浅谈CFG桩在潮汕站地基固处理中的应用

厍铁原

摘 要：本文结合厦深铁路（广东段）Ⅳ标潮汕站地基处理的具体实践，就CFG桩的施工关键工序和技术控制进行了简要阐述。

关键词：CFG桩施工；关键工序；技术控制

中铁十九局集团第六工程有限公司施工的厦深铁路广东段潮汕站起始桩号：DK205+745.747～DK208+633.941，长2.888km。站场范围内地基处理采用CFG桩，预应力管桩加固、挖除换填。其中CFG桩138.2万米、预应力管桩49.8万米，挖除换填7.3万方。

CFG桩是英文Cement Fly -ash Gravel Pile的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，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C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。

潮汕站CFG桩1382063延长米，设计桩径0.5m，桩间距1.5m。桩体材料为碎石、粉煤灰、普通硅酸盐水泥，混合料28天强度不小于10MPa。采用长螺旋成孔管内泵压混合料灌注成桩的施工方法。路基一队负责站场DK205+745.747～DK207+500段桩施工，路基2队负责站场DK207+500，0～DK208+624.395段桩施工。每队配备14台长螺旋钻机，14台混凝土输送泵及相应人员。混合料由拌合站集中拌合，砼搅拌运输车运送至施工现场，砼泵泵送成桩。现就CFG桩施工的关键工序和技术控制进行介绍。

1 自然特征

1.1 地形地貌

厦深铁路位于闽粤两省东南沿海地带，地貌为中低山丘陵及堆积平原区，总的地势西北高，东南低，山脉多呈北北东～南南西走向延伸，与海岸线大致平行。植被发育。堆积平原区海拔一般在0.5～15米之间，地势平坦，相对高差1～3米。本线范围内为潮汕平原及三角洲平原。

1.2 地质特征

本工区所在的堆积平原区为冲积、海积或混合型成因，岩性以淤泥、淤泥质黏性土、黏土、粉质黏土、粉细纱、中粗砂、卵砾石为主。具有高压缩性和欠固结性、低承载力等特点，土层工程地质条件差。

1.3 水文特征

本区地下水主要类型有孔隙潜水、基岩裂隙水，第四系砂类土为主要赋水层。除第四系冲洪积层孔隙潜水、断层带裂隙水较发育外，一般地下水不发育。

1.4 气象特征

沿线属南亚热带海洋性季风气候。年平均气温在21～23 ℃之间。常年温度较高，日夜温差小，极端气温变幅不大。

冬春季风风向主要为北东东向，夏季东南风盛行，平均风速为2.7米/秒。常受热带气旋侵袭，热带气旋风力一般在10级以上。每年5～10月常有台风，风力在8级以上。

年平均降水量在1300～2100毫米之间，主要集中在汛期4～9月，占全年降水量的81.7%。降雨特点是春夏以峰面雨为主，7～9月多台风雨。

2 施工准备

施工前首先采用静力触探法沿线路纵向每100m检验2点，对地基地质资料进行核查，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。

2.1施工前应制定CFG桩布桩图，图中注明桩位编号。测量放线，准确确定桩位，检查施工场地的控制桩点是否会受施工振动的影响。

2.2确定施工机具和配套设备。

2.3施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验，选定合适的配合比，施工时严格按配合比配制混合料。

2.4CGF桩共计划试桩2根，以复核地质资料、设备、施工工艺是否适宜，核定选用的技术参数。

3 施工工艺

CFG桩采用长螺旋钻机成孔。工艺流程：试桩→施工放线→桩机就位→调平机身→钻孔至设计标高→泵压混合填料→钻具提出孔口及清土→移机至下一桩位

CFG桩施工采用长螺旋钻机施工。钻机就位后，启动马达，螺旋钻杆钻入地下，钻孔过程做好记录。钻至设计标高后，开始泵压混合料，混合料下到孔底后开始均匀提钻。根据泵入混合料量控制提钻速度，保证钻头矛尖始终埋在混合料中，以防断桩。具体步骤如下：

3.1 放线

施工前按照桩位平面布置图统一进行测放桩位线，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于50mm。

3.2 成孔

长螺旋钻机成孔，一般先慢后快，钻进速率按3.0m～4m/min控制，在施工时做好记录，避免形成螺旋孔，成孔至设计深度，确保桩端进入持力层满足设计要求，施工桩顶标高应高出设计桩顶标高不少于0.5m，在试桩过程中根据钻机具体情况确定最佳的垂直度控制手段，以保证桩身垂直度偏差小于1%。

3.3 砼灌注

成孔至设计深度后，现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆，速率按2.3m～2.8m/min控制，认真做好施工记录，并同时通知司泵开始灌注砼并保持连续灌注。灌注砼至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高50cm左右，以保证桩顶标高和桩顶砼质量均符合设计要求：灌注砼之前，应检查管路是否顺畅稳固；CFG桩件施工中，每台班均制作检查试件，施工前，应用水泥砂浆湿润管路。

3.4 施工过程中应认真填写施工记录，每日留取试块1～2组。

3.5 清土及剔桩

①第一步清土在罐压桩施工完毕后立即将多余砼铲除；

②第二步在成桩后3～7天左右剔桩，避免因桩身强度较大时剔桩困难；

③清土采用小型机械设备及人工开挖、运输，避免断桩及对地基土的扰动；

④清土预留至少20cm人工清除，找平；

⑤清槽后人工截桩，钢钎沿径向楔入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用小钎修平；

⑥因剔桩造成桩顶开裂、断裂，按桩基混凝土接桩规定，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级混凝土填补并振捣密实。

4.施工中的注意事项

4.1 CFG桩成孔

①钻孔开始时，关闭钻头阀门，操纵下移钻杆，钻头触及地面时，启动马达钻机。钻进先慢后快，同时检查钻孔的偏差及时纠正。

②桩机操作手和现场读尺人员要密切配合，钻机每钻进1m，要及时做好钻机进尺及土层变化的记录，当显示已进入硬土层时，要控制进尺，确保嵌入深度满足设计要求。

③桩身进入持力层的深度要求，满足设计要求。

④钻孔至设计高程后，对地质情况进行详细的记录。

⑤发现地质情况与设计不符，要及时通知设计单位。

⑥在成孔过程中发现钻杆摇晃或钻进难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏差、位移及钻具损坏。当钻至设计标高后，一般才用静止提拔。

4.2 施工过程中，应做以下的观测

①施工场地标高观测。施工前测定原地面的标高，注意要有足够的数量和代表性。打桩过程是否发生地面隆起现象，以此推断断桩情况的发生。

②桩顶标高的观测：对桩顶上升量较大的桩（大于10mm）或怀疑发生质量事故的断桩应挖开查看，或作为小应变检测的重点。

③保护桩长的设置

④严格按设计设置保护桩长，设置保护桩长遵照如下原则：

⑤设计桩顶标高离地表的距离不大时（不大于1.5m），保护桩长可取50～70cm ，上部再用土封顶。

⑥桩顶标高离地表的距离较大时，可设置70～100cm的保护桩长，然后上部再用粒状材料封顶直到接近地表。

5.CFG桩施工质量检验及效果检验

5.1 过程检测

①施工过程质量检验主要应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、桩顶标高、褥垫层厚度及其质量和桩体试块抗压强度。

②桩位允许偏差：0～50mm、桩身倾斜不大于1%、桩体有效直径不小于设计值。

5.2 施工后质量检测

施工结束，一般成桩28d后进行身完整性、土以及复合地基检测。CFG桩施工后土层也会得到挤密，强度会增加。

①桩间土检测：施工后取土做室内土工试验，考查土的物理力学指标的变化。

②桩间土挤密：做现场静力触探和标准贯入试验，与地基处理前进行比较。

5.3 CFG桩身检测

成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一个台班做一组（3块）100mm×100mm×100mm的试块，标准养护，测定28d抗压强度。

桩身完整性：抽取不少于总桩数10%的桩进行低应变动力检测桩身的完整性。

单桩静载试验测定桩的承载力：不少于总桩数的0.5～1%。

复合地基承载力：

复合地基承载力试验在施工结束28d后进行。试验数量为总桩数的0.5～1%，每个单体工程的试验数量不应少于3根。选择试验点时本着随机分布的原则进行。

6.结语

通过对以上关键工序进行了严格的技术控制，中铁十九局集团第六工程有限公司潮汕站CFG桩施工合格率100%，优良率98.5%，完全满足了设计要求，并为整体工程优质高效展开奠定了坚实基础。