CFG桩在道路地基加固中的应用研究

刘岩

摘 要：为了探索CFG桩在道路路基加固中的具体应用首先对CFG桩的加固机理进行了分析，并从施工准备阶段、施工阶段以及后期监测阶段三个方面对CFG桩的施工流程进行了分析，最后从原材料的控制、配合比控制以及沉管垂直度控制三个方面论述了具体的控制措施。

关键词：CFG桩；道路；路基加固；软弱土地基

中图分类号：TV223 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）35-0138-02

1 概述

CFG桩地基加固在工程建设领域当中是一种较为常见的地基处理方式，CFG桩与天然土层结合在一起可以实现对地基的有效加固，从而满足上部结构承载力的实际需求。在道路地基加固中CFG桩加工具有较为广泛的应用，但是在CFG桩施工过程中必须要严格按照相关施工工艺进行，否则必然会严重影响路基加固的质量，很容易导致道路后期出现不均匀沉降等质量通病。基于此种情况， 在本文当中笔者对CFG桩在道路地基加固中的应用进行了全面的分析。

2 CFG桩加固机理分析

CFG桩是粉煤灰碎石搅拌桩的简称，是一种由粉煤灰与水泥共同组成的高强度粘结体，CFG、褥垫层以及桩间土共同构成复合地基，同时CFG与桩间土共同承载上部结构所传递的荷载。由于CFG桩的强度较高，同时与桩间土存在摩擦效应，因此，CFG不仅存在桩端承载力，同时也存在着侧磨阻力，与PHC桩、灌注桩等存在着类似的特征。其次由于挤土效应的存在，原来的天然地基承载力也会在一定程度上被提升，因此，可以有效实现对地基土的加固。褥垫层对于CFG地基加固也具有非常重要的作用，在CFG地基加固当中，上部荷载是由CFG桩与天然土层共同承担的，但是二者对于荷载的分担主要是通过刚度来进行调节的，即谁的刚度大谁承担的荷载就多，因此，如果不设置褥垫层则上部结构所传递的荷载基本上都是由CFG桩来承担，但是在设计时往往都会考虑天然土层的承载力，这就必然导致CFG桩所收到的荷载超过了设计荷载，最终导致质量通病的诞生。而通过褥垫层的设置可以实现对天然地基刚度的控制，从而实现对CFG桩与天然土层所承担荷载的有效调节，在充分利用CFG桩承载力的同时，也利用了天然土层原有的承载力，实现了地基加固，避免了后期不均匀沉降。

在道路施工过程中由于空间跨度较大，因此，所遇到的地基情况也相对较为复杂，对于软弱土地基来说如果不进行处理则必然无法满足道路路基的使用需求，同时也会造成路面破坏，但是软弱土地基并非完全不具备承载能力，如果采用换填等方式进行处理则需要耗费大量的人力成本，而通过CFG桩对地基进行加固即避免了对路基的大范围处理，同时也有效利用了原有地基的承载力，是一种较为恰当的处理方式。但是如果CFG设计不按照规定的施工工艺与施工流程进行，则地基加固质量必然会受到较为严重的影响。

3 CFG桩道路地基加固施工流程

CFG桩施工流程具体来说可以分为施工准备阶段、施工阶段以及后期监测阶段三个不同的阶段，在下文当中将对不同阶段的工作内容进行全面的分析。

3.1 施工準备阶段

在施工准备阶段首先需要完成场地平整、材料准备、机械准备以及定位放线等内容。场地平整是施工准备的第一步，只有完成场地平整才能为提供进一步施工的条件。材料准备主要工作内容为相关施工材料的进场，主要材料为CFG桩浇筑材料进场。现阶段CFG桩已经逐渐采用混凝土替代了粉煤灰进行浇筑，在混凝土进场时需要对材料进行全面的检验。机械进场的主要内容为协调相关机械进场施工，如长螺旋钻机等机械设备。定位放线的主要内容则是根据图纸中的内容，确定CFG桩的具体位置。

3.2 施工阶段

在桩机就位之后则直接进入到施工阶段，在完成垂直度控制之后钻机开始钻孔，并需要钻至设计深度，在完成钻孔之后，需开始泵送桩体混合材料，并对材料进行搅拌，完成搅拌的下一道工序为拔钻杆，在拔钻杆的过程中必须要合理控制拔钻杆速度，避免对桩间土造成破坏。如遇堵管或其他故障，应及时处理，若钻头提出原灌入混凝土料面，先将钻头盖进行闭合处理，再将钻头插入混凝土面下1.0～2.0m深度后再对桩体进行灌注。当上一根桩施工完成后，重复以上步骤进行下一根桩的施工，在桩机移动过程中防止桩机本身和支腿对桩体的破坏。桩机移机至下一桩位施工时，应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。在完成CFG桩基施工之后还需要铺设褥垫层，褥垫层的铺设必须要按照设计规定进行，不得随意更改设计材料与设计厚度。

3.3 后期监测阶段

在完成CFG桩基施工与褥垫层铺设之后还需要进一步对CFG进行监测，监测的主要内容为桩身的完整性与静载荷实验，在监测时往往随机抽取部分桩基作为监测对象，同时还需要对桩基施工之前预留的混凝土强度进行检测。

4 CFG桩道路地基加固中的质量控制措施

在CFG桩基地基加固当中经常出现的问题有缩径、断桩、混合料离析等。其中缩径和离析对承载力影响明显，有些情况下会造成结构的脆性破坏；断桩对地基承载力的影响程度目前仍有较大争议，不同的断面形式影响不同（断面倾角α存在一临界值，该值与桩截面积和桩身摩擦系数成正比），当α大于该临界值时，在不考虑断面对水平力影响的情况下，对竖向承载力的影响较大。因此，必须要针对相关问题采取必要的质量控制措施才能有效保证CFG桩地基加固质量，具体来说主要包含以下几个方面的内容。

4.1 原材料的控制

原材料所存在的问题是导致CFG地基加固出现问题的重要原因之一，因此，必须要加强对原材料质量的控制，具体来说原材料的质量控制即是对CFG地基桩体材料的控制以及就褥垫层碎石质量的控制。CFG桩体材料必须要满足以下要求：碎石必须满足5～40mm的连续级配要求；黄砂必须满足Ⅱ区中砂要求，含泥量<3%；水泥宜采用32.5级以上普通硅酸盐水泥；粉煤灰质量标准应达到二级以上，烧失量<8%。褥垫层碎石碎石质量的控制主要是碎石刚度以及粒径大小的控制，一般来说褥垫层采用砂砾石，同时粒径不得超过8cm。endprint

4.2 配合比控制

适合的配合比是保障CFG桩体强度与刚度的重要基础，同时也是保障CFG桩施工的基础，一般情况下在实际施工中CFG桩都是通过群桩来实现对地基的有效加固，因此，对于单个桩基的强度要求并不是很高，但是如果配合比不合适则会导致坍落度、水灰比等基本参数可能会存在着较大的问题，不仅不利于CFG桩强度的发挥，也很容易导致在施工过程中出现断桩等质量事故，最终严重影响施工质量。一般情况下CFG桩体材料的坍落度需要控制在5cm左右，水灰比控制在0.5左右，而水泥剂量则控制在15%左右。

4.3 控制沉管垂直度

在CFG桩基施工中垂直度控制是极为重要的内容，如果CFG桩的垂直度无法控制，则不仅会严重影响有效桩长，同时还会进一步导致受力情况发生变化，最终严重影响桩基承载力。一般情况下，在CFG施工中必须要保障桩体的垂直度<1%。CFG桩施工前，应对作业面进行平整，对桩位及高程进行测量放样，桩管套入的预制钢筋混凝土尖或桩管下端的活瓣尖在下沉前，其轴线与桩管轴线应竖直一致并处于桩孔中心。这一点可在塔架上端悬挂一测锤进行校核。同时成孔设备就位后，必须平正、稳固，确保在施工中不发生倾斜移动及CFG桩的垂直度。

5 结束语

在最近几年当中随着我国经济的不断发展，道路工程在全国范围内正在火热开展，但是不良地质条件对道路工程施工的进行存在着一定的不利影响，必须要对其进行全面加固。基于此种情况，在本文当中笔者结合自己的实际工作经验，对CFG桩在道路路基加固中的应用进行了全面的分析，并总结了质量控制的具体措施。

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