浅谈CFG桩施工技术

胡小锋

摘要：CFG桩复合地基具有施工简便、进度快、质量便于控制、沉降变形小等特点。它能大幅度提高地基承载力，适用于水利工程、工业厂房和民用住宅的地基处理和加固，具有广泛的经济效益和社会效应。本文对其加固原理、施工技术与施工质量控制要点进行分析概述。

关键词：CFG桩；加固原理；施工技术

一、CFG桩的加固原理与类型

CFG桩是全名水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水伴和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C5-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。

（一）CFG桩的加固原理

CFG桩是具有一定粘结强度的桩，在外荷载作用下，桩身不会向碎石桩那样出现鼓涨破坏，并可全桩长发挥侧摩阻力，桩落在好土层上具有明显的端承力，桩承受的荷载通过桩周的摩阻力和桩端阻力传到深层地基中，其复合地基承载力可大幅提高。CFG桩加固软弱地基主要有两种作用：桩体作用和挤密作用。

1、桩体的排水作用

CFG桩在处理饱和粉土和砂土地基的施工中，由于成桩过程中的震动作用（螺旋转成孔有震动作用），会使土体内产生较大的超静孔隙水压力。刚刚施工完的CFG桩将是一个良好的排水通道，特别是在较好透水层上面还有透水性差的土层覆盖时，这种排水作用更加明显，孔隙水沿着刚完工的桩体向上排出，直至CFG桩体结硬为止。

2、震动挤密作用

CFG桩施工利用螺旋转动法施工，由于其震动作用，将会对桩间土产生扰动和挤密，特别是对高密度土，会使其结构强度丧失，强度降低。成桩结束后，随着恢复期的增长，结构强度逐渐恢复，新的结构强度的形成，桩间土的承载力有所提高。

（二）CFG桩的类型

1、振动沉管灌注成桩法：由配重铁块结合弹性动力头作用，将沉管插入地下并挤压周边土体成孔，通过沉管灌注、振密混合料成桩的施工工艺。

2、长螺旋钻孔灌注成桩法：由双动力电动机带动螺旋钻杆，在动力头及钻杆重力作用下，通过螺旋钻杆返渣成孔，然后灌注混合料成桩的施工工艺。

3、长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩法：成孔工艺同上，利用混凝土输送泵及长螺旋内管泵压混合料成桩的施工工艺。

二、CFG桩施工技术

（一）材料和质量要求

1、水泥

（1）根据工程特点、所处环境以及设计、施工的要求，选用强度等级为32.5 以上的水泥。

（2）施工前，对所用水泥应检验其初终凝时间、安定性和强度，作为生产控制和进行配合比设计的依据。必要时，应检验水泥的其他性能。

（3）水泥应按规定堆放在防雨、防潮的水泥库内。如因储存不当引起质量明显下降或

水泥出厂超过三个月时，应在使用前对其质量进行复验，并按复验结果使用。

2、碎石

碎石粒径20～50mm，松散密度1.39t/m3，杂质含量小于5%。

3、石屑

粒径2.5～10mm，松散密度1.47t/m3，杂质含量小于5%。

4、粉煤灰。

粉煤灰应选用Ⅲ级或Ⅲ级以上等级粉煤灰。

（二）工艺性试桩

工艺性试桩可结合工程桩施工进行，主要考查设计的施打顺序和桩距能否保证桩身质量以及CFG桩复合地基是否满足设计承载力及沉降要求。按设计要求选择4根试桩，试桩完成后对试桩进行复核地基承载力试验和单桩承载力试验，试验过程中对桩、土、垫层的应力和变形进行监测，研究CFG桩复合地基的作用机理，考察设计文件是否满足过程承载力及沉降要求。当试桩结果满足设计要求后方可进行大面积施工。

（三）钻进成孔

钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动钻机钻入，钻进时应先慢后快。钻头到达设计桩长预定标高时，于动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据，当标记处与标志持平时，钻杆就达到设计标高。施工时由现场技术员或施工员用钢卷尺检查深度和垂直度并且作好检查记录，现场钻机操作员作好钻进记录（内容含岩层情况、钻进时间、进度尺寸、钻机状况等）。当遇到较硬土层，钻杆出现摇晃，进尺困难时，应放慢进尺，同时现场技术员积极探明情况，給总工程师做出书面汇报，一起参与现场处理，作好处理记录，直到钻至设计标高。施工桩长应根据设计要求、地质情况和钻进电流变化综合控制，确保桩体穿透软土层进入持力层不小于1.0m。

（四）判断钻孔至设计深度的方法

在钻机塔身上每隔0.5m做醒目标记，当动力头底面到达设计要求深度标记处时，桩长即满足设计要求。施工时还应该考虑施工工作面的标高差异，做相应增减。

判断钻头是否到了持力层一般有两种方法：

一是在桩机驾驶室观测电流的变化。钻机开始钻孔及软弱地层钻孔时，电流表指针在50MA～70MA安，当钻头遇到持力层时，瞬间的电流将增大到120MA以上，同时电压下降。此时，应判定钻头已达到持力层（电流应通过工艺试验确定，并根据不同的土质有不同的值）。

二是在钻机旁直观观察。当钻头到达持力层时，钻杆上部的动力头发生颤动和轻微的摆动，钻机的动力明显减弱，此时，应判定钻头已达到持力层。

（五）混合料的拌合及运输

为了保证混合料的质量，混合料搅拌采用拌和站集中拌和，按照配合比进行配料，每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制。一般控制在90～120秒，具体搅拌时间根据实验确定，电脑控制和记录。混合料出厂时塌落度可控制在180mm～200mm。混凝土搅拌运输车集中运输到施工现场。

参考文献：

[1]何培玉.浅谈CFG桩施工技术在复合地基中的处理应用[j]. 城市建设理论研究（电子版），2012年36期.

[2]吴伦胜.浅谈房屋建筑中的地基处理施工技术[j].城市建设，2013年18期.