CFG桩施工技术在沿海地区软土地基处理的应用研究

赵雪梅 （福建省闽西交通工程有限公司，福建 厦门 361000）

0 前言

软土地基处理的目的是同时满足稳定性要求和沉降要求。软土的存在，使得路基沉降以及失稳现象的发生频率大大增加，为避免这种现象的发生，就必须对软土地基进行有针对性的处理。本文就晋江市370县道A3合同段工程施工中采用CFG桩复合地基处理方法进行阐述和分析。

1 工程实例概况介绍

晋江市370县道软土地基主要段落包括YK14+840-YK15+760、ZK14+787-ZK15+800，为晋江东石镇安海湾沿海滩涂地，主要地质为淤泥质粘土和粉质粘土层。设计采用CFG桩复合地基处理的方式，CFG桩采用长螺旋钻管内泵压施工工艺；桩身混凝土强度为C25,设计桩径0.5m，桩长22m～25.5m,桩间距2.4m、2.2m和2.0m，共13036根，总长318522m。桩帽混凝土强度为C30，为双面配筋的现浇钢筋混凝土板，桩顶设置50cm厚级配碎石砂加筋褥垫层，单层聚丙烯单向土工格栅（180kN/m）。

2 长螺旋钻孔管内泵压施工工艺介绍

CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩，可采用沉管灌注成桩、泥浆护壁钻孔灌注成桩以及长螺旋钻孔管内泵压施工等工艺。成桩后通过连接桩帽及级配碎石褥垫层形成复合地基。因本项目与泉厦漳联盟路共线设计，考虑到挤土效应对已施工完成的桥梁基础的影响，本工程设计采用长螺旋钻孔管内泵压施工工艺。

施工工艺流程：桩机就位、调平→钻孔至设计高程→泵送混合料→拔管、灌注混合料至桩顶设计高程→移机→分别插入6根竖向钢筋→桩顶混凝土达到一定龄期后，清理桩间土，并凿除桩头→基底验槽合格后，浇筑桩帽→铺设褥垫层。

3 CFG桩施工控制要点

3.1 测量放样

根据桩位布置图及测量基准点，由专职测量人员测放桩位线，在桩中心点用木质短棍插入地下，并绑扎红绳明示，定位的准确性直接影响成桩的效果，对复合地基的整体受力均匀性有着较大影响。

3.2 钻机组装及就位

本项目设计桩长为22～25.5m，长螺旋钻机钻杆有效高度控制根据设计桩长、钻孔深度，确保桩长不小于设计值。钻机就位后通过调整钻机自带的水准仪以及通过铅垂来人工调整导向架的竖直，确保桩体的竖直度偏差小于1%。

3.3 钻机成孔

钻进过程中先慢后快，减少钻杆摇晃，随时检查钻孔的偏差、底盘的水平及导向架的竖直，并及时修正；如果钻进过程中发现钻杆摇晃得很厉害或钻进困难时，调整进尺速度，不能盲目钻进而导致桩孔出现倾斜、桩位产生偏移甚至造成钻机损坏。

3.4 提钻和泵压

钻至设计标高后，通过旋出的渣样及钻机电流变化值来判断持力层是否与设计相符，如不相符报设计处理；如相符则停止钻进，泵压混合料，当芯管充满混合料后开始提钻，不能先提钻后泵料，否则会造成桩底空心，成桩后桩体下沉。机手和地泵控制人员要密切配合提钻和泵压混合料。提钻过程中保证钻头没入混合料面。

3.5 混合料控制

因混合料需要通过地泵进行泵压，混合料的坍落度控制在180mm左右为宜；出现离析的混合料不得用于施工，配合比严格按试验配合比要求控制，每根桩的投料量不少于设计灌注量。

3.6 清理桩间土及桩头处理

①桩间土清理：CFG桩施工完毕后，待桩体达到一定强度后（一般为7d），开始清理桩间土，先利用机械清理至桩帽顶，后用人工清除至桩顶。

②桩头截除：桩间土清除后，采用人工将桩顶夹渣及有浮浆的混凝土凿除，不能使用挖机直接将桩头挖断。

4 CFG桩帽施工控制要点

①测量定点：依据设计图纸及测量基准点，测量单根桩桩帽顶面高程，在标记钢筋上用红油漆做标记标出桩帽顶面线，拉线确定模板顶高程。

②桩头处理：采用风枪将桩头浮浆凿除，表面凿平并打磨，清理干净，直至露出新鲜混凝土面，确保桩头与桩帽之间良好连接。

③模板安装：采用定型钢模板，整体结构，根据测量确定的标高及位置，准确安装牢固，接缝严密不漏浆，模板内涂有脱模剂，模板内无杂物、无积水。

④桩头的预留钢筋要按设计要求与桩帽钢筋进行绑扎，确保桩身与桩帽的有效连接。

⑤桩帽混凝土浇筑：桩帽混凝土施工中，控制混凝土的浇注速率，防止桩帽偏位；浇筑混凝土后，对桩帽顶面进行收面，确保桩帽顶面的水平、平整。

⑥养护：桩帽混凝土浇筑后，及时采用土工布覆盖并洒水养生，防止混凝土开裂。

5 CFG桩施工常见质量通病及防治措施

5.1 堵管

首先，对输送管之间的连接加强注意，混凝土的输送过程中，需要使用到钻杆芯管、高强柔性管以及刚性管，利用弯头将其进行有效的连接，通常情况下，使用的都是半圆形且曲率半径合理的弯头，另外，输送管和钻杆之间不能进行垂直连接，对其选择合理的方法，从而降低堵管现象的发生概率。其次，对管道进行有效清洗，当施工完成之后，需要对管道进行有效的清洗，这样可以使堵管现象得到有效的缓解，泵送混凝土前先泵送砂浆进行润管。

5.2 桩底空洞

施工过程中应当经常对排气阀的工作状态进行严格检查，当发现堵塞现象时应及时进行清洗。钻至设计标高时，应先泵送混凝土并停顿10～20s，再缓慢提升钻杆。

5.3 桩端不饱满

施工时不能先提钻后泵料；钻机钻至设计标高后，应先泵入混凝土，使钻杆芯管充满混凝土，并停顿10～20s，再缓慢均匀提升钻杆，做到钻头始终埋入混凝土内1m左右。施工中前、后台工人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性。

5.4 窜孔

窜孔现象通常会出现在饱和粉土、细砂层等成桩之中，窜孔现象主要指的是：在完成1号桩打桩之后，进行相邻2号桩施工过程中，出现1号桩桩顶突然下沉的现象，当2号桩泵送混合料施工完成时，1号桩桩顶又开始不规则的升高。可采取以下措施进行防治：

①改进钻头，减少对土体的扰动。

②采用隔排、隔桩跳打的施工顺序。

③当提钻灌注混合料到发生窜孔土层时，停止提钻，连续泵送混凝土，泵送压力加大，迫使窜孔桩混凝土液面恢复到原设计标高。

5.5 断桩、缩颈、桩身夹泥

①拔管速度控制在1.2～1.5 m／min，不能太快也不能太慢，太快会造成断桩，太慢会造成扩孔不利于成本控制。同时泵送混凝土速度与拔管速度要同步，保证桩身的完整性。

②混凝土终凝后，采用小型轮式挖掘机清理桩间土时，必须有专人指挥，确保小型挖机在桩体之间行走，不得碾压桩体；在桩体混凝土强度未达到设计要求之前禁止任何机械进入施工区。

桩帽施工完成达到设计强度后回填桩间土，采用小型压实机具进行压实后施工级配碎石褥垫层，从而完成整个CFG桩复核地基的施工。

6 结语

软土地基处理采用CFG桩施工工艺效率高，有利于施工进度的控制。晋江市370县道A3合同段CFG桩复合地基的施工过程控制及后期检测结果显示，沿海滩涂软土地基采用CFG桩复核地基的处理方式效果较好，设置褥垫层可协调桩土之间的变形，形成桩体复合地基，较大的提高了路基的承载能力。