CFG桩在港口堆场地基处理中的应用

王斌 王洪

摘 要：CFG桩作为一种新型的地基处理技术，在软土地基改良工程中得到广泛使用，文章通过工程实例介绍了CFG桩在堆场地基处理中的应用，对CFG桩在施工中存在的质量通病进行了深入的分析，并提出了一套行之有效的解决办法，可供参考。

关键词：CFG桩 复合地基 承载力

1 工程概况

黄石港棋盘洲港区一期工程（首阶段）道路堆场工程位于黄石市阳新县韦源口镇棋盘路东南侧，上距黄石市约29km、距武汉市143km，顺江东下离九江99km、下距上海982km，地理坐标东经114°32-115°30，北纬29°30-30°20。本工程设计1座堆取料机基础，基础总长650.68m，宽度为12m。基础顶面设计高程为19.86～19.84m，堆取料机轨道采用P50型，轨距8m，轨顶标高20.00m。轨道基础采用现浇轨道梁结构，结构自上而下依次为现浇钢筋混凝土轨道梁、C15素混凝土垫层、碎石垫层、CFG桩复合地基。如图1所示为堆取料机基础典型断面图。

2 工程地质

根据地质勘察资料，本场地土层在勘探深度范围内自上而下依次为：

（1）0A层杂填土：杂物混少量粘性土；

（2）0B层素填土：松散，其土质中有植物根茎，为耕植土；

（3）1层淤泥质粉质黏土：流塑，混有腐殖质；

（4）2-1层粉质黏土：可塑，部分是黏土，土质比较均和；2-2层粉质黏土：软塑，局部流塑，夹有薄厚不均的粉土或粉砂；

（5）3-1层粉细砂：松散-稍密，饱和，粉细砂为主，混粉土，偶夹粉质粘土薄层；3-2层粉细砂：中密，饱和，土质较均匀，混中砂；3-3层粉细砂：密实，饱和，土质较均匀，混中砂。

此层土体在较大荷载作用下依然存在一定的沉降，考虑堆取料机基础对地基基础沉降量有严格的要求，因此采用CFG桩对堆取料机基础进行加固处理。

3 CFG桩复合地基处理施工工艺

C F G桩桩径5 0 0 m m，桩长11～15m，桩底均穿过软弱土层，进入粉细砂层，桩与桩的间隔为1.5m，以梅花型安置，经过处理过后的地基承载力特征值为280kPa。CFG桩施工流程如下：

（1）钻机准备：钻机就位后，检查桩架、钻杆的垂直度，待桩架、钻杆垂直度均满足要求后开始下钻。

（2）混合料搅拌：混合料的拌制按照预先计算好的配合比进行配料。

（3）钻进成孔：钻进速度不宜过快，当出现钻进困难或钻杆持續抖动时，应立即放慢钻进速度，待钻机状态恢复正常后以正常速度钻进。当钻进过程中听到异响或卡钻时，应立即停止钻进，进行原因排查分析，待故障排除后再继续钻进，直至设计底标高。

（4）灌注及拔管：钻机在泵送混凝土钻杆满2/3时方可提钻，边提钻边泵送，机前指挥在确定钻杆的埋深情况下指挥机手的提钻速度，钻杆不能提拔太快，否则容易提空发生断桩，不能提钻太慢容易发生堵管现象。浇注过程中施工人员要紧密配合，注意灌注速度，防止灌注时间过长，混凝土流动性降低，发生堵管现象。当灌注到设计标高后，停止泵送。施工桩顶高程应比设计高程高≥50cm，桩施工完成后，应在桩顶封顶起到保护的作用。在CFG桩施工过程中，对每一个桩做现场记录，泵送时应注意坍落度控制，宜为30～50mm。

（5）移机：上一根桩施工完毕，必须要把钻机钻头的防护措施做到位，移位至下一个桩位施工。

4 CFG桩施工质量通病及防治措施

4.1 桩孔偏斜

桩孔垂直度偏差不符合要求，斜孔可能原因如下：

① 遇地下障碍如移动孤石、砼等，将钻杆挤向边。

② 遇到软硬土层交界处，迫使钻杆钻进效率地下，如果贸然加压快进会导致钻杆受力弯曲。

③ 场地凹凸不平，导致架导向杆从垂直状态倾向偏斜，或钻机不平稳，钻进的过程中由于钻杆摇动致使斜孔。

解决措施：施工前对场地进行平整加固，确保不发生沉降，桩架垂直度在设计要求范围内方可下钻；施工过程中若遇到软硬交界土层宜慢速钻进平稳通过软硬交界土层；遇到障碍物应停止钻进，仔细分析原因，待障碍物排除后再缓慢钻进。

4.2 桩身质量缺陷

桩身质量缺陷表现在表面麻面、空洞、夹层级配不匀称。产生这些质量缺陷的原因包括：

① 在拌制混凝土的过程中配合比的控制不准确，造成塌落度不符合要求，在浇筑混凝土时，下落高度超出范围，未采取措施，致使混凝土分层离析，导致桩身强度不均。

② 水泥质量不达标，骨料中含泥量成分过于大，导致不合格。

解决措施：施工中应严格遵守规范要求选择合格的水泥与骨料，配合比应设计准确，并按照施工现场实际材料情况，选择恰当的方式进行调整，必要时可加外加剂，以增加混凝土的和易性和流动性。

4.3 堵管

堵管直接影响桩的施工效率，增加劳动强度，还会造成材料浪费、给施工带来很多困难。

① 混合料配合比不当，搅拌质量有缺陷。

② 设备缺陷，即粘土抱住钻头门打不开。

③ 施工不当引起堵管，当钻头至设计深度，即可泵放混凝土，待钻管及输送管都充满混凝土后应及时提钻，如果提钻不及时，在泵送压力下，钻头处水泥浆被挤出，钻头阀门处混凝土干硬少浆或结成实体，便会产生堵管。

解决措施：施工坍落度宜控制在30～50mm，必要时加入适量泵送剂，另外为防止过大异物，注意过滤砂石尺寸；灌注施工前对设备的完好性和使用性能进行检查，确保其处于最佳工作状态；浇注过程中施工人员要紧密配合，注意灌注速度，防止灌注时间过长；另冬季施工时，输送管及弯头处均应采取保暖措施，防止该处混凝土冻结产生堵管。

4.4 窜孔

在粉细砂层或饱和粉土中钻进施工时，随着钻杆的钻进，相邻的刚施工完成的桩会存在桩顶突然下沉的现象；当已成孔的桩开始灌桩时，随着泵送混凝土量越来越大，已沉陷的相邻桩顶标高出现回升直至达到其原标高，这种情况一般就是窜孔，不仅对成桩质量造成严重的影响，同时也造成了混凝土的大量浪费，为避免窜孔，可采取以下措施：

① 采用合理的施工组织及施工顺序，可用隔排跳孔打法，尽量避免对新成桩桩体的扰动；

② 施工前查看地质报告，通过粉细砂层或饱和粉土时，提高钻进速度，钻机快速通过易发生窜孔的土层。

4.5 桩体上部存气

施工中应确保混凝土泵的最佳工作状态，防止排气阀或输送管道堵塞，措施如下：

① 混凝土泵安置场地应平整坚实，位于软弱地基时应在支腿下方垫上枕木，防止混凝土泵工作时出现倾覆。

② 混凝土泵送前应先进行试运行，检查各部位工作状态，均正常后方可泵送混凝土；

③ 泵送混凝土时，泵送速度应先慢后快，逐级加速，并观察混凝土泵的工作压力是否正常，各项指标均正常后开始以正常速度泵送；混凝土泵送应连续进行。

④ 当混凝土泵出现压力突然上升或泵送流量明显减少，输送管异常抖动时，应立即停止泵送，立即进行故障排查，一般情况下可能是弯管位置或接头位置出现阻塞，可采用大锤对弯管管壁进行敲击，或拆开接头位置进行检查，待管内异物或残存混凝土块排除后，重新启动混凝土泵，观察泵压是否恢复正常，泵压恢复正常即可按正常速度泵送。

5 结束语

综上所述，本工程采用CFG桩加固地基施工工艺，通过良好的施工组织管理和质量控制措施，取得了较好的效果。同灌注桩施工方案相比较，在施工进度上加快了一倍，工程造价却节约了40%，且施工噪声小，是一种经济节省、节能环保的桩基处理方案。

参考文献：

[1]JTS 257-2008·水运工程质量检验标准[S].北京：人民交通出版社，2009.

[2]JGJ 79-2012·建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3]黄骁.CFG桩在地基处理中的应用研究[D].长春：吉林大学，2004.