CFG桩在治理路基、路面沉降病害工程中的应用

陈超 户耀武

摘 要：针对水毁导致路基、路面沉降的病害，采用CFG桩基进行治理，阐述了该工法的特点及施工工艺，并对质量控制进行了叙述，为类型病害的治理工程提供参考。

关键词：CFG施工工艺；质量控制；应用

引言

南方多雨地区，以及夏季降雨高峰期，极易造成公路路基的沉降，及水毁现象。给公路建设和运营造成了严重的影响。因此，如何采取有效的措施，治理路基沉降现象和水毁现象亟待解决。CFG桩，由于其高粘结，强度高，对治理水毁造成的路基病害十分有效。本文主要结合实际工程介绍CFG装施工工艺。

1 工程概况

持续的强降雨导致某工程K13+150～K13+225段右幅局部路基产生沉降，右侧靠近边沟行车道处路面出现裂缝，缝宽约1cm。为防止病害进一步扩大，需对病害进行处理。

经现场钻孔取样，该段地质情况为：0～0.76m路面结构层，0.76～11.0m粉质粘土：灰褐色，可塑，其中6.0-8.0m含水量较大，土质不均匀，含少量碎石，钻进较为容易。

经管理处相关技术人员、设计单位及相关部门现场进行查看，经过反复比较，综合考虑质量保证、抢险通车的时间迫切性及设备供应的可行性，确定采用CFG桩对病害进行治理。

2 CFG桩的加固机理及工法特点

CFG桩是一种强度较高的桩体，其与褥垫层和桩间土构成CFG桩复合地基，CFG桩的桩体中通过加水拌合一定量的粉煤灰、石屑和水泥制成，可全桩发挥侧阻摩擦力，桩端落在较好土层中发挥桩端阻力。成桩后可通过调整褥垫层的厚度，有效提高地基承载力，减小地基变形。

CFG施工工艺的特点为：工艺简单，无场地污染，对环境噪音较小；所用材料仅需少量水泥，便于就地取材。可有效提高复核地基承载力，减少变形。

3 处理方法及工艺流程

桩间土与基础之间必须设置一定厚度的褥垫层。CFG桩应用广泛，可用于处理粘土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土等地基，对于挤密效果较好的土质及挤密效果较差的土质都有一定的适应性。

CFG桩施工方法分为长螺旋钻孔法和振动沉管法，根据设计要求及现场周边环境，综合考虑地基土的性质、噪音影响等多方因素，确定该段病害治理采用长螺旋钻孔处理。

本项目CFG桩采用桩径40cm，桩间距100cm，呈梅花型布置。根据现场钻孔取样结果，有效桩长确定为11.0m。孔内水泥混凝土填料应振捣密实。成桩施工时应避开地下管线、管道等设施，桩位可根据现场情况适当调整。

桩体施工结束后，对已铺筑的路面结构层进行铣刨后向下挖除路床15cm，在桩顶设置15cm级配碎石垫层，然后重新铺筑路面结构层。

图1 CFG桩工艺流程

4 CFG质量控制措施

4.1 加强施工管理，避免断桩、卡钻和和缩颈等现象

CFG桩设计通常深度较大，为避免施工过程中因机械负荷较大造成的断桩和卡钻，施工中必须加强施工机械设备的保养。同时，为防止逐桩施工造成CFG桩串孔现象，采用隔桩施工CFG桩方式，但隔桩施工容易造成已施工的桩产的挤压破坏。而采用长螺旋钻孔逐桩施工，影响较小，较少发生串孔和挤压断桩现象，因此，根据不同的施工条件和地址状况建议选用逐桩打和跳打。

4.2 施工加强混凝土振捣，防止CFG桩内部成型不密实，造成强度不均匀

CFG桩在灌注混凝土时，上部1-3米因为混凝土的压力变小，混凝土中有细微气泡难以排除，而桩体主要受力部分在上部，因此上部桩体的不密实，容易造成桩在使用过程中的破坏。因此施工完成后，混凝土凝固前使用振搗棒振捣上部混凝土，加强混凝土的密实性；二是加强混凝土的坍落度控制，坍落度过小容易造成蜂窝现象。

CFG桩施工中极易出现桩顶浮浆现象，不注意可造成混合料离析及桩身强度不足现象，严重的会造成桩径偏小或缩颈断桩。因此，施工过程中，必须严格控制施工工艺，特别是拔桩速度要控制在合理速率下，拔管速度为线速度通常为2m/min～2.5m/min。如施工到淤泥质土层时，拔管适当放慢，严禁反插。

4.3 及时清运废弃土

CFG桩长螺旋钻孔属于排土成桩工艺。在施工过程中，随着长螺旋钻杆的钻进，排出的土体在孔口堆积，单桩排出的土量随着桩长的增加而增加。灌注成桩后这部分堆积弃土中还埋藏着一定的混合料与上部浮浆。钻孔过程中及时清运钻孔弃土是确保CFG桩正常施工的一个重要环节。在孔口超灌混合料及浮浆尚处于初凝前湿浆状态对其进行挖除，可称为“湿挖”。湿挖的浆体随弃土一起清运。这部分被围裹在孔口松散的钻孔排土中的混合料如不及时清除，凝结后会对桩顶形成性状不规则的扩大头。

5 断桩的分析及处理

CFG的断桩，指CFG桩成桩后桩体混凝土面不连续，中间有开裂或间隔。断桩是CFG桩的最大的质量事故，因此施工中应尤为关注。断桩的原因有很多，主要有：

（1）CFG强度未达到时受到大型机械的碾压，桩体被压断或桩头压碎；（2）长螺旋钻机的排气阀被堵；（3）灌注混凝土时，混凝土灌注供应不及时；（4）拔管和泵送混凝土配合不协调。

因此，施工时应做到以下几点：

（1）对施工区域进行保护，严禁一切大型机械进入；（2）经常检查排气阀，将包裹排气阀的混凝土及时清理；（3）加强混凝土调度，保证混凝土连续供应；（4）加强拔管和泵送混凝土操作人员之间的配合。

6 施工中的预防措施

根据现场施工情况，为减轻或避免工程质量问题，建议从采取以下预防措施：

（1）严格控制施工现场的管理，采取有效的监管措施。做好施工记录、确保试验桩数，检测数量可按10%控制低应变动力检测；（2）采取有效的底下水位控制措施。设置降水井，降低施工现场地下水位，避免土、水同时流向钻孔。同时设置隔断墙。隔断施工现场周围的水体，防止因底下水位的不同，造成周围地下水向施工现场倒灌；（3）严格控制施工场地的标高。施工时要随时测量标高，选取尽量多的观测点和代表性地段，检测地面降起。因为断桩常和地表隆起相联系。

7 结束语

CFG桩施工完毕后根据规范对桩身的完整性及CFG混合料强度进行检测，施工质量符合相应标准。并在桩体强度达到设计强度80%以后，切割多余的桩头。然后设置15cm碎石褥垫层，充分压实重新铺筑路面层。CFG工法施工方便，成桩效率高，有效治理了该段路基、路面沉降的病害，为该项目的顺利通车奠定了基础。

参考文献

[1]GB5007-2002.基础设计规范[S].

[2]JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范[S].