fù)合地基的關(guān)鍵組成部分，有著不可或缺的作用。它通常是由散體粒狀材料，如中砂、粗砂、級配砂石或碎石等構(gòu)成。當(dāng)上部基礎(chǔ)傳來荷載時，褥墊層就像一個 “緩沖器” 和 “分配器”，通過自身的變形，將基底壓力按照一定比例合理地分配給樁體和樁間土，使二者能夠協(xié)同工作，共同承擔(dān)上部荷載。比如在一些建筑工程中，通過設(shè)置合適厚度的褥墊層，原本難以充分發(fā)揮作用的樁間土，能夠與樁體更有效地共同承載，大大提高了地基的整體承載能力。

此外，褥墊層還能調(diào)整樁、土之間的荷載分擔(dān)比例。當(dāng)褥墊層較薄時，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比相對較高；隨著褥墊層厚度增加，樁土應(yīng)力比減小，土分擔(dān)的荷載比例逐漸增大。褥墊層還可以減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使地基應(yīng)力分布更加均勻。當(dāng)不設(shè)置褥墊層時，CFG 樁對基礎(chǔ)產(chǎn)生的集中應(yīng)力明顯，類似鋼筋混凝土樁對承臺的應(yīng)力集中，可能需要考慮樁對基礎(chǔ)的沖切破壞；而設(shè)置一定厚度（如 10 - 30cm）的褥墊層后，樁對基礎(chǔ)底板的應(yīng)力集中顯著減小，當(dāng)褥墊層厚度超過 30cm 時，基礎(chǔ)底面的應(yīng)力分布已接近天然地基，從而有效改善了地基的受力性能，增強了地基的穩(wěn)定性。

三.CFG 樁的施工工藝

（一）主要施工方法

在 CFG 樁地基處理施工中，常用的施工方法主要有長螺旋鉆孔灌注法和振動沉管法，這兩種方法各有特點，適用于不同的地質(zhì)條件和工程需求。

長螺旋鉆孔灌注法應(yīng)用較為廣泛 ，其具體操作步驟如下：首先，將長螺旋鉆機準(zhǔn)確就位，確保鉆機平穩(wěn)且鉆頭對準(zhǔn)樁位中心點，然后，啟動鉆機開始鉆孔，在鉆孔過程中，操作人員要密切關(guān)注鉆機架上的深度標(biāo)記和電流表數(shù)值，以此來精準(zhǔn)控制鉆孔深度，并判斷是否進入設(shè)計要求的土層。當(dāng)鉆至設(shè)計深度后，通過鉆桿中心管將預(yù)先攪拌好的 CFG 樁混合料高壓泵送至孔底，隨后一邊均勻地提升鉆桿，一邊持續(xù)泵送混合料 ，使混合料在孔內(nèi)形成樁體。為了保證樁頂部分的質(zhì)量，通常會在樁頂預(yù)留一定高度的保護樁頭，一般預(yù)留 0.5 - 1.0m，待后續(xù)施工時再進行處理。這種方法適用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基等，具有成樁速度快、無泥漿污染等優(yōu)點 ，就像在干燥的土地上快速搭建起堅固的支撐柱。

振動沉管法適用于軟土層，它通過振動沉管成孔后灌注混合料。施工時，先將樁管垂直就位，閉合樁靴，確保樁管能夠順利進入地下。然后，利用振動錘的強大振動力，將樁管快速沉入地基土中，直至達(dá)到設(shè)計深度。達(dá)到設(shè)計深度后，按照設(shè)計規(guī)定的混合料量向樁管內(nèi)投入 CFG 樁混合料，投料到一定程度后，一邊振動樁管，一邊緩慢向上拔管，使混合料在振動的作用下密實填充樁孔，形成樁體。振動沉管法施工效率較高，但施工過程中會產(chǎn)生較大的噪音和振動，可能對周邊環(huán)境造成一定影響。

（二）施工流程

施工前，場地平整是首要任務(wù)。需要清除施工場地內(nèi)的植被、雜物以及障礙物，使場地達(dá)到平整、堅實的狀態(tài)，為后續(xù)施工機械的順利進場和作業(yè)提供良好條件。同時，還要結(jié)合地下管線圖，仔細(xì)確定場地內(nèi)管線位置并做好標(biāo)記，避免在施工過程中對管線造成破壞，引發(fā)不必要的安全事故和經(jīng)濟損失。

樁位放樣同樣至關(guān)重要。施工人員依據(jù)設(shè)計圖紙，使用專業(yè)測量儀器，如全站儀等，精確測量并確定每根 CFG 樁的樁位，然后用石灰或木樁等做出明顯標(biāo)記，確保樁位的準(zhǔn)確性，誤差需嚴(yán)格控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。

樁機就位時，要將樁機準(zhǔn)確移動到標(biāo)記好的樁位上，調(diào)整樁機的水平度和垂直度，使樁機鉆頭與樁位中心點精確對齊。在這個過程中，可以通過在樁機上懸掛雙向垂球等方式來輔助判斷樁機鉆桿的垂直度，確保 CFG 樁身的垂直度偏差不大于 1%。

鉆進成孔是施工流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。啟動樁機，驅(qū)動鉆桿旋轉(zhuǎn)并向下鉆進土層，在鉆進過程中，操作人員要時刻關(guān)注樁機的運行狀態(tài)，如電機電流值、鉆進速度等參數(shù)。同時，要密切觀察土層的變化情況，若發(fā)現(xiàn)土層與地質(zhì)勘察報告不符或出現(xiàn)異常情況，如遇到堅硬的巖石層、空洞等，應(yīng)立即停止鉆進，分析原因并采取相應(yīng)的處理措施。當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計深度后，停止鉆進，并及時清理孔內(nèi)的泥土和雜物，為后續(xù)的混合料灌注做好準(zhǔn)備。

灌注混合料是形成 CFG 樁的核心步驟。將攪拌均勻的 CFG 樁混合料通過泵送設(shè)備，經(jīng)鉆桿中心管或樁管輸送至孔底。在灌注過程中，要嚴(yán)格控制混合料的泵送量和拔管速度，確保二者相互配合協(xié)調(diào)。一般來說，長螺旋鉆孔灌注法中，拔管速度應(yīng)控制在 1.2 - 1.5m/min 左右，以保證樁體的連續(xù)性和密實性；振動沉管法中，也要根據(jù)實際情況合理控制拔管速度和振動頻率。同時，要注意觀察混合料的灌注情況，避免出現(xiàn)斷樁、縮頸、空洞等質(zhì)量問題。為了保證樁頂部分的強度和質(zhì)量，通常會在樁頂超灌一定高度的混合料，一般超灌高度不小于 0.5m ，待樁體初凝后，再將超灌部分鑿除。

完成一根樁的施工后，將樁機移至下一樁位，重復(fù)上述步驟，進行下一根樁的施工。在移機過程中，要注意避免對已施工的樁體和樁間土造成破壞，同時要保證樁機在新樁位上的準(zhǔn)確就位和垂直度調(diào)整。

樁頭處理是在樁體達(dá)到一定強度后進行的工作。首先，使用小型挖掘機等設(shè)備小心地挖除樁頂多余的混合料和樁間土 ，在挖除過程中，要注意控制挖掘深度和力度，避免對樁身造成損傷。然后，用人工配合風(fēng)鎬等工具，將樁頂多余部分鑿除至設(shè)計標(biāo)高，使樁頂平整，并保證樁頂與褥墊層之間的有效連接。在樁頭處理過程中，要對樁身質(zhì)量進行檢查，如發(fā)現(xiàn)樁身存在缺陷，應(yīng)及時進行修補或處理。鋪設(shè)褥墊層是施工流程的最后一步，也是 CFG 樁復(fù)合地基形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。褥墊層通常采用級配良好的中砂、粗砂、碎石或級配砂石等材料。

在鋪設(shè)前，要對樁間土進行適當(dāng)?shù)暮粚嵦幚恚蕴岣邩堕g土的承載力。然后，按照設(shè)計要求的厚度和范圍鋪設(shè)褥墊層材料，一般褥墊層厚度為 100 - 300mm ，當(dāng)樁徑、樁距較大時，褥墊層厚度宜取高值。鋪設(shè)過程中，使用壓路機等設(shè)備對褥墊層進行壓實，使其達(dá)到設(shè)計要求的密實度，確保褥墊層能夠有效地調(diào)整樁、土之間的荷載分擔(dān)比例，使樁體和樁間土能夠協(xié)同工作，共同承擔(dān)上部荷載。

（三）關(guān)鍵控制參數(shù)

在 CFG 樁地基處理施工中，樁徑、樁長、樁間距和褥墊層等關(guān)鍵參數(shù)的合理取值，對于確保地基處理效果、滿足工程設(shè)計要求起著決定性作用。

樁徑通常在 350 - 600mm 之間選取，具體數(shù)值要綜合考慮工程的承載要求、地質(zhì)條件以及施工設(shè)備的性能等因素。較大的樁徑能夠提供更高的單樁承載力，但同時也會增加材料用量和施工難度；較小的樁徑則適用于承載要求相對較低的工程。例如，在一些小型建筑工程中，地質(zhì)條件較好，對地基承載力要求不是特別高，此時可以選擇較小的樁徑，既能滿足工程需求，又能降低成本；而在一些大型高層建筑或重型工業(yè)廠房的地基處理中，由于對地基承載力要求較高，則需要選擇較大的樁徑。

樁長的確定至關(guān)重要，它主要取決于建筑物對地基承載力和變形的要求、地質(zhì)條件以及施工設(shè)備的能力。一般來說，樁長應(yīng)使樁端落在相對硬的土層上，以確保樁體能夠有效地將上部荷載傳遞到深層地基中。根據(jù)現(xiàn)有施工設(shè)備和技術(shù)條件，CFG 樁的最大樁長一般不超過 30m。在實際工程中，需要通過詳細(xì)的地質(zhì)勘察，了解土層的分布情況和力學(xué)性質(zhì)，結(jié)合建筑物的設(shè)計要求，精確計算和確定樁長。

樁間距一般取 3 - 6 倍樁徑，其大小直接影響著復(fù)合地基的承載力和變形特性。較小的樁間距可以提高復(fù)合地基的承載力，但可能會導(dǎo)致樁間土的擠密效應(yīng)過大，增加施工難度，同時也可能引發(fā)樁體之間的相互影響，如樁體斷裂、偏位等問題；較大的樁間距則會使樁間土的承載作用不能充分發(fā)揮，降低復(fù)合地基的整體性能。在確定樁間距時，需要綜合考慮設(shè)計要求的復(fù)合地基承載力、土性、施工工藝等因素。

褥墊層作為 CFG 樁復(fù)合地基的重要組成部分，其厚度和材料特性對地基的工作性能有著顯著影響。褥墊層厚度一般在 100 - 300mm 之間，當(dāng)樁徑、樁距較大時，為了更好地協(xié)調(diào)樁、土之間的變形和荷載分擔(dān)，褥墊層厚度宜取高值。褥墊層材料通常選用粗砂、中砂、級配砂石等，其最大粒徑不宜大于 30mm。

四.cfg樁常見質(zhì)量問題及處理

（一）常見質(zhì)量問題及處理

在 CFG 樁施工過程中，可能會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，需要及時發(fā)現(xiàn)并采取有效的處理措施，以確保地基的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

斷樁是較為嚴(yán)重的質(zhì)量問題之一 ，其產(chǎn)生原因可能是多方面的。在施工過程中，若混合料的泵送量與拔管速度配合不當(dāng)，如拔管速度過快，而混合料泵送量不足，就容易導(dǎo)致樁體出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。此外，成樁過程中遇到地下障礙物，如孤石等，也可能使樁體受到破壞而產(chǎn)生斷樁。對于斷樁的處理，若斷樁位置較淺，可采用開挖的方式，將斷樁部分鑿除，然后重新澆筑混合料；若斷樁位置較深，則需要根據(jù)具體情況，采用補樁等方法進行處理。

縮頸問題也時有發(fā)生，主要原因是在飽和軟土地層中施工時，由于土體的側(cè)向壓力較大，樁身受到擠壓，導(dǎo)致樁徑變小。另外，在拔管過程中，若拔管速度不均勻，局部拔管速度過快，也可能引起樁身縮頸。為了預(yù)防縮頸問題，在施工前應(yīng)對地質(zhì)條件進行詳細(xì)勘察，對于飽和軟土地層，可適當(dāng)調(diào)整施工工藝，如控制拔管速度、增加樁身的護壁措施等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁身出現(xiàn)縮頸時，可采用復(fù)打法進行處理，即在原樁位上重新鉆孔，灌注混合料，以擴大樁徑，保證樁身的完整性和承載能力。

樁頭空鼓問題通常是由于在灌注混合料時，樁頂部分的空氣未能完全排出，或在鑿除樁頭時，操作不當(dāng)，導(dǎo)致樁頭部分出現(xiàn)空洞。為了避免樁頭空鼓，在灌注混合料時，應(yīng)確保樁頂部分的混合料充分振搗，排出空氣；在鑿除樁頭時，應(yīng)采用正確的方法，避免對樁頭造成損傷。對于已經(jīng)出現(xiàn)樁頭空鼓的情況，可將空鼓部分鑿除，然后重新澆筑混凝土進行修補。

（二）檢測方法

為了確保 CFG 樁的質(zhì)量符合設(shè)計要求，需要采用科學(xué)合理的檢測方法對其進行全面檢測。

靜載試驗是檢測 CFG 樁單樁豎向承載力的重要方法。通過在樁頂逐級施加豎向荷載，并觀測樁頂?shù)某两盗?，根?jù)沉降隨荷載的變化規(guī)律，確定單樁豎向極限承載力。

低應(yīng)變檢測主要用于檢測樁身的完整性。其原理是通過在樁頂施加激振信號，產(chǎn)生應(yīng)力波，應(yīng)力波沿樁身傳播，當(dāng)遇到樁身缺陷時，如斷樁、縮頸、離析等，會產(chǎn)生反射波。檢測人員通過分析反射波的傳播時間、幅值、波形特征等信息，來判斷樁身是否存在缺陷以及缺陷的位置和程度。

鉆芯取樣檢測可以直觀地了解樁身混凝土的強度、樁長、樁底沉渣厚度以及樁身的完整性。

這些檢測方法相互補充，共同保障了 CFG 樁地基處理工程的質(zhì)量，確保了建筑物的安全穩(wěn)定。希望更多的工程技術(shù)人員能夠關(guān)注 CFG 樁技術(shù)，深入研究其原理和應(yīng)用，在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗，合理應(yīng)用該技術(shù)，為建筑工程的發(fā)展貢獻(xiàn)更多的智慧和力量，共同推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。