软土路基中CFG桩的应用

林韶洪（厦门铭鑫荣交通工程有限公司）



软土路基中CFG桩的应用

林韶洪
（厦门铭鑫荣交通工程有限公司）

【摘要】在软土路基中应用CFG桩，能够较好地提高软土的承载力，减小路基的变形。CFG桩由于其较易施工的特点，以及较好的经济效果，近年来在高层建筑以及市政道路的施工中得到了广泛的应用。本文从软土路基的基本特征出发，结合CFG桩的主要特点，阐明了CFG桩在软土路基中应用的优势，同时提出了软土路基中CFG桩的施工要点，从而为各市政道路施工单位提供一定的借鉴。

【关键词】软土路基；CFG桩；加固；施工

1　引言

我国由于幅员辽阔，地质情况十分复杂，在沿海地带，长江中下游，华南地区，存在着大量的软土层。因此，在建筑、市政道路等施工过程中经常会遇到基础较为软弱的情况。此时就需要各种处理方法来对软土进行改良加固，提升软土层的荷载，从而保证上部的建筑和公路能够更好地受到承载。CFG桩——水泥粉煤灰碎石桩，是近年发展起来的一项较为经济且加固效果很好的桩。它是一种低强度混凝土桩，可充分利用桩结合桩间土承载力的共同作用，并可传递荷载到深层路基中去，具有较好的技术性能和经济效果。对软土路基中CFG桩的运用方法和要点进行分析，能够更好地保证公路工程的顺利施工，加强工程质量并降低造价。

2　软土路基的基本特性

市政道路施工中可能会遇到各种不同的土质，而土质的不同类别往往影响到上部结构的稳定性和安全性。尤其是软土地基，对于铁路的影响更显著，需要采取加固措施对土体进行改善。软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性能相差较大，因此上部结构的稳定性较差，需要采取一定的措施对其进行加固。

3　CFG桩的主要特点

CFG桩的主要原材料是粉煤灰、水泥和碎石等，是在碎石桩体上添加水泥为主的胶结材料，添加粉煤灰增加混合料的和易性，同时添加适量石屑以改善级配，使桩体获得胶结强度，并通过螺旋钻孔灌注或振动沉管灌注而形成。开始主要运用于建筑工程，随后不断发展应用到公路市政等工程中。CFG桩的主要用途就是用来改善软土路基的承载性能。由于CFG桩与传统的碎石桩相比，本身具有一定固结强度，不需要依靠土体的约束来形成桩体强度，在面积置换率更小的情况下，能够更大改善软土路基的承载性能，提高路基的承载能力和稳定性，同时降低其压缩性。由于CFG桩的加固效果好，且施工较为简便，质量容易控制，且经济上较为节约，因此采用CFG桩进行软土路基的加固应用已经逐渐得到了推广，具体而言CFG桩主要包含了如下的特点。

3.1应用范围广

由于CFG桩的施工较为简单，且加固效果好，能够适用于粘性土、砂土、粉土以及淤泥质土等多种不同软土地基的加固。不论是房屋建筑的条形基础、箱型基础，还是筏形基础，还是道路，铁路施工中的各种软土路基，CFG桩都能够得到很好的应用。同时，与桩基相比，由于CFG桩的材料简单，可掺入工业废料粉煤灰，且不需要计算配筋并能发挥桩间土的承载能力，造价一般为桩基的1/3-1/2，经济效益和社会效益明显。因此，CFG桩的总体应用范围十分广泛，在高层建筑中以及软土路基中都有着较好的应用价值。

3.2承载力好

CFG桩有较好的承载力，桩径一般为350～600mm，桩长一般为10～20m。CFG桩与基础的连接的部分是褥垫层，褥垫层在保证桩土共同承担荷载方面起了很重要的作用，有了褥垫层，能够保证不论下层土体是什么土质，都能够使得桩间土始终参加受力。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载，因此CFG桩的承载力较好。同时根据土质的不同，对CFG桩的桩长进行调整，能够更好地均匀保证桩之间的受力配合，充分利用不同土层的端承力，从而进一步提高CFG桩的承载能力。

3.3有效控制沉降

对于软土路基，有效控制沉降，是软土路基施工中最重要的一项技术指标。控制沉降是CFG桩复合地基的一个较大的功效，由于CFG桩的作用特性。首先，CFG桩具有一定刚度，能够将桩顶承受的荷载通过桩周摩擦阻力和桩端阻力传到深层地基中。其次，在设置了褥垫层之后，调整了桩土荷载分担比，保证桩土共同承担荷载，保证桩间土始终参与工作，更好地将力进行传导，减小沉降的发生。第三，施工完毕最初CFG桩，在上层有相对隔水层时，由于其本身材料特性，决定它是个良好的排水通道，空隙水将沿桩体排出，直至桩体固结，起到排水固结的作用，增加桩间土的密实度。第四，CFG桩在施工过程中，振动和挤压使得桩间土得到挤密，特别在沙层更为显著，使得土壤相对密度增加，孔隙率降低，干密度和内摩擦角增大，改善土的物理性能，提高土体承载力，从而有效控制沉降。按照大量工程实践来看，通过勘察确定桩土承载，确定CFG桩径桩长，以及桩网的合理布置，对路基的沉降控制，有明显的效果。

4　软土路基中CFG桩的施工要点

4.1施工准备工作

进行软土路基的CFG桩施工，首先要做好现场的施工准备工作。第一就是对现场进行清洁整理。对现场的各类杂物进行清扫，去除土地表面的杂草等，并进行场地的平整，保证后期的施工顺利，安排好现场的排水工作。同时，操作人员应根据设计图纸的要求对各个桩点的位置进行放线和确认，并做好标记，方便后期的施工，同时要确认地质资料的正确性。现场人员也要做好后期沉降监测的准备，按照设计图纸的要求对沉降观测的网点进行设置，埋设相应桩橛。然后开始对整个土地的沉降进行第一次观测，并在后期施工过程中根据要求进行持续的观测。最后，要对现场的地质情况进行复测，同时对CFG桩的原材料等进行检查。确定施工的工艺、工序，人员、材料、机械的安排到位，该交底的工作完成交底。同时保证原材料的质量，确定混合料配合比、坍落度、成孔时间、搅拌时间、拔管速度等各工艺参数。

4.2钻机就位

CFG桩的钻机一般采用长螺旋钻机，就位应该按照预先标定好的定位点来进行，同时由于CFG桩的施工顺序施工中心向周围进行，并采用跳桩法进行施工，从而避免施工过程中对于土体的影响不均匀，而造成隆起等现象。将钻机放至指定位置后，要对其进行校正。利用桩机塔身前后和左右垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩中心。要保证钻杆的垂直度偏差不应大于1%，桩位偏差不大于5cm。设计要求保护桩长大于50cm，桩径不小于设计值。钻机钻到设计标高的位置就停止钻进，等待泵料的加入。

4.3CFG桩的配置

要进行CFG桩的灌注，首先要对其混合料进入配置。在进行配置时，必须严格按照设计以及实验室的要求配合比来混合。在进行灌注前，要对混合料的质量进行再次的检查，保证原材料符合要求。在进行混合料的配置时，混合料的上料顺序为先装碎石，再加水泥、粉煤灰、泵送剂，最后加砂，使水泥、粉煤灰在砂石之间，不易飞扬粘附在筒壁上，也易于搅拌均匀，混合料塌落度控制在16～20cm。同时应取试件来做同条件强度试验，从而保证后期施工过程中CFG桩的强度能够达到设计要求。在将拌合料运送到施工现场的过程中，应一直进行搅拌，根据需要成桩的数量来进行拌合物的运输，送到现场后就开始进行CFG桩的灌制工作。

4.4灌注成桩

在进行CFG桩体的灌注成桩时，一旦拌合料进行现场，就应立即安排进行灌注，最多不可超过2个小时。在使用之前，应该再次对材料的塌落度进行检验，保证其符合施工的要求。在进行灌注时，需要均匀的拔管。在进行桩体的灌注时，应时刻控制桩体的灌注质量，保证其均匀性。根据泵入的混合料的的多少，来控制提钻的速度。灌注轮至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高不小于50cm，从而更好地防止后期的沉降等问题的发生。压灌轮时一次提钻高度小于25cm，混凝土埋钻高度大于1.0m。同时施工的现场应该有专人对于施工的过程进行监督和指挥，严格观察灌注的质量，同时加强施工中意外情况的防治。当钻杆拔出地面，确认成桩符合设计要求后，用湿粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。由于CFG桩的施工过程中产生的土体较多，很容易将周围的桩位标志掩盖或是对其造成影响，因此在进行下一根桩的施工之前，需要对其桩机的位置进行再一次的复核检验，从而保证桩位符合设计的要求。

4.5成桩质量的检测

在CFG桩成桩工作完成之后，需要对其具体的成桩质量进行检测，保证达到施工设计的要求。桩体本身的主要控制参数包括了其垂直度的控制，桩体完整性的控制，桩体的强度控制以及复合地基的承载力控制等各个方面。桩体的垂直度偏差不可以大于设计规定的1%，同时桩体本身桩位的偏差不可以大于50mm。每个检验批的检验个数应该大于等于5根桩体。在进行桩体的承载力的检验时，应该分别进行单桩、单桩复合地基静力载荷试验，计算沉降与承载力。检验数量为桩数的0.2%，且不少于3根。

5　结语

CFG桩作为当前较为流行的处理软土地基的施工方式，其具体的施工方法以及注意要点尤其要得到施工单位的重视。CFG桩在软土路基中的应用，能够更好地提高土体的稳定性和承载力，同时由于其施工简单，无配筋要求，能够带来较好的经济效果。各施工单位应在实践中不断积累施工经验，从整体施工流程的把握，工艺的控制，以及施工质量和安全的保证等方面，加强对于CFG桩施工的研究与实践，从而更好地促进市政道路施工的顺利进行，保证后期的实际运行效果。●

【参考文献】

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