CFG桩在市政路基施工中的质量管理

肖伟权

（惠州市市政工程总公司，广东惠洲516001）

0 引言

道路路基的稳定性是道路施工的关键环节，也是保证道路使用寿命的关键部位。惠州地区分布着广泛的滨海、河滩等软土地基，在这种软土地基建设道路时，若不对其进行处理，往往会发生路基失稳或过量沉陷，从而导致道路及路基内隐蔽构筑物的损坏而不能正常使用。

1 工程概况

淡澳河两侧滨河路市政工程位于大亚湾西区阳光大桥至中心区中心二路大桥。该工程位于淡澳河滨河两侧，其中的第七子段K0+190～K1+090段的路基有36 575 m2处于软土之上，地基需要进行处理。根据《岩土工程勘察报告》建议，采用CFG桩复合地基处理该段软土路基。该工程设计CFG桩桩径400 mm，桩长在6.7～19.0 m之间，总打设长度约为22万m；CFG桩需打穿软土层厚度，并打入下卧层大于等于50 cm或强风化砂砾岩大于等于20 cm；复合地基承载力设计值fak≥120 kPa，工后允许沉降不大于30 mm。施工时间为2013年10月至2014年2月。

2 CFG桩特点及其工艺选择

2.1 CFG桩特点

水泥粉煤灰碎石桩（简称CFG桩）是在碎石桩复合地基基础上发展起来的一种地基加固处理方法，通过调整桩长、桩距、褥垫层厚度、桩体材料配合比，使复合地基变形小，大幅提高地基承载力。其施工工艺决定了其易于施工，施工速度快捷，工期短；成桩质量可靠，桩的直径固定，桩长及桩身质量可以用直接手段进行检测；桩体材料可以掺入粉煤灰、不用配置钢筋；还具有能够固定软土的流动性等特性。

2.2 工艺选择

CFG桩施工工艺主要有：长螺旋钻孔管内泵压混凝土成桩、振动沉管灌注成桩、长螺旋钻孔灌注成桩。

根据该项工程《岩土工程勘察报告》、《施工设计图》要求，选择长螺旋钻孔管内泵压混凝土成桩的施工方式比较合适。首先，长螺旋钻孔管内泵压混凝土成桩的施工工艺比较成熟；其次，混凝土现已经采用商品混凝土，混凝土和易性可以得到很好的满足，直接用泵机泵送混凝土进入钻孔内，方便、快捷，质量易于保证；第三，噪声和泥浆不会影响施工场地及其周边，做到文明施工。

2.3 施工工艺流程

场地平整—测量放样—钻机就位、调平—钻至设计标高（下卧层不小于0.5 m）—停钻—提升钻杆反向旋转、泵送混凝土—匀速提升至设计超灌标高、停泵—钻机移位至下一根桩位。

3 施工方法

3.1 施工准备

（1）清理平整场地：先进行草袋围堰，将特殊路基处理范围内鱼塘水排出并将表层淤泥晒干；向鱼塘内推填土并压实形成CFG桩施工工作面。

（2）测量放样：根据施工设计图的要求圈定施工范围，按布桩间距计算出各桩的坐标，再用全站仪逐桩放样定位，以确保桩位的精度，每桩位均以竹签打入地面，上部绑上红色小塑料袋以作明显的标志。

（3）试桩：先分路段和各个地质情况不同的场地进行成桩试验，各试桩段试验桩数不少于5根，试桩的目的以调整确定各项施工工艺参数，选择合理的施工措施及配套设备、设施。试桩经检测满足各项设计参数后方可进行大面积的施工。

（4）技术交底：在上述各项准备工作完成后，进行大面积施工前，由项目技术负责人根据试桩结果、地质情况和设计要求向全体施工人员进行技术交底，并履行交底签字手续。

（5）混凝土采购及供应：该项工程CFG桩设计桩体材料（桩体灌注用混合料）采用C20商品混凝土，混合料坍落度控制在16～20 cm。

（6）施工机械选择：该项工程主要的施工机械有：旋式步履钻机4台，在本地即有此类钻机租赁；混凝土泵机4部，由混凝土供应商提供；挖掘机1台，自有。

3.2 施工方法

（1）钻机就位：依据设计桩长组织合适高度的钻机架体进场、组装。然后钻机就位，调整钻机水平，使钻杆与地面垂直，钻头对中桩位，固定好钻机。

（2）施钻：钻机固定，检查出料活动阀门是否闭合后，便可以开钻。当钻至设计深度后，钻机应保持空转清土，以便使孔底虚土被清出钻孔。

（3）压灌、提钻：清完钻孔后，即可将混凝土通过混凝土泵泵入钻孔中，与此同时提钻，位于钻头的活动阀门自动打开，使混凝土流出，并使钻具在混凝土内埋深0.5～1.0 m左右。提钻速度必须与混凝土泵入的速度相匹配，使孔内混凝土面抬升的高度始终比钻头位置高出0.5～1.0 m，以防止断桩。混凝土必须连续灌注，直至高出设计标高不小于0.5 m，成桩。

（4）施工方向：沿道路前进方向，由中间逐渐向两侧。

4 质量控制要点

4.1 施工前期质量管理

施工前应按设计要求和试桩结果，与混凝土供应商协商、补充混凝土采购合同约定，比如水泥的牌号及最少用量、骨料的最大规格及其含量、粉煤灰的掺入数量等等各项数据和参数，以及混凝土从出厂到现场的运输时间。目的是保证混凝土质量，使混凝土的和易性保持良好，在泵送时减少堵管现象，使泵送顺利进行。

召集施工技术人员再次通读施工设计图，根据设计要求和试桩结果，编写、修订《钻机操作作业指导书》、《混凝土泵送作业指导书》等，再次对参与的施工人员进行补充技术交底。

4.2 施工过程的质量管理

（1）混凝土及其泵送：混凝土运送到现场后，质量检查员做到每车检验并做好相应的记录，主要检查混凝土是否有离析现象；检测混凝土的坍落度，保证混凝土的和易性以减少泵送过程中的堵管现象。混凝土必须连续泵送灌注，直至成桩。

（2）施钻：在钻进过程中，钻机应保持匀速运转，不得时快时慢，应使钻杆的下降速度和钻机旋转速度相匹配。在钻进过程中，为达到设计标高不得反钻或提升钻杆，如遇特殊情况，要反钻提升钻杆，则要将钻杆提升至地表，对钻头活动阀门重新检查、疏通、闭合后才能继续钻进。

（3）压灌及提钻：起始压灌混凝土需保证钻具在混凝土内埋深0.5～1.0 m左右，提钻速度必须与混凝土泵入的速度相匹配，使孔内混凝土面抬升的高度始终比钻头位置高出0.5～1.0 m；混凝土必须连续泵送灌注，灌注前每桩必须备好充足的混凝土料，如有地下水位或坍孔或饱和砂土或饱和粉土层或淤泥层时，则要灌注至其位置以上0.5～1.0 m方可暂停泵送待料，拔管速度则需要适当放慢。

4.3 质量通病分析和处理

（1）斜孔：斜孔是由于钻机没有固定好，在钻进的过程中造成钻杆晃动较大，还有就是钻杆在钻进前后没有检查其垂直度是否达到要求，再有就是钻进的过程中遇到了地质突变和钻速过快等情况均会发生斜孔现象。因此，在每班作业前均要核对当天需要作业地段的地质勘察报告，在变化较大的作业地段标识好，做好相应钻速调整，不使钻速过快而造成斜孔；每次开钻前均要将钻机调平固定好，检查钻杆是否垂直，钻头是否对中桩位；在钻进过程中要经常检查钻杆是否有偏移、倾斜情况，观察出土的土质变化情况，以防止地质突变。当钻进过程中发生斜孔时，能校正的则放慢钻速给予校正，不能校正的，则回填重钻。

（2）窜孔：由于桩距较近，且地基土层中含有砂层、淤泥层造成孔洞坍塌而窜孔。该项工程设计桩径为400 mm，桩中心间距1 500 mm，按正三角形布点；该项工程《岩土工程勘察报告》显示，复合地基处理范围内有5.0～13.0 m的淤泥质土和淤泥质砂土层，为预防钻孔坍塌造成窜孔，采取隔一打一的跳打方式进行钻进施工。

（3）堵管：主要由于混凝土中骨料颗粒太大，或由于混凝土的坍落度较小而造成堵管。解决方法：每一车混凝土运送到施工现场后，质量检查员均要对混凝土进行检查。检查内容有：随车混凝土出厂配合比是否符合配合比设计要求，是否有离析现象，坍落度及和易性是否满足配合比设计和施工要求。

（4）缩颈和断桩：主要有两个原因造成，一是在砂层、淤泥层成桩后，桩身混凝土强度还没有起来，边上即进行新桩钻进挤压而造成缩颈或断桩；二是提升的速度与泵送不匹配造成缩颈或断桩。解决方法：一是按解决窜孔的跳打方式，保证桩身已灌注的混凝土具有一定强度后才进行相邻桩的施工；二是控制好提杆速度和混凝土泵送配合；三是在淤泥质土、淤泥质砂土层以下灌注混凝土时必须连续施工，混凝土只有灌注至砂层、淤泥层面0.5～1.0 m时方可暂停待料，混凝土灌注前必须备足混凝土料以待使用。

4.4 质量检测

（1）设计质量要求：复合地基承载力特征值大于等于120 kPa；桩距允许偏差±10 cm，抽查2%；桩径允许偏差±10 mm，抽查2%；桩长不小于设计桩长，查施工记录；垂直度允许偏差1.0%桩长，查施工记录。

（2）经惠州大亚湾经济技术开发区建设工程质量检测中心按《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）有关规定，用浅层平板荷载试验进行检测，共计检测了66个点，推定该项工程CFG桩复合地基土极限承载力均大于等于240 kPa，承载力特征值均fak≥120 kPa。

5 结语

CFG桩具有工艺简单、施工效率高、振动小、无泥浆污染、受力好、造价较低等特点，近年来在市政基础设施工程中广泛使用。特别是沿海、沿河滩地区的使用，可以很好地解决市政设施工程的施工造成对工地周边居民、环境的影响，做到文明施工、绿色施工。

施工前，组织参与桩基施工的全体技术人员认真阅读施工设计图、建筑地基处理技术规范的要求，编制好相应的作业指导书，对全体作业人员做好施工技术交底、安全技术交底，专职质量检查员全程进行质量检查、监督质量措施的落实，使整个施工过程均未发生斜孔、窜孔及混凝土堵管等现象。CFG桩复合地基完成后，经惠州大亚湾经济技术开发区建设工程质量检测中心对其进行检测：CFG桩未检测出有缩孔、断桩等现象；复合地基土极限承载力均大于等于240 kPa，承载力特征值均fak≥120 kPa；满足设计及施工规范要求。