CFG桩处理珠海某市政道路软基实践

文｜广东省建筑工程机械施工有限公司 陈军华

前言

道路工程具有较长的公里数、途经的地质条件变化大、受外部环境影响因素众多等特点，路基稳定性能对道路使用寿命有很大影响。在进行城市市政道路施工时，由于有不同的管线及城下设施施工，工期又不能太长，故对软基进行处理时，需要采用施工速度快、施工效果好的技术进行处理。CFG桩，即水泥粉煤灰碎石桩，既可满足市政道路的施工要求，又可充分利用桩间土和桩的特有优势，可有效节省工程造价，成为市政道路工程软基处理的较佳选择。

一、CFG桩在处理软基方面，具有以下特点：

CFG桩对多种不良地基如粘性土、淤泥质土等，均可适用，因而具有广泛的适应性。具有较强承载力。CFG桩能有效提升全桩的侧摩阻力，经处理后的复合地基中桩单独荷载可达到总荷载的40%至75%之间进行变化，极大提升了地基的承载力，同时可根据实际需要进行调整。此外，还具有较好排出土内的水，产生较小沉降量、环保高效等优点，能有效减少污染，保护环境。

二、施工工艺分析

采用CFG桩处理软基，施工现场的土质不同，采用的成桩工艺也有所差异：一般可分为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、振动沉管灌注成桩几种工艺。具体选用时，可根据工程地质条件、工期及环境要求等实际情况进行不同的选择，确保CFG 桩复合地基质量。

三、采用CFG桩处理市政道路软基施工实践

1、工程介绍

本工程位于珠海市高新区科技创新海岸北围市政道路工程三标段。本标段包括2条道路，设计总长度为2675.679M，实施总长度为2722.100M。

2、地质条件

施工场地位于高新区北围西片一期填土区，道路沿线原地面貌为海冲积淤泥滩，后经人工改造为鱼塘和种植地，现场地已经人工填土平整，原地面至2.1米楠高至3.5米标高为填土，道路沿线较为平坦。

在勘探深度范围内揭露的地层自上而下为：人工填筑土（Qm1），第四系陆交互相沉积（Qmc）淤泥，粉质粘土及砾砂，燕山期花岗岩残积（Qe1）砂质粘性土，下伏基岩为燕山期花岗岩风化带。

上述资料表明，本工程沿线地质分布多为淤泥及淤泥质土，较为软弱，不能满足道路施工要求，需要进行软基加固处理。（见图1）

图1 工程所在地质情况

3、市政道路软基处理工后沉降设计值

道路级别不同，工后沉降设计值也不同，主干路一般路基设计基准期工后沉降值≤30cm，次干路及支路一般路基设计基准期工后沉降值≤50cm。

4、采用CFG桩进行本工程软基治理方案

在综合考虑本工程地质条件、施工工期及设计专家的有关意见，工程软基采用CFG桩复合地基法进行处理。通过CFG桩、桩间土和褥垫层相互作用形成复合地基。

根据设计要求，CFG桩采用的水泥为强度达42.5 或以上的普通硅酸盐水泥，桩的直径为40cm，沿道路纵向桩距1.8m，矩形布置，桩底进入持力层要达到1.5m或以上，桩顶铺设50cm 厚中粗砂褥垫层，桩身混凝土强度为C15。

为严格控制噪音和泥浆污染，保护环境需要，采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺，桩身塌落度控制在160～200mm之间。施工前要翻挖填土，使其达到设计桩顶标高，同时修建边沟，作临时排水用。经过处理后的复合地基，承载力要达到预定设计值：单桩承载力（KN）为150；复合地基承载力（KPa）为100。

四、CFG桩施工技术措施

根据本工程地质特点，施工工艺选用长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工工。

1、施工机械设备。

进行CFG桩施工，需要用到的机械设备主要有长螺旋钻机、混凝土泵和搅拌机等。

2、施工方法及工艺

(1)施工测量，确定桩位。可采用打孔灌石灰方法进行测量定位。打孔所用的钢管，直径宜为30mm较为合适； 当打入达到300mm的深度时，把石灰粉倒入孔内，然后插入钢筋，检查桩位，确保桩位达到设计要求，桩孔的定位作业必须一次完成。

(2)钻机就位。钻机就位的地方要平顺坚硬，如施工现场地质硬度不够时，需增加支腿接地面积。施工时要保证场地坡度控制在 3 0 度以内，否则应加上垫枕木，使就位后的钻机能平衡移动，启动四支腿油缸调整钻机水平，保证钻塔垂直度及对位偏差符合施工要求。

(3)钻进成孔。操作人员在钻进作业过程中，应根据地质情况的变化，及时调整钻压、转速、进速。钻进应以钻进—空钻—钻进的间歇方式进行 ，进深度达到设计要求后需要空车3 0 ～60s ，保证桩长达到设计值后方可停钻终孔。

(4)搅拌和泵送混凝土。搅拌混凝土要根据配合比进行配料，要保证施工材料的质量，每盘搅拌时间不能超过 90s，混凝土和易性、坍落度要控制好，确保所拌和的混凝土，质量符合施工要求。

(5)完成混凝土灌浆作业后，应马上封顶，把桩头保护好。

(6)施工时如触及障碍物，为避免产生桩位偏移，需要暂时停止施工，及时清除障碍物后，才能继续就位施工；泵送混凝土过程中如输料管堵塞、钻进过程出现问题等，也需要暂停施工，等问题解决后再进行就位施工。

3、质量控制措施。

(1)制作桩体时要控制好拨管的高度和速度

如施工现场没有成桩试验数据提供时，可待桩管内满灌配料后，先进行锤击，时间为 5 ～10s ，之后再进行边锤击边拨，可避免桩底产生吊脚问题。拨管高度以0.5～1.0m之间为合适 ，拨一次管后，应暂停，进行锤击5 - 10s，或者进行反插，深度控制在0.3～0.5m之间; 进行拨管作业时，要分段添加混合料，为确保桩身完整，要保持桩管内混合料高度比拔管高1.5m左右 ，拨管速度不能超过1.5m /min，如碰到淤泥层时，拨管速度要放慢，避免桩身产生缩径问题。

（2）阀门控制

施工中存在以下情况：当桩成孔达到设计深度后，准备泵料时，发现钻头阀门不能打开，无法进行成桩 。

出现这种情况原因有两种：一是钻头出现问题。钻头加工不符合要求，致使成孔时阀门被土中砂粒、小卵石堵死，不能打开；二是水头压力。桩端落在砂土层上，这种土质渗透性较强，致使阀门外的水头压力超过钻杆内混合料的压力，导致不能打开阀门。

解决上述问题，可以把钻头改为防水钻头，也可以把桩的长度适应增加，使桩端落在压缩性较低的粉质粘土层或或砂质粉土层上，可防止打不开阀门的情况出现。

(3)坍落度控制

要控制好混凝土的坍落度，一般以7 0～90mm为宜，水灰比控制在0.6 ～0.8之间;为保证桩位准确和桩身垂直 ，桩位偏差值不能超过150mm ，桩身垂直度偏差应小于1% ;向着同一个方向。

（4）按序跳打施工

要按照已定方向、顺序进行跳打施工，顺着同一方向，有序推进，避免地冒出现。成桩后，要在桩顶埋设标尺，检查附近施工是否对成桩产生挤压，避免已成桩因挤压出现断裂；施工中如碰到孤石，要适应移动桩位，确保桩体达到设计要求;保持对桩机垂直度控制，定期检测桩机，确保各项性能正常，使施工作业能连续顺利进行。

（5）桩体裂缝控制

在破桩头时，要注意避免桩体开裂。一般情况下，桩体裂缝情况会出现在距桩顶约1 m处。出现开裂的主要原因包括有：凿桩头时施工人员经验不足，用锤锤击时力度过大；通过机械开挖桩间土，开挖时机械撞及桩体，导致桩开裂。避免上述情况出现，桩间土开挖以人工为合适，凿桩头要控制力度。

（6）质量检验

为保证成桩质量符合设计要求，要做好施工过程中的质量检查工作：施工记录资料是否详细；混凝土坍落度是否严格按计划执行；桩数是否准确、桩位有否产生偏差等，对检查出的问题要马上进行整改。

4、质量检测

采用CFG桩处理软基，其质量应达到以下标准：桩位符合设计要求，桩顶位移偏差不能超过100mm；桩垂直度不能超过1.0%。桩长度达到设计要求、桩端所落在的持力层承载力要满足施工需要；桩径的充盈系数要超过1.3；桩身强度、单桩承载力达到设计要求；桩身要完整，无质量缺陷。

目前可以通过小应变检测和静载试验等方式对CFG 桩进行检桩。小应变可检测桩长、桩身完整性，是否有缩径等情况，检测方法是随机检测总数量的30%；静载试验主要是检测 CFG 桩的单桩承载力，试验桩数为总桩数的0.3%且每工点不小于 3 点。

经检测，本工程CFG桩单桩承载力和复合地基承载力均达到要求，表明这次施工取得预期效果。

五、总结

通过本工程实践，通过采用CFG桩处理软基后形成的复合地基，能有效提高地基的承载力，同时还具有变形沉降小、性能稳定、施工便捷简单、工期短、质量有保证、工程成本低等优点，社会效益和经济效益显著，值得推广。