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(qiáng)度樁。它的骨料主要是碎石，摻入石屑能夠改善顆粒級(jí)配，粉煤灰則用來(lái)改善混合料的和易性，同時(shí)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(qiáng)度。通過(guò)調(diào)整水泥用量及配合比，樁體強(qiáng)度等級(jí)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(diǎn)，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(gè)體系中，樁體就像是深入地基的 “頂梁柱”，憑借自身較高的強(qiáng)度和剛度，承擔(dān)著大部分來(lái)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(duì)樁體較弱，但在整個(gè)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(qiáng)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(jí)配砂石或碎石等構(gòu)成。當(dāng)上部基礎(chǔ)傳來(lái)荷載時(shí)，褥墊層就像一個(gè) “緩沖器” 和 “分配器”，通過(guò)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(guò)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(shí)，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比相對(duì)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(shí)，CFG 樁對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生的集中應(yīng)力明顯，類似鋼筋混凝土樁對(duì)承臺(tái)的應(yīng)力集中，可能需要考慮樁對(duì)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(duì)基礎(chǔ)底板的應(yīng)力集中顯著減小，當(dāng)褥墊層厚度超過(guò) 30cm 時(shí)，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(qiáng)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(zhǎng)螺旋鉆孔灌注法和振動(dòng)沉管法，這兩種方法各有特點(diǎn)，適用于不同的地質(zhì)條件和工程需求。

長(zhǎng)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(zhǎng)螺旋鉆機(jī)準(zhǔn)確就位，確保鉆機(jī)平穩(wěn)且鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位中心點(diǎn)，然后，啟動(dòng)鉆機(jī)開(kāi)始鉆孔，在鉆孔過(guò)程中，操作人員要密切關(guān)注鉆機(jī)架上的深度標(biāo)記和電流表數(shù)值，以此來(lái)精準(zhǔn)控制鉆孔深度，并判斷是否進(jìn)入設(shè)計(jì)要求的土層。當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)深度后，通過(guò)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(huì)在樁頂預(yù)留一定高度的保護(hù)樁頭，一般預(yù)留 0.5 - 1.0m，待后續(xù)施工時(shí)再進(jìn)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(wú)泥漿污染等優(yōu)點(diǎn) ，就像在干燥的土地上快速搭建起堅(jiān)固的支撐柱。

振動(dòng)沉管法適用于軟土層，它通過(guò)振動(dòng)沉管成孔后灌注混合料。施工時(shí)，先將樁管垂直就位，閉合樁靴，確保樁管能夠順利進(jìn)入地下。然后，利用振動(dòng)錘的強(qiáng)大振動(dòng)力，將樁管快速沉入地基土中，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度。達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，按照設(shè)計(jì)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(dòng)樁管，一邊緩慢向上拔管，使混合料在振動(dòng)的作用下密實(shí)填充樁孔，形成樁體。振動(dòng)沉管法施工效率較高，但施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的噪音和振動(dòng)，可能對(duì)周邊環(huán)境造成一定影響。

（二）施工流程

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

樁位放樣同樣至關(guān)重要。施工人員依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，使用專業(yè)測(cè)量?jī)x器，如全站儀等，精確測(cè)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(jī)就位時(shí)，要將樁機(jī)準(zhǔn)確移動(dòng)到標(biāo)記好的樁位上，調(diào)整樁機(jī)的水平度和垂直度，使樁機(jī)鉆頭與樁位中心點(diǎn)精確對(duì)齊。在這個(gè)過(guò)程中，可以通過(guò)在樁機(jī)上懸掛雙向垂球等方式來(lái)輔助判斷樁機(jī)鉆桿的垂直度，確保 CFG 樁身的垂直度偏差不大于 1%。

鉆進(jìn)成孔是施工流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。啟動(dòng)樁機(jī)，驅(qū)動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)并向下鉆進(jìn)土層，在鉆進(jìn)過(guò)程中，操作人員要時(shí)刻關(guān)注樁機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，如電機(jī)電流值、鉆進(jìn)速度等參數(shù)。同時(shí)，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(bào)告不符或出現(xiàn)異常情況，如遇到堅(jiān)硬的巖石層、空洞等，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，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(jì)深度后，停止鉆進(jìn)，并及時(shí)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(guò)泵送設(shè)備，經(jīng)鉆桿中心管或樁管輸送至孔底。在灌注過(guò)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(lái)說(shuō)，長(zhǎng)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(shí)性；振動(dòng)沉管法中，也要根據(jù)實(shí)際情況合理控制拔管速度和振動(dòng)頻率。同時(shí)，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(wèn)題。為了保證樁頂部分的強(qiáng)度和質(zhì)量，通常會(huì)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(jī)移至下一樁位，重復(fù)上述步驟，進(jìn)行下一根樁的施工。在移機(jī)過(guò)程中，要注意避免對(duì)已施工的樁體和樁間土造成破壞，同時(shí)要保證樁機(jī)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(qiáng)度后進(jìn)行的工作。首先，使用小型挖掘機(jī)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(guò)程中，要注意控制挖掘深度和力度，避免對(duì)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(jì)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(guò)程中，要對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)樁身存在缺陷，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)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(jí)配良好的中砂、粗砂、碎石或級(jí)配砂石等材料。

在鋪設(shè)前，要對(duì)樁間土進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮粚?shí)處理，以提高樁間土的承載力。然后，按照設(shè)計(jì)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(shí)，褥墊層厚度宜取高值。鋪設(shè)過(guò)程中，使用壓路機(jī)等設(shè)備對(duì)褥墊層進(jìn)行壓實(shí)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)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(zhǎng)、樁間距和褥墊層等關(guān)鍵參數(shù)的合理取值，對(duì)于確保地基處理效果、滿足工程設(shè)計(jì)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(shí)也會(huì)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(duì)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(duì)地基承載力要求不是特別高，此時(shí)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(duì)地基承載力要求較高，則需要選擇較大的樁徑。

樁長(zhǎng)的確定至關(guān)重要，它主要取決于建筑物對(duì)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(lái)說(shuō)，樁長(zhǎng)應(yīng)使樁端落在相對(duì)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(zhǎng)一般不超過(guò) 30m。在實(shí)際工程中，需要通過(guò)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(jì)要求，精確計(jì)算和確定樁長(zhǎng)。

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(huì)導(dǎo)致樁間土的擠密效應(yīng)過(guò)大，增加施工難度，同時(shí)也可能引發(fā)樁體之間的相互影響，如樁體斷裂、偏位等問(wèn)題；較大的樁間距則會(huì)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(shí)，需要綜合考慮設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)，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(jí)配砂石等，其最大粒徑不宜大于 30mm。

四.cfg樁常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及處理

（一）常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及處理

在 CFG 樁施工過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量問(wèn)題，需要及時(shí)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(wèn)題之一 ，其產(chǎn)生原因可能是多方面的。在施工過(guò)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(guò)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(guò)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(duì)于斷樁的處理，若斷樁位置較淺，可采用開(kāi)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(bǔ)樁等方法進(jìn)行處理。

縮頸問(wèn)題也時(shí)有發(fā)生，主要原因是在飽和軟土地層中施工時(shí)，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(guò)程中，若拔管速度不均勻，局部拔管速度過(guò)快，也可能引起樁身縮頸。為了預(yù)防縮頸問(wèn)題，在施工前應(yīng)對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘察，對(duì)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(hù)壁措施等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁身出現(xiàn)縮頸時(shí)，可采用復(fù)打法進(jìn)行處理，即在原樁位上重新鉆孔，灌注混合料，以擴(kuò)大樁徑，保證樁身的完整性和承載能力。

樁頭空鼓問(wèn)題通常是由于在灌注混合料時(shí)，樁頂部分的空氣未能完全排出，或在鑿除樁頭時(shí)，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(shí)，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(shí)，應(yīng)采用正確的方法，避免對(duì)樁頭造成損傷。對(duì)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(jìn)行修補(bǔ)。

（二）檢測(cè)方法

為了確保 CFG 樁的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，需要采用科學(xué)合理的檢測(cè)方法對(duì)其進(jìn)行全面檢測(cè)。

靜載試驗(yàn)是檢測(cè) CFG 樁單樁豎向承載力的重要方法。通過(guò)在樁頂逐級(jí)施加豎向荷載，并觀測(cè)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(cè)主要用于檢測(cè)樁身的完整性。其原理是通過(guò)在樁頂施加激振信號(hào)，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(shí)，如斷樁、縮頸、離析等，會(huì)產(chǎn)生反射波。檢測(cè)人員通過(guò)分析反射波的傳播時(shí)間、幅值、波形特征等信息，來(lái)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(cè)可以直觀地了解樁身混凝土的強(qiáng)度、樁長(zhǎng)、樁底沉渣厚度以及樁身的完整性。

這些檢測(cè)方法相互補(bǔ)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(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，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(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。