巖土工程中CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)分析

王尚成

（中國(guó)冶金地質(zhì)總局內(nèi)蒙古地質(zhì)勘查院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)因其良好的支撐效果、高承載力和較小的變形特性，在巖土工程中得到廣泛應(yīng)用。這種樁基技術(shù)不僅能夠提供可靠的支持和保護(hù)，還能夠提高地基的整體穩(wěn)定性和承載能力。因此，在設(shè)計(jì)和施工巖土工程時(shí)，可以考慮采用CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)，以確保工程的安全和穩(wěn)定。

1 CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)的基本原理

CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)的基本原理是利用混合注漿材料（由水泥、粉煤灰和其他摻合料混合而成）填充地基孔洞，形成樁體，并與周?chē)馏w進(jìn)行緊密連接。在注漿過(guò)程中，樁體與周?chē)馏w之間形成一個(gè)筒狀體，起到承載荷載和傳遞荷載的作用。混合注漿材料的硬化過(guò)程中，樁體與土體之間將形成堅(jiān)固的樁土界面，從而增加地基的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：首先，它能夠提高地基的承載力和穩(wěn)定性，使其能夠承受更大的荷載。其次，注漿材料能夠滲透到土體孔隙中填充空隙，從而增加土體的密實(shí)度和強(qiáng)度。此外，注漿材料中的水泥能夠與土體中的水分和顆粒形成化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。最后，CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)的施工周期短，施工效率高，適用于大面積、多點(diǎn)同時(shí)處理的情況。

2 CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)

2.1 樁定位放樣

在CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)的施工中，常用的測(cè)量?jī)x器包括全站儀、測(cè)量鋼尺、水平儀等。全站儀是測(cè)量和放線中最常用的儀器，它具有高精度的距離測(cè)量、角度測(cè)量和坐標(biāo)定位功能，可以滿足測(cè)量和放線的需要。測(cè)量鋼尺用于測(cè)量較小的距離，例如樁位之間的距離。水平儀用于測(cè)量水平面的平整度，以保證樁體垂直建立。在進(jìn)行測(cè)量和放線之前，需要對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校準(zhǔn)和檢測(cè)。校準(zhǔn)是指通過(guò)與已知標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，調(diào)整儀器的測(cè)量誤差，使其達(dá)到預(yù)定的準(zhǔn)確度。常見(jiàn)的校準(zhǔn)方法包括水平儀的調(diào)平、全站儀的平臺(tái)校準(zhǔn)和觀測(cè)常數(shù)的調(diào)整等。校準(zhǔn)應(yīng)該由專業(yè)人員進(jìn)行，并遵循校準(zhǔn)規(guī)范和要求。在測(cè)量和放線過(guò)程中，需要選取合適的控制點(diǎn)進(jìn)行定位。控制點(diǎn)是已知坐標(biāo)或者已建立的標(biāo)志點(diǎn)，通過(guò)與控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，可以確定樁位的準(zhǔn)確位置?？刂泣c(diǎn)的選擇應(yīng)考慮其穩(wěn)定性和可訪性，并與施工圖紙和設(shè)計(jì)要求相符。測(cè)量時(shí)要注意測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性和精度，并進(jìn)行多次測(cè)量和取平均值，以提高測(cè)量精度。在放線之后，還需要進(jìn)行放線記錄。放線記錄包括放線位置、坐標(biāo)、偏差等信息的記錄，以備查閱和追溯。放線記錄應(yīng)清晰、準(zhǔn)確，并保存至少五年以上[1]。

2.2 鉆機(jī)就位

在實(shí)際施工過(guò)程中，標(biāo)尺和孔深記錄是非常重要的步驟。通過(guò)將標(biāo)尺和孔深記錄在機(jī)架和鉆桿上，可以在鉆機(jī)時(shí)通過(guò)軸線固定鉆桿位置，從而確保鉆桿的效果更好。標(biāo)尺是用來(lái)測(cè)量孔深的工具，可以直接在鉆孔孔壁上進(jìn)行測(cè)量。在安裝標(biāo)尺時(shí)，需要確保它與鉆孔軸線垂直，并且固定穩(wěn)固。記錄好的標(biāo)尺可以讓施工人員清晰地了解鉆孔的深度，從而控制鉆孔的精度。鉆桿是將鉆頭連接到鉆機(jī)的部件，它起著傳遞鉆機(jī)動(dòng)力和讓鉆頭進(jìn)入樁位點(diǎn)的作用。通過(guò)在鉆桿上記錄標(biāo)尺和孔深，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉆桿的位置和深度，并進(jìn)行調(diào)整。這樣可以有效控制鉆桿的誤差，確保鉆孔的精度[2]。此外，在鉆機(jī)塔身的左右前后垂直標(biāo)桿上也可以進(jìn)一步檢查鉆孔的位置和垂直度。這些標(biāo)桿通常是固定在鉆機(jī)塔身上的垂直桿，可以用來(lái)檢查鉆孔是否與預(yù)定位置相符，以及鉆孔是否垂直。如果發(fā)現(xiàn)偏差，可以及時(shí)調(diào)整鉆孔位置和姿態(tài)，確保鉆孔的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。在進(jìn)行鉆孔時(shí)，一定要嚴(yán)禁在沒(méi)有開(kāi)始灌注的情況下提鉆。因?yàn)樘徙@會(huì)導(dǎo)致鉆桿受力不均勻，可能造成鉆孔偏斜或產(chǎn)生其他問(wèn)題。因此，在鉆孔前必須確保灌注條件滿足要求，并且嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行操作。

2.3 鉆進(jìn)

在鉆孔的過(guò)程中，通過(guò)有操作性的進(jìn)尺可以更好地保證鉆進(jìn)的效果。操作性的進(jìn)尺包括關(guān)閉端頭閥門(mén)、將鉆桿向下移動(dòng)至地面以及打開(kāi)電機(jī)等步驟，這些都是為了能夠更好地旋轉(zhuǎn)鉆桿，以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。首先，在鉆孔之前，需要關(guān)閉端頭閥門(mén)。這是為了防止鉆桿在鉆孔過(guò)程中受到不必要的阻力和振動(dòng)。關(guān)閉端頭閥門(mén)可以確保鉆桿能夠順利地旋轉(zhuǎn)，并減少不必要的摩擦力。通過(guò)減少摩擦力，可以降低鉆桿與孔壁的摩擦，使進(jìn)鉆更加順暢。將鉆桿向下移動(dòng)至地面，可以有效地調(diào)整鉆桿的位置和姿態(tài)，保證鉆桿垂直，并使鉆桿與地面之間的接觸更加緊密[3]。通過(guò)將鉆桿移動(dòng)至地面，可以更好地控制鉆桿的位置，避免鉆桿偏斜或傾斜。同時(shí)，打開(kāi)電機(jī)也是為了更好地旋轉(zhuǎn)鉆桿。電機(jī)的旋轉(zhuǎn)可以提供動(dòng)力，使鉆桿能夠順利地旋轉(zhuǎn)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鉆桿的快速下鉆。通過(guò)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，可以保證鉆桿的穩(wěn)定性，提高鉆進(jìn)效率，并確保鉆孔的準(zhǔn)確性。在實(shí)際成孔的過(guò)程中，需要從慢到快地進(jìn)行。這主要是為了防止鉆桿的晃動(dòng)，并能夠在第一時(shí)間內(nèi)調(diào)整鉆桿的誤差值。通過(guò)從慢到快地進(jìn)行鉆進(jìn)，可以逐漸增加鉆桿的下鉆速度，確保鉆進(jìn)的平穩(wěn)性和穩(wěn)定性。同時(shí)，觀察不同的情況，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整鉆桿的位置和姿態(tài)，使其控制在合理的誤差范圍之內(nèi)，這樣可以提高鉆孔的效率，并確保鉆進(jìn)的質(zhì)量。

2.4 終孔

首先，鉆機(jī)的速度應(yīng)該與地基的情況相匹配。不同類型的土壤和巖石有不同的硬度和強(qiáng)度，因此在鉆機(jī)施工時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整[4]。如果地基較為堅(jiān)硬，可以適當(dāng)增加鉆機(jī)的速度；如果地基比較軟弱，應(yīng)該降低鉆機(jī)的速度，以避免過(guò)大的振動(dòng)和擾動(dòng)。其次，在樁頂標(biāo)高設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要確保其比設(shè)計(jì)標(biāo)高高0.5 米。這樣做的目的是為了在施工過(guò)程中充分考慮到地基沉降和壓實(shí)度的影響。如果設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高與實(shí)際施工時(shí)的標(biāo)高相等，那么一旦發(fā)生地基沉降或者混凝土收縮，就可能導(dǎo)致樁頂?shù)陀谠O(shè)計(jì)標(biāo)高，從而影響工程的質(zhì)量。在施工過(guò)程中，還要注意裝頂混合料的密實(shí)度。裝頂混合料是用來(lái)填充樁頂部分的材料，其密實(shí)度直接影響樁頂?shù)姆€(wěn)定性和承載能力。因此，在施工過(guò)程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行裝頂，并采取相應(yīng)的措施來(lái)提高混合料的密實(shí)度，如采用合適的振搗方法和設(shè)備進(jìn)行振搗。當(dāng)鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保復(fù)核無(wú)誤才可以開(kāi)展后續(xù)的工作。這是為了避免因施工誤差引起的樁基偏差，確保樁基的質(zhì)量和穩(wěn)定性。因此，在鉆機(jī)鉆到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)核，核對(duì)標(biāo)高的準(zhǔn)確性，如果有偏差或誤差，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修正。

2.5 移機(jī)

在樁地基施工過(guò)程中，移機(jī)操作是不可避免的。一根樁施工完畢后，需要進(jìn)行裝備移動(dòng)，以便進(jìn)行下一根樁的施工。由于施工過(guò)程中排出的土比較多，會(huì)覆蓋周?chē)难b備，需要及時(shí)將裝備移開(kāi)，以確保施工順利進(jìn)行[5]。移機(jī)操作需要在樁地基施工時(shí)充分考慮，確保裝備的正確狀態(tài)。樁地基的施工需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行豐富。首先，施工人員需要根據(jù)具體的工程要求選擇合適的裝備和工具進(jìn)行施工。在挖掘樁基坑時(shí)，需要根據(jù)樁的類型和設(shè)計(jì)要求選擇合適的挖掘設(shè)備，以確保樁基坑的形狀和尺寸與設(shè)計(jì)要求一致。在樁基預(yù)埋件的安裝過(guò)程中，需要保證預(yù)埋件的位置準(zhǔn)確、垂直度符合要求?？梢圆捎煤线m的定位工具和檢測(cè)設(shè)備，如測(cè)量?jī)x器、定位架等進(jìn)行精確測(cè)量和定位，避免在預(yù)埋件位置出現(xiàn)偏差。

3 巖土工程中CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)

3.1 CFG 樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)CFG 樁復(fù)合地基時(shí)，需要遵循一些設(shè)計(jì)原則以確保該復(fù)合地基的性能和可靠性。同時(shí)，明確幾個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，包括樁體、材料、強(qiáng)度、裝進(jìn)樁長(zhǎng)、樁間距和褥墊層。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要考慮復(fù)合地基的承載能力、變形控制和穩(wěn)定性等因素。因此，設(shè)計(jì)原則應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：合理布置樁基，以提高承載能力和穩(wěn)定性；選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾蛷?qiáng)度等級(jí)，以滿足工程要求；確定合理的裝進(jìn)樁長(zhǎng)和樁間距，以平衡土體的穩(wěn)定和變形要求。樁體作為設(shè)計(jì)參數(shù)之一，對(duì)于復(fù)合地基的性能起著重要作用。樁體的選擇應(yīng)考慮到地基的整體狀況、地質(zhì)條件、荷載特征等因素，常見(jiàn)的樁體類型包括鋼筋混凝土樁、PC 樁、PHC 樁等。根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的樁體類型，并進(jìn)行合理的計(jì)算，以滿足設(shè)計(jì)要求。合理的材料選擇對(duì)復(fù)合地基的性能和使用壽命具有重要影響，例如，對(duì)于鋼筋混凝土樁而言，應(yīng)選擇具有一定抗壓強(qiáng)度和延性的混凝土，并合理配置縱、橫筋。此外，還需要選擇適當(dāng)?shù)姆栏牧?，以延長(zhǎng)樁體的使用壽命。設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到復(fù)合地基在承受荷載時(shí)的強(qiáng)度要求，這包括樁體本身的強(qiáng)度要求以及復(fù)合地基整體的強(qiáng)度要求。根據(jù)地質(zhì)條件和荷載特點(diǎn)，確定合適的強(qiáng)度等級(jí)，并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和驗(yàn)證，以確保復(fù)合地基的穩(wěn)定性和可靠性。進(jìn)樁長(zhǎng)指的是樁體埋設(shè)在地下的長(zhǎng)度，它直接影響到復(fù)合地基的承載能力和變形控制。樁間距是指相鄰樁體之間的距離，它也對(duì)復(fù)合地基的整體性能起到重要作用。通過(guò)合理設(shè)計(jì)裝進(jìn)樁長(zhǎng)和樁間距，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合地基的穩(wěn)定性和變形控制的平衡。褥墊層位于樁體與土體之間，起到緩沖和傳遞荷載的作用。合理選定褥墊層的材料和厚度，可以減緩荷載對(duì)樁體的直接作用，提高復(fù)合地基的承載能力和變形控制能力。

3.2 壓灌成樁

在施工之前，需要利用儀器對(duì)地泵進(jìn)行進(jìn)一步的檢查，以確保泵處于正常工作狀態(tài)。這包括檢查泵的機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及液壓系統(tǒng)等方面的工作情況。通過(guò)檢查，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決泵機(jī)器的故障，保證施工過(guò)程的順利進(jìn)行。在施工過(guò)程中，如果提鉆時(shí)間較長(zhǎng)，可以使用水泥沙來(lái)濕潤(rùn)泵管，以防止出現(xiàn)堵管的問(wèn)題。水泥沙具有一定的潤(rùn)滑性，可以減少鉆桿與泵管之間的摩擦力，從而降低堵管的風(fēng)險(xiǎn)。在添加水泥沙的過(guò)程中，需要適量添加，避免過(guò)多導(dǎo)致管道堵塞。此外，在泵送和提鉆時(shí)也需要進(jìn)行充分的配合。在開(kāi)泵過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)設(shè)置專門(mén)的信號(hào)與泵工聯(lián)系，以協(xié)調(diào)鉆桿的提拔速度和泵送量。通過(guò)及時(shí)的溝通和配合，可以使泵工更好地把握提拔鉆桿的時(shí)間，避免出現(xiàn)速度和泵送量不匹配的情況。在施工過(guò)程中，通常要求每分鐘停頓不能大于5 米。這個(gè)要求是為了保證斷樁問(wèn)題不會(huì)出現(xiàn)。如果停頓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，鉆桿和管道之間的連接可能會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)，從而導(dǎo)致斷樁的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在實(shí)際操作中，需要控制好每次停頓的時(shí)間，保證在安全范圍內(nèi)。

3.3 復(fù)合地基承載實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)行CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以選擇使用靜力荷載設(shè)備來(lái)對(duì)負(fù)荷承載值進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的讀取。靜力荷載設(shè)備是一種專門(mén)用于測(cè)試地基承載力的設(shè)備，能夠提供穩(wěn)定的負(fù)荷作用，可以通過(guò)讀取設(shè)備上的示數(shù)，直觀地了解地基的承載能力。同時(shí)，可以利用傳感器來(lái)顯示反彈數(shù)據(jù)和成交量。反彈法是一種常見(jiàn)的評(píng)估地基承載力的方法，通過(guò)在地表上設(shè)置傳感器，記錄地基在受到壓力作用下的反彈情況，再通過(guò)計(jì)算和分析數(shù)據(jù)，來(lái)評(píng)估地基的承載能力。利用傳感器顯示反彈數(shù)據(jù)和成交量，可以有效地記錄和分析地基在不同負(fù)荷作用下的變化情況，從而提供了更多的數(shù)據(jù)支持。在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，需要使用壓重平臺(tái)反力裝置。壓重平臺(tái)反力裝置是一種專門(mén)用于施工檢測(cè)的設(shè)備，可以提供穩(wěn)定的慢速維持荷載并測(cè)量反力值。該裝置能夠保證施加在地基上的荷載穩(wěn)定，并且可以通過(guò)測(cè)量反力值來(lái)評(píng)估地基的承載能力。在CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)中，通過(guò)使用壓重平臺(tái)反力裝置，可以在慢速維持荷載的作用下進(jìn)行檢測(cè)，在實(shí)驗(yàn)中獲取更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)作為一種有效的地基處理方法，能夠顯著提升地基的承載力和穩(wěn)定性，對(duì)巖土工程的施工和使用效果有著重要影響。本文通過(guò)分析CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)的原理、施工工藝和應(yīng)用案例，對(duì)該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和潛力進(jìn)行了充分的探討。然而，還有一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)需要進(jìn)一步研究和解決，如施工質(zhì)量控制、樁與地基界面的連接等。同時(shí)，CFG 樁復(fù)合地基處理技術(shù)在應(yīng)用中也需要進(jìn)一步完善和創(chuàng)新。相信未來(lái)該技術(shù)將在巖土工程領(lǐng)域發(fā)揮更重要的作用，為解決地基問(wèn)題、提高工程質(zhì)量提供更好的解決方案。