CFG桩施工实践及其控制技术探讨

张建国

（河北省沧县公路管理站，河北 沧州 061000）

1 工程概况

某高速公路路基采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）。为方便CFG钻机施工，也为施工质量的控制提供良好条件，CFG桩场地平整必须按要求施工。本文详细探讨CFG桩在平整场地后的关键施工技术。

2 施工准备技巧

为方便CFG钻机施工，对CFG桩场地首先采取平整处理，从而为施工质量的控制提供好的条件。施工场地准备好坏，直接影响施工质量和进度。因此，场地平整必须按要求施工。

2.1 测量放样由测量班根据图纸，放样出CFG桩场地，并标志出需要平整场地的界限与开挖深度。开挖标高应高出桩顶1m以上。采取平整场地，先用装载机或挖机将表面虚土和附着物清除并送至弃土场。对高地采取削平，低洼地采取填筑，对场地进行平整，要求坡度不得大于10%。然后采用15T压路机振动压实。场地排水系统要保证，四周开挖宽和深均为1m的水沟，场地表面要有相应的横沟和横坡，以免施工场地积水给施工造成困难。每隔100m修筑场地与便道的连接通道，方便机械物资进场协助施工。

2.2 场地平整好之后，按图纸对CFG桩桩位进行精确放样，并用石灰洒出网格桩的桩位，桩位用筷子或者直径8mm左右的钢筋标志，并将设计单位提供的水准点引至施工现场旁，随时对CFG桩施工标高进行控制、调整。同时组织施工人员对项目部编制的施工工艺进行认真学习，根据项目部提供的各种技术资料填写表格，熟悉记录方法，以保证现场施工资料的齐全。准备好现场试验器材，对混凝土温度、坍落度进行控制，并按照规范要求做好相应的试件取样工作准备。C20混凝土由搅拌站集中供应，但是由于搅拌站到施工现场距离较远，混凝土的供应存在很大的问题，因此，混凝土的准备工作尤其重要，应指定专人为CFG桩施工调度混凝土。

3 施工工艺参数

本项目采用CFG桩工艺时，混合料搅拌按配合比进行配料。每盘料搅拌时间控制在120s左右。泵送混合料配合比塌落度控制在140～180mm。采取泵车对混合料用量进行控制，每击打5次，成桩约1m。根据击打次数和提管高度双向控制桩顶标高。长螺旋钻机匀速钻进，正常钻进速度为2m/min左右，同时根据钻塔标记控制钻进深度，并根据电流变化情况控制进入硬土层深度。

对路堤地基采用CFG桩加固，桩径0.5m，间距1.6m，DK218+256.07～DK218+278.87 段三角形布置，DK218+278.87～DK219+045 段正方形布置。CFG桩按硫酸盐环境等级H2级考虑防腐。CFG桩施工后清除桩头，非挡土区域铺设钢筋混凝土板，板厚0.5m，板底设0.15m碎石垫层；挡土墙区域不设桩板结构。单桩承载力不小于800kN。桩板结构每隔20m设置一道伸缩缝，伸缩缝宽0.02m，采用沥青木板填塞。

4 CFG桩施工实施

对本工程采取的施工工艺见图1所示。

图1 长螺旋钻CFG桩桩网复合地基施工流程框图

4.1 钻机就位

钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度偏差不大于规范要求的1%。采用在钻架上挂垂球的方法，在钻架上用刻出明显的对照位置，对点后对桩位和垂直度进行检查，保证在误差容许范围之内后方可以开钻，并对阀门进行检查，以防钻进后阀门打不开的情况出现。

4.2 混合料搅拌

混合料搅拌按配合比进行配料。每盘料搅拌时间控制在120s左右，塌落度控制在140～200mm。具体搅拌时间由搅拌站集中控制室进行控制，并在电脑中有详细的记录。

4.3 钻进成孔

钻机开钻时，关闭阀门，一人扶住阀门不让阀门打开，钻机慢慢下落，直到钻头接触地面阀门不再打开后，人放手离开，启动马达钻进。先慢后快，同时检查钻机的偏差并及时纠正。发现钻杆摇晃或者难钻进时，放慢钻进速度，防止桩孔偏斜、位移及钻机钻具损坏。根据钻塔上的进尺标记，钻机下钻到设计标高时，停钻。如果两根桩施工连接不上，钻机停止时间较长时，在第二根对点前，应检查输送管道是否畅通，一般采用试泵检查。加强地质复核，加密设计地质勘测断面。大面积施工前，对区域进行划分，每25m做一个地质复核孔；小面积则只需要两端复核。作好记录，并绘制出详细的地质纵断面图和设计地质勘测进行对比分析，作为施工参考。或者对一定区域的首根桩进行地质复核，为在该区域施工提供可靠的数据参考。钻进时，记录每m电流变化并记下电流突变位置的电流值，作为地质符合和该区域的施工数据依据。

4.4 浇注及拔管

钻机下钻到设计标高，且符合进入硬土层2米以下的要求后停钻，必须在原深处进行孔底虚土清理，然后停止转动、提钻。注意在空转清土时不得加深钻进，提钻时严禁回旋钻杆。然后开始泵送混合料，并用通讯工具或者事先安排好的提示音进行控制，等到钻杆芯管充满混合料后开始拔管，阀门将会自动打开。提管速度控制在2～3m/min左右。根据钻塔上钻进尺控制桩顶标高，高出设计桩顶标高50cm后，停止泵送，桩顶盖土保护成桩。每根桩的投料量应不少于设计量。

灌注混合料时，也可以通过采用记录泵压次数来计算投料量的方式对于混合料进行控制。对于同一种型号的输送泵每次泵送量基本上是固定值。用此方法结合钻机上钻进尺控制标高，效果更好。灌注时，应静止提拔钻杆，先泵送后提钻杆。

4.5 移机

上一根桩施工完毕，应对钻头进行检查和保护，移位进行下根桩施工。

4.6 现场试验

对于每车混合料，试验人员都要进行坍落度的检测，合格后方可进行混合料的投料，并抽样做混合料试块，每台班做三组试块，测定28d抗压强度。

5 施工关键技术

通过控制钻孔深度有效确保钻孔到设计深度。钻孔过程中每钻1m详细记录电流表电流一次，并对土层变化处予以说明。水泥、粉煤灰、碎石混合料必须用搅拌机拌合，混合料配合比严格按设计要求选定，控制拌合时间，向管内一次投足混合料，控制投料后留振时间在5～10s。

控制拔管速率，拔管过程中不许反插，如上料不足，须在过程时空中加料，不用许停拔再投料，控制桩顶标高，实际桩顶标高宜高于设计桩顶标高50cm，浮浆厚度不超过20cm。

为有效防止施工中桩与桩及移机等对桩身的影响（断桩或缩径），桩的施工顺序按照设计要求办理。CFG桩施工允许偏差应符合“CFG桩允许偏差表”的要求（见表1）。

表1 CFG桩允许偏差表

开钻前对钻机进行水平、垂直检查，并在钻进中随时观测。钻机必须安装导向套。在开始钻进或穿过软硬土层交界处时，为保持钻杆垂直，宜缓慢进尺；在含砖、瓦的杂填土层中或含水量较大的软塑性土层中钻进时，应尽量减少钻杆晃动，以免扩大孔径。钻进过程中如发现钻杆摇晃或钻进困难，表明可能遇到硬土、石块或硬物等，这时应立即提钻检查，待查明原因并妥善处理后再钻，否则较易导致桩孔严重倾斜、偏移，甚至使钻杆、钻具扭断或损坏。

6 结语

工程实践表明，为有效提高质量，应当选用技术先进、性能稳定的施工设备。混合料灌注时钻杆拔管速度和输送泵的泵送量要严密配合，钻杆静止提拔，并保证连续拔管，施工中严禁出现超速提拔及先提拔后泵料或停拔待料。灌注过程中，芯管插入混合料的最小深度宜按25cm控制。同时混合料的各种材料技术指标必须满足规范要求，其抗压强度必须满足设计要求。这些值得同类工程借鉴。

［1］傅思峰，王国田，节昌录，等.谈CFG桩施工中应注意的问题［J］.工业建筑，2006，28（12）：118-119.

［2］张细宝，杨自刚.中国交通土建工程学术论文集［C］.成都：西南交通大学出版社，2006.

［3］李晓宏.CFG桩复合地基设计与施工技术［J］.科技创新与应用，2012，13（9）：15-16.