CFG桩长螺旋成孔泵送砼施工工艺及质量监控

程功臣

摘要：本文以沪宁城际铁路长螺旋成孔泵送混合料施工CFG桩施工为例，介绍了CFG桩施工在高速铁路工程中的应用技术。CFG桩可用于加固填土、饱和及非饱和粘性土、松散的砂土、粉土等；对塑性指数高的饱和软粘土使用应慎重。它具有沉降变形小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特点，广泛应用于各类工程的地基处理和加固。

关键词：长螺旋；泵送砼；施工工艺；质量监控

1、概述

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，一般有三种成桩施工方法：即振动沉管灌注成桩（适用于粉 土、粘性土及素填土地基）、长螺旋钻孔灌注成桩（适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土）和长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩（适用于粘性土、粉土、砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地）。CFG桩复合地基，通过改变桩长、桩距、褥垫厚度和桩体配比，能使复合地基承载力幅度的提高有很大的可调性。

2、基本规定

承载力相对较高的土层作为桩端持力层，设计时应进行地基变形验算，技术人员应掌握所工程地基处理目的、加固原理、技术要求和质量标准等。施工中应有专人负责质量控制，并做好施工记录。当出现异常情况时，必须及时会同有关部门妥善解决，施工结束后应按有关规定检验和验收。

3、施工准备

（1）具备“三通一平”条件，场地工程地质勘察报告和必要的水文资料；

（2）CFG桩布桩图，并应注明桩位编号，以及设计说明和施工说明；

（3）邻近的地下管线、地下构筑物及障碍物等调查资料；

（4）施工技术措施：施工机具和配套设施；编制材料供应计划，所用材料的规格、质量要求和数量；试成孔不小于2个，以复核地质资料及设备、工艺是否适宜，核定选用的技术参数；放好桩位；施打顺序及桩机行走路线；在施工机具上做好进尺标志。

（5）机具设备：长螺旋钻机，振动沉拔桩锤，砂浆护壁所采用的钻机。

4、施工工艺

4.1、工艺流程

CFG桩复合地基技术采用的施工方法有：长螺旋钻孔灌注成桩，长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，振动沉管灌注成桩等。长螺旋钻孔灌注成桩适用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等结实以上的砂土；长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩适用于黏性土、粉土、砂土、以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地；振动沉管灌注成桩，适用于粉土、黏性土及素填土地基。

4.2、施工要点

（1）施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验，按配合比配制混合料。长螺旋钻孔管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为160～200mm，振动沉管灌注成桩施工的坍落度宜为30～50mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度小于200mm。

（2）桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%；对于满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对于条基，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对于单排布桩桩位偏差不应大于60mm。钻进时根据钻机的支撑臂、钻杆的稳定情况随时调整钻进速度，遵循先慢后快的原则，开始用1档钻进，进尺达到2～3m后用2档钻进，接近硬层时用1档钻进，进入硬岩时的电流由120A变为140A。

（3）控制钻孔沉管入土深度，确保桩长偏差在+100mm范围内。

（4）冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。

5、质量通病控制

堵管堵管：是指钻杆在提升过程中，砼阻塞在钻杆或输料管中，不能连续灌注，严重时造成管路爆裂，危及人身安全。主要原因如下：①螺旋钻排气不畅，施工人员对机械参数不明确或调整不当，螺旋钻提升速度与泵送量不协调。②混凝土泵送压力偏低：混凝土中粗骨料粒径过大过多。采取相应预防措施如下：①施工人员应进行严格培训并考核合格后，持证上岗。②每次泵送混凝土前应检查排气孔是否通畅。③严格控制螺旋钻提升速度，并与泵送量保持良好协调。④严格控制混凝土的原材料质量及混凝土搅拌时间，保证混凝土有良好的和易性及流动性。

串孔：打完X号桩后，在施工桩相邻的Y桩时，发现未结硬的X号桩的桩顶突然下落，当Y号桩泵入混合料时，X号桩的桩顶开始回升，此种现象称为串孔。发生串孔的原因如下：①被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂。②钻杆钻进过程中剪切作用对土体产生扰动。③土体受剪切扰动能量的积累，足以使土体发生液化。采取相应预防措施如下：①减少在串孔区域的打桩推进排数，减少对已打桩扰动能量的积累。②合理提高钻头钻进速度。

6、质量检验标准

水泥、粉煤灰、砂及碎石等原材料应符合设计要求；施工中应检查桩身混合料的配合比、坍落度和提拔钻杆速度（或提拔套管速度）、成孔深度、混合料的灌入量等；施工结束后，应对桩顶标高、桩位、桩体质量、地基承载力以及褥垫层的质量做检查；CFG桩复合地基的质量检验标准应符合规定。

7、成品保护

7.1、CFG桩施工时，应调整好打桩顺序，以免桩机械碾压已施工完成的桩头。

7.2、挖至设计标高后，应剔除多余的桩头，剔除桩头时应采取如下措施：找出桩顶标高位置，用钢钎、手锤等工具沿桩周向桩心逐渐剔除多余的樁头，直至设计桩顶标高；桩头剔至设计标高以下时，必须采取补救措施。如断裂面距桩顶标高不深，可接桩至设计标高，同时保护好桩间土不受扰动。

7.3、冬期施工时，保护土层和桩头清除至设计标高后，立即对桩间土和CFG桩采用草帘、草袋等保温材料进行覆盖，防止桩间土冻涨而造成桩体拉断，同时防止桩间土受冻后复合地基承载力降低。

8、安全措施

8.1、安全生产注意事项

（1）机械设备操作人员（或驾驶员）必须经过专门训练，熟悉机械操作性能，经过专业管理部门考核取得操作证或驾驶证后上机（车）操作。

（2）机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程，工作时集中精力，谨慎工作，不擅离职守，严禁酒后驾驶。

（3）机械设备发生故障后及时检修，绝不带故障运行，不违规操作，杜绝机械和车辆事故。

并遵守《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）的规定。

9、结束语

（1）高填方路段或软弱地段基底采用CFG桩加固处理后，路基基底承载力和沉降量等各种特性等均有明显改善，强度得到提高。

（2）通过路基沉降量的观测，路基加固地段沉降量达到规范及设计要求，说明CFG桩加固地基处理的方法是较好的。

总之，随着铁路客运专线建设高潮的来临，科学技术的不断进步，随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现，CFG桩与褥垫层复合地基施工技术已在铁路客运专线普遍使用，软弱路基地段通过CFG桩加固改变地基承载力方法达到减小工后沉降的目的。本文通过沪宁城际铁路路基基底处理措施应用，并取得了良好效果和经济效益，这对基它软弱地区路基设计与施工有一定的借鉴作用。CFG桩作为软基处理中的一个新工艺，具有广阔的市场前景。

参考文献：

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[2]赵太平，长螺旋钻孔内泵压CFG桩施工的质量控制，山西建筑，2003，29

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[4]铁道部经济规划研究院《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》经规标准[2005]110号

[5]铁道部经济规划研究院 《铁路混凝土工程施工技术指南》经规标准[2005]110号