一.CFG 桩是什么

CFG 桩，全称水泥粉煤灰碎石桩（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结强度桩。它的骨料主要是碎石，掺入石屑能够改善颗粒级配，粉煤灰则用来改善混合料的和易性，同时利用其活性减少水泥用量，少量水泥的添加使桩体具有一定的黏结强度。通过调整水泥用量及配合比，桩体强度等级可达 C7 - C15，呈现出明显的刚性桩特性。

在地基处理领域，CFG 桩占据着重要地位，是一种常用且高效的地基处理方式。它与桩间土、褥垫层共同构成复合地基，能充分发挥桩体材料潜力，有效利用天然地基承载力，具有工效高、成本低、工后变形小、沉降稳定快等优点，广泛应用于各类建筑工程地基处理中。

二.CFG 桩的工作原理

CFG 桩复合地基主要由桩体、桩间土和褥垫层三部分构成。在这个体系中，桩体就像是深入地基的 “顶梁柱”，凭借自身较高的强度和刚度，承担着大部分来自上部基础的荷载，并将荷载传递到深层地基中；桩间土则是桩体周围的天然土体，虽然其承载能力相对桩体较弱，但在整个复合地基中同样发挥着重要作用，它与桩体共同承担荷载，并且在桩体的挤密作用下，自身强度和承载力也能得到一定程度的提高。

而褥垫层，作为 CFG 桩复合地基的关键组成部分，有着不可或缺的作用。它通常是由散体粒状材料，如中砂、粗砂、级配砂石或碎石等构成。当上部基础传来荷载时，褥垫层就像一个 “缓冲器” 和 “分配器”，通过自身的变形，将基底压力按照一定比例合理地分配给桩体和桩间土，使二者能够协同工作，共同承担上部荷载。比如在一些建筑工程中，通过设置合适厚度的褥垫层，原本难以充分发挥作用的桩间土，能够与桩体更有效地共同承载，大大提高了地基的整体承载能力。

此外，褥垫层还能调整桩、土之间的荷载分担比例。当褥垫层较薄时，桩承担的荷载占总荷载的百分比相对较高；随着褥垫层厚度增加，桩土应力比减小，土分担的荷载比例逐渐增大。褥垫层还可以减少基础底面的应力集中现象，使地基应力分布更加均匀。当不设置褥垫层时，CFG 桩对基础产生的集中应力明显，类似钢筋混凝土桩对承台的应力集中，可能需要考虑桩对基础的冲切破坏；而设置一定厚度（如 10 - 30cm）的褥垫层后，桩对基础底板的应力集中显著减小，当褥垫层厚度超过 30cm 时，基础底面的应力分布已接近天然地基，从而有效改善了地基的受力性能，增强了地基的稳定性。

三.CFG 桩的施工工艺

（一）主要施工方法

在 CFG 桩地基处理施工中，常用的施工方法主要有长螺旋钻孔灌注法和振动沉管法，这两种方法各有特点，适用于不同的地质条件和工程需求。

长螺旋钻孔灌注法应用较为广泛 ，其具体操作步骤如下：首先，将长螺旋钻机准确就位，确保钻机平稳且钻头对准桩位中心点，然后，启动钻机开始钻孔，在钻孔过程中，操作人员要密切关注钻机架上的深度标记和电流表数值，以此来精准控制钻孔深度，并判断是否进入设计要求的土层。当钻至设计深度后，通过钻杆中心管将预先搅拌好的 CFG 桩混合料高压泵送至孔底，随后一边均匀地提升钻杆，一边持续泵送混合料 ，使混合料在孔内形成桩体。为了保证桩顶部分的质量，通常会在桩顶预留一定高度的保护桩头，一般预留 0.5 - 1.0m，待后续施工时再进行处理。这种方法适用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基等，具有成桩速度快、无泥浆污染等优点 ，就像在干燥的土地上快速搭建起坚固的支撑柱。

振动沉管法适用于软土层，它通过振动沉管成孔后灌注混合料。施工时，先将桩管垂直就位，闭合桩靴，确保桩管能够顺利进入地下。然后，利用振动锤的强大振动力，将桩管快速沉入地基土中，直至达到设计深度。达到设计深度后，按照设计规定的混合料量向桩管内投入 CFG 桩混合料，投料到一定程度后，一边振动桩管，一边缓慢向上拔管，使混合料在振动的作用下密实填充桩孔，形成桩体。振动沉管法施工效率较高，但施工过程中会产生较大的噪音和振动，可能对周边环境造成一定影响。

（二）施工流程

施工前，场地平整是首要任务。需要清除施工场地内的植被、杂物以及障碍物，使场地达到平整、坚实的状态，为后续施工机械的顺利进场和作业提供良好条件。同时，还要结合地下管线图，仔细确定场地内管线位置并做好标记，避免在施工过程中对管线造成破坏，引发不必要的安全事故和经济损失。

桩位放样同样至关重要。施工人员依据设计图纸，使用专业测量仪器，如全站仪等，精确测量并确定每根 CFG 桩的桩位，然后用石灰或木桩等做出明显标记，确保桩位的准确性，误差需严格控制在规范允许的范围之内。

桩机就位时，要将桩机准确移动到标记好的桩位上，调整桩机的水平度和垂直度，使桩机钻头与桩位中心点精确对齐。在这个过程中，可以通过在桩机上悬挂双向垂球等方式来辅助判断桩机钻杆的垂直度，确保 CFG 桩身的垂直度偏差不大于 1%。

钻进成孔是施工流程中的关键环节。启动桩机，驱动钻杆旋转并向下钻进土层，在钻进过程中，操作人员要时刻关注桩机的运行状态，如电机电流值、钻进速度等参数。同时，要密切观察土层的变化情况，若发现土层与地质勘察报告不符或出现异常情况，如遇到坚硬的岩石层、空洞等，应立即停止钻进，分析原因并采取相应的处理措施。当钻孔达到设计深度后，停止钻进，并及时清理孔内的泥土和杂物，为后续的混合料灌注做好准备。

灌注混合料是形成 CFG 桩的核心步骤。将搅拌均匀的 CFG 桩混合料通过泵送设备，经钻杆中心管或桩管输送至孔底。在灌注过程中，要严格控制混合料的泵送量和拔管速度，确保二者相互配合协调。一般来说，长螺旋钻孔灌注法中，拔管速度应控制在 1.2 - 1.5m/min 左右，以保证桩体的连续性和密实性；振动沉管法中，也要根据实际情况合理控制拔管速度和振动频率。同时，要注意观察混合料的灌注情况，避免出现断桩、缩颈、空洞等质量问题。为了保证桩顶部分的强度和质量，通常会在桩顶超灌一定高度的混合料，一般超灌高度不小于 0.5m ，待桩体初凝后，再将超灌部分凿除。

完成一根桩的施工后，将桩机移至下一桩位，重复上述步骤，进行下一根桩的施工。在移机过程中，要注意避免对已施工的桩体和桩间土造成破坏，同时要保证桩机在新桩位上的准确就位和垂直度调整。

桩头处理是在桩体达到一定强度后进行的工作。首先，使用小型挖掘机等设备小心地挖除桩顶多余的混合料和桩间土 ，在挖除过程中，要注意控制挖掘深度和力度，避免对桩身造成损伤。然后，用人工配合风镐等工具，将桩顶多余部分凿除至设计标高，使桩顶平整，并保证桩顶与褥垫层之间的有效连接。在桩头处理过程中，要对桩身质量进行检查，如发现桩身存在缺陷，应及时进行修补或处理。铺设褥垫层是施工流程的最后一步，也是 CFG 桩复合地基形成的关键环节。褥垫层通常采用级配良好的中砂、粗砂、碎石或级配砂石等材料。

在铺设前，要对桩间土进行适当的夯实处理，以提高桩间土的承载力。然后，按照设计要求的厚度和范围铺设褥垫层材料，一般褥垫层厚度为 100 - 300mm ，当桩径、桩距较大时，褥垫层厚度宜取高值。铺设过程中，使用压路机等设备对褥垫层进行压实，使其达到设计要求的密实度，确保褥垫层能够有效地调整桩、土之间的荷载分担比例，使桩体和桩间土能够协同工作，共同承担上部荷载。

（三）关键控制参数

在 CFG 桩地基处理施工中，桩径、桩长、桩间距和褥垫层等关键参数的合理取值，对于确保地基处理效果、满足工程设计要求起着决定性作用。

桩径通常在 350 - 600mm 之间选取，具体数值要综合考虑工程的承载要求、地质条件以及施工设备的性能等因素。较大的桩径能够提供更高的单桩承载力，但同时也会增加材料用量和施工难度；较小的桩径则适用于承载要求相对较低的工程。例如，在一些小型建筑工程中，地质条件较好，对地基承载力要求不是特别高，此时可以选择较小的桩径，既能满足工程需求，又能降低成本；而在一些大型高层建筑或重型工业厂房的地基处理中，由于对地基承载力要求较高，则需要选择较大的桩径。

桩长的确定至关重要，它主要取决于建筑物对地基承载力和变形的要求、地质条件以及施工设备的能力。一般来说，桩长应使桩端落在相对硬的土层上，以确保桩体能够有效地将上部荷载传递到深层地基中。根据现有施工设备和技术条件，CFG 桩的最大桩长一般不超过 30m。在实际工程中，需要通过详细的地质勘察，了解土层的分布情况和力学性质，结合建筑物的设计要求，精确计算和确定桩长。

桩间距一般取 3 - 6 倍桩径，其大小直接影响着复合地基的承载力和变形特性。较小的桩间距可以提高复合地基的承载力，但可能会导致桩间土的挤密效应过大，增加施工难度，同时也可能引发桩体之间的相互影响，如桩体断裂、偏位等问题；较大的桩间距则会使桩间土的承载作用不能充分发挥，降低复合地基的整体性能。在确定桩间距时，需要综合考虑设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺等因素。

褥垫层作为 CFG 桩复合地基的重要组成部分，其厚度和材料特性对地基的工作性能有着显著影响。褥垫层厚度一般在 100 - 300mm 之间，当桩径、桩距较大时，为了更好地协调桩、土之间的变形和荷载分担，褥垫层厚度宜取高值。褥垫层材料通常选用粗砂、中砂、级配砂石等，其最大粒径不宜大于 30mm。

四.cfg桩常见质量问题及处理

（一）常见质量问题及处理

在 CFG 桩施工过程中，可能会出现一些质量问题，需要及时发现并采取有效的处理措施，以确保地基的质量和稳定性。

断桩是较为严重的质量问题之一 ，其产生原因可能是多方面的。在施工过程中，若混合料的泵送量与拔管速度配合不当，如拔管速度过快，而混合料泵送量不足，就容易导致桩体出现断桩现象。此外，成桩过程中遇到地下障碍物，如孤石等，也可能使桩体受到破坏而产生断桩。对于断桩的处理，若断桩位置较浅，可采用开挖的方式，将断桩部分凿除，然后重新浇筑混合料；若断桩位置较深，则需要根据具体情况，采用补桩等方法进行处理。

缩颈问题也时有发生，主要原因是在饱和软土地层中施工时，由于土体的侧向压力较大，桩身受到挤压，导致桩径变小。另外，在拔管过程中，若拔管速度不均匀，局部拔管速度过快，也可能引起桩身缩颈。为了预防缩颈问题，在施工前应对地质条件进行详细勘察，对于饱和软土地层，可适当调整施工工艺，如控制拔管速度、增加桩身的护壁措施等。当发现桩身出现缩颈时，可采用复打法进行处理，即在原桩位上重新钻孔，灌注混合料，以扩大桩径，保证桩身的完整性和承载能力。

桩头空鼓问题通常是由于在灌注混合料时，桩顶部分的空气未能完全排出，或在凿除桩头时，操作不当，导致桩头部分出现空洞。为了避免桩头空鼓，在灌注混合料时，应确保桩顶部分的混合料充分振捣，排出空气；在凿除桩头时，应采用正确的方法，避免对桩头造成损伤。对于已经出现桩头空鼓的情况，可将空鼓部分凿除，然后重新浇筑混凝土进行修补。

（二）检测方法

为了确保 CFG 桩的质量符合设计要求，需要采用科学合理的检测方法对其进行全面检测。

静载试验是检测 CFG 桩单桩竖向承载力的重要方法。通过在桩顶逐级施加竖向荷载，并观测桩顶的沉降量，根据沉降随荷载的变化规律，确定单桩竖向极限承载力。

低应变检测主要用于检测桩身的完整性。其原理是通过在桩顶施加激振信号，产生应力波，应力波沿桩身传播，当遇到桩身缺陷时，如断桩、缩颈、离析等，会产生反射波。检测人员通过分析反射波的传播时间、幅值、波形特征等信息，来判断桩身是否存在缺陷以及缺陷的位置和程度。

钻芯取样检测可以直观地了解桩身混凝土的强度、桩长、桩底沉渣厚度以及桩身的完整性。

这些检测方法相互补充，共同保障了 CFG 桩地基处理工程的质量，确保了建筑物的安全稳定。希望更多的工程技术人员能够关注 CFG 桩技术，深入研究其原理和应用，在实践中不断总结经验，合理应用该技术，为建筑工程的发展贡献更多的智慧和力量，共同推动建筑行业的可持续发展。