CFG桩复合地基施工技术及质量控制

宋长银

（甘肃路桥第五公路工程有限责任公司，甘肃 兰州730050）

1 工艺特点

水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩 ，和桩间土、碎石褥垫层一起形成复合地基。利用桩间土共同作用提高承载力，并将荷载传递到深层地基中去，具有良好的技术性能和经济效果。

2 施工概况

兰州至永靖沿黄河快速通道建设工程恐龙湾隧道出口段路线布设于河谷低阶地，以填方路基通过芦苇湿地，地层岩性为洪积淤泥，厚度8-16m，以下为强、中风化泥岩。

3 施工工艺及流程

3.1 施工工艺流程

CFG桩施工工艺，根据土质情况和设计荷载要求，分为单打法、复打法。其中单打法是最基本的施工方法。其施工工序分为移机就位、成管钻孔、分层浇筑混凝土和成桩，其中分层浇筑混凝土是关键工序。

3.2 施工工艺

3.2.1 施工顺序

成桩按桩位依次向后退打，流水施工，并采用隔桩跳打，以保护先施工的桩不被挤坏或挤歪。

3.2.2 混合填料配制

做好原材料的质量检测，选用符合设计规范要求等级普通硅酸盐水泥、水洗砂、碎石、Ⅱ级粉煤灰等。施工前按设计要求由中心、工地试验室进行配合比试验，混合料中掺入的粉煤灰主要是改善拌和物的和易性，提高桩的施工质量；坍落度控制在120-140mm，成桩后浮浆厚度不超过200mm。

3.2.3 测量放线定桩位

在1.5m砂砾土工作平台施工完，具备了机具进场条件，根据施工图开始按照间距1.6m，“梅花型”布设测放CFG桩位。

3.2.4 移机就位

桩机就位时，工作面必须平整、稳固，就位时，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。

3.2.5 沉管造孔

①沉管过程中严禁管体倾斜和错位。沉管过程中做好现场记录，每沉1m记录本次沉管所耗的总时间，严格控制最后30s电机的电流电压值。并对土层变化处理做好记录，直到沉管至设计标高。

②沉管过程中观察沉管的下沉速度是否正常，沉管是否有挤偏现象，若有异常情况应分析原因，及时采取措施。

③当沉管到达设计深度或持力层时，应判定该深度或贯入度是否已达到规范规定和设计要求，或试桩时规定的并经设计认可的要求，满足了这些要求和规定，方可终止沉管。该工程控制贯入度标准为每30秒加压一次，最后30秒贯入度4-5cm。

3.2.6 分层灌注混凝土

①管深达到要求后，立即灌注混凝土。灌注前检查沉管内是否吞进水进泥。若存在则及时处理。

②沉管过程用料斗进行空中投料。待沉管至设计标高后须尽快投料，直到管内混合料面与钢管投料口平齐。如上料量不够，须在拔管过程中空中投料，以保证成桩桩顶、桩高满足设计要求。控制管内混合料面不低于设计桩顶标高。

③灌注混凝土量应按沉管外径和桩长计算出的体积再乘上充盈系数值（一般取值为1.3）。

3.2.7 成桩

①当混凝土灌到钢管投料口时，先振动5～10s，再开始拔管，边振边拔，每拔0.5～1.0m，停拔留振5～10s，如此反复，直至沉管全部拔出。灌注混凝土拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1.2～1.5m/min。

②沉管拔出后，若发现桩身混凝土超出桩的设计顶面甚多或溢出地面较多，应及时核实充盈系数，若充盈系数小于1，则可认为桩身可能存在缩径或断桩隐藏患，应及时研究补救措施。

③若发现桩身填料面低于设计标高，应立即补填填料使其顶面高于设计标高0.5m，并用振捣器振实。补填填料时，应将桩顶上的浮土清理干净，必要时可向孔内先插入钢模，再清理浮土。

4 CFG桩复合地基在施工中的质量控制

为保证CFG桩复合地基的施工质量，应控制好以下几个问题：

1）根据设计勘探地质资料、及现场探孔情况综合验证确定现场准确地质情况后，选取合理的施工工艺及施工机械配置

①在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，但当采用连打作业时，由于饱和软土的特性，新打桩将挤压已打桩，形成椭圆或不规则形态，产生严重的缩颈和断桩。此时，应采用隔桩跳打施工方案。

②在饱和的松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先打桩施工完后，土体密度会有显著增加。而且，打的桩越多，土的密度越大。在补打新桩时，一是加大了沉管难度，二是非常容易造成已打桩断桩，此时，隔桩跳打亦不宜采用。

③当满堂布桩时，不宜从四周转向内推进施工，宜从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工。

2）严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩项浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。施工时，应严格控制拔管速率。拔管速率应控制在1.2～1.5m／分。

3）控制好混凝土的坍落度。工程实践表明，混凝土坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度一般控制在120～140mm。

4）桩在灌注混凝土时，按设计加0.5m控制桩长，将沉管拔出后，用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3～5秒，提高桩顶混凝土密实度。

5）拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插，由于桩管垂直度的偏差，容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土影响桩身质量，应避免反插。

6）加强施工过程中的监测。在施工过程中，应加强监测，及时发现问题，以便针对性地采取有效措施，有效控制成桩质量，重点应做好以下几方面的监测：

①施工场地标高观测。施工前要测量场地的标高。打桩过程中则要随时测量地面是否发生隆起。因为断桩常和地表隆起相联系。

②已打桩桩顶标高的观测。施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化，尤其要注意观测桩距最小部位的桩。以判断是否产生缩径。

③对有问题桩的处理。对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应开挖查看，做出是否复打的处理。

5 结论与效果

经过中铁西北科学研究院有限公司工程检测试验中心进行单桩载荷试验、桩土复合地基承载力、低应变动力检测、桩身混凝土实测强度等级均满足设计要求；CFG桩复合地基不仅能很好地发挥全桩的 侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。CFG复合桩与桩基相比，由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力。工程造价一般为桩基的1/2-2/3，经济效益和社会效益非常显著。

［1］JTG F10-2006公路路基施工技术规范[S].

［2］JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准[S].

［3］JTG/T D31-02-2013公路软土地基路堤设计与施工技术细则[S].

［4］JTG/TF81-01-2004公路工程基桩动测技术规程[S].

［5］兰州至永靖沿黄河快速通道建设工程施工图设计[Z].

［6］JTG 106-2003建筑基桩检测技术规范[S].