CFG桩在软弱路基中的处理技术

彭 丹

湖南交通职业技术学院（41000 7）

1 CFG桩施工工艺

CFG桩是由碎石、石屑粉煤灰掺合适量水泥加水拌合，用振动沉管打桩机或其他机具制成的一种具有一定黏结强度的桩。加固机理包括置换作用和挤密作用，但主要是置换作用。

1）振动沉管灌注成桩工艺

若地基土是松散的饱和粉细砂、粉土，以消除液化和提高地基承载力为目的，此时应选择振动沉管打桩机施工。振动沉管灌注成桩属挤土成桩工艺，对桩间土具有挤（振）密效应。但振动沉管灌注成桩工艺难以穿透厚的硬土层、砂层和卵石层等。在饱和黏性土中成桩，会造成地表隆起，挤断已打桩，且振动和噪声污染严重，在城市居民区施工受到限制。在夹有硬的黏性土中成桩时，可采用长螺旋钻机引孔，再用振动沉管打桩机制桩。

2）长螺旋钻孔灌注成桩工艺

长螺旋钻孔灌注成桩适用于地下水位以上的黏土、粉土、素填土及中等密实以上的砂土，属非挤土成桩工艺。该工艺具有穿透能力强、无振动、低噪声、无泥浆污染等特点，但要求桩长范围内无地下水，以保证成孔时不塌孔。

3）长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺

长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺，属非挤土成桩工艺，具有穿透能力强、无振动、低噪声、无泥浆污染、施工效率高及质量容易控制等特点。

长螺旋钻孔灌注成桩和长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺，在城市居民区施工，对周围居民和环境的不良影响较小。

4）泥浆护壁钻孔灌注成桩工艺

泥浆护壁钻孔灌注成桩工艺适用于分布有砂层的地质条件以及对振动噪声要求严格的场地。该方法钻孔速度较快，但是泥浆对场地的污染较严重，影响后续孔的施工，且孔底沉渣较大也会影响成桩质量。

2 CFG桩施工方法

2.1 施工工具

CFG桩采用长螺旋钻机引孔,用Φ377的沉管机进行施工，由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成完整的施工体系。

2.2 施工程序

1）钻机就位:CFG桩施工时，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。

2）混合料搅拌:混合料搅拌要求按照配比进行配料，计量准确，搅拌均匀。每盘料搅拌时间不少于60 s，混合料坍落度控制在16 ～20 cm。

3）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，启动电机钻进。

4）灌注及拔管:CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进，开始泵送混合料。当钻杆芯管充满混合料后，开始拔管，严禁先提管后送料。

5）上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。

3 CFG桩施工要求

1）施工时应按照设计配合比例配制混合料。在搅拌机中加水搅拌，水量由混合料坍落度控制，长螺旋钻孔，管内泵压混合料成桩施工的坍落度为160 ～200 mm，振动沉管灌注成桩的坍落度宜为30 ～50 mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200 mm。

2）长螺旋钻孔，管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆的时间。混合料泵送量应与拔管速度相配合，以保证管内有一定高度的配合料。

3）桩顶标高应超出设计桩顶标高，不少于0.5 m。

4）成桩过程中抽样做混合料试块，每台机械1 d应做一组（3块）试块，边长为150 mm的立方体，标准养护为28 d，然后测定抗压强度。

4 CFG桩复合地基施工检测

施工结束后，应对桩顶标高、桩位、总桩量、桩体质量、地基承载力以及褥垫层的质量进行全面检测。CFG桩施工完毕，一般28 d后对CFG桩和CFG桩复合地基进行检测，检测包括低应变对桩身质量的检测和静载荷试验对承载力的检测。静载荷试验多用单桩或多桩复合地基，根据试验结果评价复合地基承载力；也可采用单桩载荷试验，通过计算评估复合地基承载力。

4.1 监测的依据

1）《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2002）；

2）《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）；

3）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）；

4）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202-2002）；

5）相关的工程图纸。

4.2 检测数量及桩身评价类别

静载荷试验数量取CFG桩总桩数的0.5% ～1.0%，但不少于1点；低应变检测数量一般取CFG桩总桩数的10%。选择试验点时应本着随机分布的原则进行选择。CFG桩检测桩身完整性质量评价分四类:

一类桩:桩身完整；二类桩:桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；三类桩:桩身有明显缺陷，对桩身承载力有影响；四类桩:桩身存在有严重缺陷或断桩。

4.3 CFG桩复合地基承载力评价条件

复合地基载荷试验是确定复合地基承载力、评定加固效果的重要依据。复合地基载荷试验时，必须保证桩体强度，以满足试验要求。进行单桩载荷试验时，为防止试验中桩头被压碎，宜对桩头进行加固，还应考虑施工过程中对桩间土的扰动。桩间土承载力和桩的侧阻、端阻恢复都需要一定时间,一般在冬季检测时，桩与桩间土强度增长较慢。CFG桩复合地基属于高黏结强度桩复合地基，载荷试验具有特殊性，试验方法直接影响对复合地基承载力的评价。对此，试验时按照《建筑地基处理技术规范》“复合地基试验要点”执行的同时，还需注意以下两点:

1）褥垫层的厚度与铺设方法。试验时褥垫层的地标高与桩顶设计标高相同,褥垫层底面要平整。褥垫层铺设厚度为6 ～10 cm，铺设面积与载荷板面积相同，褥垫层周围要求有原状土的约束。

2）当P-S曲线不存在极限荷载时按相对变形值确定复合地基承载力，s/b=0.01对应的荷载作为CFG桩复合地基承载力标准值。

5 总结

CFG桩复合地基的设计工作要求设计人员既要有理论基础，又要有实践经验，在进行设计时要充分了解场区的底层分布规律和地下水特点。在桩端持力层为含水的松散砂层时，应尽量避免桩端进入砂层太深，以免在施工时扰动砂层，产生涌砂现象，造成质量问题。如受条件限制桩端必须进入较深松散砂层时,在施工时应采取必要的措施，避免扰动砂层。

[1]冯仲仁,朱瑞赓.我国高速公路软基处理研究的现状与展望[J].武汉理工大学学报,2002,VO1.24(1):78-80.