碎石桩与CFG 桩复合地基技术的应用

肖兴全

（四川省场道工程有限公司， 四川 成都 610081）

1 工程概况分析

根据贵州某机场施工场区整体工程地质条件差，场区内广泛分布有红黏土且厚度较大（边坡区红黏土厚度普遍大于5m，最大厚度17m。该土层抗剪强度低，对高填方边坡稳定性造成严重影响，是边坡区地基处理设计的主要难题。场内存在洼地、岩溶漏斗等多种不良地质条件，原地基排水条件较差。

2 填方区红黏土复合地基处理

2.1 碎石桩+CFG 桩组合型复合地基

利用复合地基法进行红黏土地基的处理时，组合布桩是主要的布桩方式，能够实现碎石桩和CFG 桩的交错配置。局部区域布置碎石桩，下穿通道原地基沉降控制采用CFG 桩，布桩参数和下表相同：

碎石桩+CFG 桩设计参数

桩径（mm) 桩长（m) 桩距（m) 排距（m) 布置形式 500 至基岩 1.4 1.4 正方形

CFG 桩属于商品砼，其桩身混凝土为C25 等级，混凝土的塌落度为18 厘米，碎石桩桩体粒径低于5cm，属于自然级配碎石，含泥量能够低于百分之四。在组合布桩中需要先完成碎石桩的施工，完成碎石桩施工后再进行CFG 桩的施工。桩顶可以设置较厚的垫层，在垫层顶面铺设高强土工格室，进而能够形成桩网结构，土工格高为二十厘米，结点之间的距离为七十厘米，格室片厚度高于1mm，片材抗拉强度高于每米80KN，可以按节点的剥离强度高于每米40KN，可以按格式充填块碎石。对于边坡稳定影响区的铺设厚度来说需要控制在0.5 米。

复合地基桩顶垫层其材料为灰岩或者风化白云岩，其粒径低于0.2 米，含泥量控制在7%的范围内，垫层需要进行密实碾压，土工格室的填充材料是灰烟和风化白云岩粒径，低于0.1 米，含泥量控制在20%，同样也需要进行碾压和密实。

3 施工工艺

3.1 红黏土碎石桩施工

（1）放线定位。首先需要进行桩位的测放，工作人员测量边线，控制桩放出中心线之后做好控制桩的保护工作，标示桩点里程可以根据桩位平面图，利用钢尺布桩，使桩之间的间距控制在1.4 米，桩位定位偏差不大于5cm，沉管垂直度不大于1%。施工前应记录桩位处地面高程。

（2）启动振锤使桩管徐徐贯入土中，直到套管沉到设计深度，桩管下沉时严格控制下沉速率，下沉速率按1～2m/min，下沉过程中记录下沉电流值，桩管下沉至基岩后留振5s 左右，直到电流稳定，记录进入基岩电流值。

（3）振动拔管：管内灌入碎石高度需大于1/3 管长时，方可开始拔管。拔管速度应均匀，不宜过快，提升速率控制在0.5～1m/min，每提管0.5m 时，留振10～20s，留振时间需记录在施工表格内，每拔管1 米时需要向下反插深度高于30cm并达到稳定电流状态，记录反差的深度值和电流值，当距离地表位置为五米时，需要保持反插深度高于五十厘米。灌料时应有专人负责碎石灌入量，计算碎石充盈系数，在具体施工中对面存在下沉或者隆起时需要根据现场实际情况适当增减填料数量。

（4）桩顶位置处进行复杂操作，当填料的顶部高于桩顶的设计时可以适当降低桩管进行挤压，当填料顶部低于设计桩的桩顶时，开锤震动挤压使其能够达到终点的标高，当桩管底部接近地面2.5 米时，尤其需要注意拔管操作，可采取短停拔的方式，长流振等措施，严格防止断桩夹层或者中间土层的破坏问题，直到能够拔出地面成桩。

（5）施工时，宜从中间向外围或者隔排施工。

（6）制桩时应连续施工，不得中途停止，以免影响制桩质量。从孔底开始，逐段向上，中间保证反插深度和反插次数。

（7）为确保桩长和控制反插深度，应在桩管上做明显深度标记。

（8）碎石桩以沉到基岩为准，制桩结束，关闭打桩机，移动桩机至下一桩位。

3.2 红黏土CFG 桩处理施工

（1）测量放线：利用全站仪放出每根桩施工桩位，用竹签或白灰做出明显标识，并用水准仪测量出每个桩位原地面标高。

（2）钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，在实际控制过程中可以采用算价上挂春秋的方式进行孔垂直度测量，也可采用钻机自带的垂直度来调整和控制钻杆垂直度，每一根桩在施工之前工作人员需要进行桩位和垂直度的检查，满足相应的测量要求之后再进行开钻操作，确保CFG 桩垂直度容许偏差不大于1%。桩定位偏差不超过5cm。

（3）钻进成孔。在开始穿孔时需要关闭阀门，向下移动钻杆，直到能够使钻头接触地面，启动电机，由慢转快，同时在这一过程中还需要检查钻孔的偏差，对于存在较大偏差的问题需要及时纠正，在成孔时一旦出现钻杆难钻或者摇晃时需要放慢速度，防止出现桩孔位偏差或者损坏钻机的问题，根据钻机的进尺标志，当成孔达到设计要求时需要停止进行钻进。

（4）混合料搅拌：按施工配合比配制混合料，混合料坍落度宜为160 mm～200mm。

（5）灌注： 首先完成拔管之后进行泵料处理。桩管的速度需要控制在每分钟二米，能够配合混凝土送料，确保管中有较高混凝土料，在成桩时需要实现连续性过程，确保排气阀能够顺畅排气，防止处于停机待料，施工桩顶的高度需要高出设计的50cm，完成灌注重装后，需要进行桩顶盖土封顶操作。

（6）移机：移机前对下一根桩的桩位进行清理辨识，确保桩位的准确性。必要时，移机后清洗钻杆和钻头，横向钻完后，移机路径成“之”型循环。

（7）桩头处理：

在进行在和实验过程中，需要结出0.5 米的桩头，清除多余的杂质和截桩过程中，采用小型机器或人工方式防止成桩标高以下桩身出现断裂或者扰动中间桩的问题。

（8）现场检验，对于不同的混合料，工作人员需要进行塌落度监测，监测指标合格后再进行混合料的投料过程，在成桩时可以对混合料的试块进行抽样，每组可以采取三会进行检测。连续监测28 天的抗压强度。

（9）低温施工时，混合料如空温度不低于5℃，对桩头和桩间土采取保温措施。

4 红黏土地基复合地基处理检测。

碎石桩的桩体可以采用重型动力检测桩长，应该高于最初的设计值，桩长的全身都内动力触探技术需要高于八击，检测数量高于2%的总装数，桩身的垂直度和粒径需要满足相应的设计要求。每根CFG 桩的承载力高于300 克，检测数量高于0.5%的总桩数，可以采用低应变动力检测桩身，检测数量高于10%的总桩数，侧桩身时一旦出现明显缺陷，可以采用取芯法的方式进行强度检测，当达到设计的强度要求时，再次使用否则需要进行补桩操作。钻芯检测，钻桩长度需要高于设计值，检测数量高于0.5%的总桩数，桩间度全深度为标准贯入击数量，应当高于16，检测数量高于百分之一的总桩数，检测点能够位于桩中正方形间隔区域。单独碎石桩或CFG 桩处理区不进行该项检测。飞行区道面的影响区以及下穿通道地基，可以进行复合地基的荷载试验及荷载力高于40kPa。桩基的实验数量需要高于0.5%的总桩数。

5 小结

采用碎石桩+CFG 桩组合型复合地基处理红黏土，桩长可至基岩，CFG 桩单桩承载力>480kPa，复合地基承载力391.7～488.3kPa，碎石桩可振动沉管成孔，充盈系数1.34，桩身平均动探击数约10 击；处理后28d，桩间距1m、1.2m、1.4m 的桩间土标贯击数当量值较原地基红黏土分别提高了59.3%、69.5%和74.2%，比贯入阻力分别提高了23.8%、28.9%和20.9%，确保地基基础能够达到建筑设计要求。