长螺旋CFG桩施工工艺及质量控制

周玲 董明光

摘要：CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是在碎石桩加固地基方法的基础上发展起来的一种地基处理技术。CFG桩具有施工简单、工期短、质量容易控制、工程造价低廉等特点，广泛应用于地基处理和加固。本文结合工程案例对CFG桩施工工艺及施工中质量控制进行阐述。

关键词：CFG桩；施工工艺；质量控制

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是在碎石桩加固地基方法的基础上发展起的一种新型桩体。CFG桩主要由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高粘结强度桩，并由桩、桩间土和褥垫层三部分一起形成复合地基的处理方法。由于CFG桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力，工程造价一般为桩基的1/3～1/2，具有施工速度快、工期短、质量容易控制，可节约水泥、钢材，降低成本等特点；目前已成为应用较为普遍的地基处理技术。

一、工程概况

昆明市官渡区官渡 ××号路新建工程 K0+355.515～K0+686.741 为填方路基，路基边坡高度 1.35～3.57m 不等，道路南侧为地铁 2 号线延伸段施工区，北侧为荒地；根据勘察单位提供的中间勘察资料可知，K0+355.515～K0+686.741 基底压缩层厚度范围内，从上至下分布有 1.1～3.5m 的素填土（回填时间约 2～3 年，自重固结尚未完成）、0.5～3.1m 的可～硬塑粘土，3.5～4.5m 的泥炭质软土，厚度较大承载力较高的可～硬塑粘土，地下水位距现状地表 0～0.3m；经计算，上述两段填方路堤的工后沉降均不满足设计要求，需进行地处理。

通过本段范围的中间地勘资料，结合昆明滇池附近区域的地基处理方式及周边环境限制因素，本设计采用长螺旋 CFG 桩进行地基处理。

二、CFG桩施工工艺

（一）CFG桩施工机械设备

长螺旋钻机、高压混凝土泵、混凝土泵管等辅助设施与机具，混凝土拌和站应具备混凝土生产条件，配备足够的混凝土运输设备。

（二）混合料配合比选定

1、水泥：水泥采用强度等级 32.5 级及以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其性

能必须符合《硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥》GB175-1999 的规定。

2、粉煤灰：采用细度不大于45%的Ⅱ级或Ⅱ级以上的粉煤灰；

3、水：宜采用饮用水，使用非饮用水时必须经化验合格方能使用。

4、碎石、砾石：泵送混合料砾石最大粒径不宜大于 25mm，碎石粒径不宜大于 20mm。

5、砂：采用干净的河砂，类型宜为中粗砂，含泥量小于 5%。

6、石屑：石屑率一般在 0.25～0.33。

7、外加剂：根据施工需要通过试验确定。

水泥粉煤灰碎石桩（CFG）配和比最终应按实验（室内配比试验确定并通过成桩工艺性试验验证的配合比）来确定，CFG 樁参考配和比为：

碎石：砂：粉煤灰：水泥：水=45.6：31.7：3.9：10.9：7.9。

（三）CFG桩施工工艺流程

本文采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩方法，其施工工艺流程为：原地面处理→测量放样→钻机就位→钻进至设计深度→停钻→泵送混合料→边泵边均匀拔管至桩顶→钻机移位→成桩。

1、原地面处理CFG桩施工前，要清除施工范围内的地表腐植土及地上、地下障碍物，并将场地整平，整平标高=设计桩顶标高+0.5～0.7m。施工场地应具备"三通一平"条件。

2、测量放样根据设计桩位图采用全站仪测量放样， CFG 桩桩径 0.5m，桩间距 1.8m，按三角形梅花布置，桩端进入可～硬塑粘土层不少于 1m。

3、钻机就位按测量放样的CFG桩桩位，现场就位钻机，钻机就位后采用悬挂垂球法对支撑杆进行垂直调整，以确保钻杆垂直对准桩位中心。机架和钻杆的垂直度偏差不大于 1.0%。

4、钻进至设计深度长螺旋钻、管内泵压混合料灌注成桩钻孔开始时，关闭钻头阀门并检查其密封性，向下移动钻杆至桩位点，启动电机将钻头旋转至设计标高。成孔过程应先慢后快，避免钻杆摇晃导致桩位偏差过大。成桩过程中，若发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺。

5、停钻CFG 桩成孔至设计标高后，关闭电机，停止钻进，清理钻孔周围泥土。

6、泵送混合料混和料应按设计配合比（室内配比试验确定并通过成桩工艺性试验验证的配合比）经搅拌机拌和，坍落度（160mm～200mm）、拌和时间应按工艺性试验确定的参数进行控制，且拌和时间不得小于 60s；搅拌的混和料必须保证混和料圆柱体能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内。

7、拔管当钻杆芯管充满混和料后开始拔管，严禁先拔管后泵料。拔管应准确掌握提拔钻杆时间，混凝土泵送量应与拔管速度相配合，边灌注边提钻，保持连续灌注，均匀提升，同时应保证钻头始终埋入混和料中。钻杆应静止提拔，施工中应严格按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数控制提拔速度和泵送量，提拔速度一般宜控制在 2m～3m/min。

8、钻机移位完成一根桩之后移机到下一桩位施工时，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。然后重复上述施工顺序及施工方法进行下一根桩的施工。同时在施钻前要检查一下桩位（确认无误后就位钻机）以及钻机的工作性能，必要时移机后要清洗钻杆和钻头。

9、成桩成桩过程宜连续进行，应避免因后台供料慢而导致停机待料。灌注成桩完成后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。CFG 桩施工完成 28 天以后，按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）要求进行桩身质量、单桩及复合地基承载力检测。检测合格后，方可进行上部垫层施工。

三、CFG 桩施工过程中的质量控制

（一）设备就位后必须平整，确保施工过程中不发生倾斜和移动，机架和钻杆的垂直度偏差不大于 1.0%，施工中采用吊锤观测钻杆的垂直度，如发现偏差过大，必须及时调整。钻机位置对中偏差不得大于 20mm。

（二）施工过程中要随时测量施工场地标高及桩顶标高，CFG桩桩顶必须按设计要求比设计标高高出50cm，以确保桩身有效桩长的强度。打新桩时对已打并硬结成桩的桩顶进行桩顶位移测量，判断是否发生断桩，一般当桩顶位移超过 10mm 时，

需开挖进行检验。如果存在断桩情况，必须采用必要的补助措施。

（三）混合料要严格按设计配合比进行拌和，计量要求准确，上料顺序为：先装碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和泵送剂，最后加砂或石屑，使水泥、粉煤灰和泵送剂夹在砂、石之间，每盘料搅拌时间不应小于 60s，坍落度要控制在160mm～180mm之间。施工过程中坍落度的损失速度根据现场试验测试得出，并根据测试结果调整坍落度，避免因坍落度损失过快造成混合料堵管。在泵送前混凝土泵料斗、搅拌机搅拌桶应备好熟料。

（四）提钻时严格按试桩调整拔管速度拔管，提拔钻杆要采用静止提拔，在特殊情况下采用边旋转提拔，同时通过混凝土输送泵的泵送次数来确定实际投料量，必须保持混凝土面始终高于钻头面，钻头低于混合料面15～25cm，提拔速度一般宜控制在 2m～3m/min。确保钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续；如遇有淤泥或泥炭质土等敏感土层，拔管速度应适当减慢，并保证连续提拔，不得停泵待料，避免造成混合料离析、桩身缩径、断桩和夹泥等。施工中严禁出现超速提拔。

（五）为了保证桩CFG桩在施工时不影响相邻桩的桩身质量，施工中根据地质条件，必须遵循打桩顺序的规定。必要时采取隔桩、隔排跳打方法施工。

（六）施工中应经常检查排气阀的工作状态，保证排气阀正常工作，要求每工班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞。若发现堵塞及时清洗，以免成桩空心。

（七）施工中提钻与混合料供应必须密切配合，保证提钻和泵料的一致，以防止桩端不饱满而影响CFG桩的承载力。若拔管速度过快混合料充填不足，将造成缩径或断桩。

（八）清土时，应采用小型机械或人工剔除等措施，打桩弃土清运不可对设计桩顶标高以下的桩身造成损害；不可扰动桩间土；不可破坏工作面未施工的桩位。清运完毕后人工开挖其下 50cm 保护土层，清运保护土层时不得扰动基底土，防止形成橡皮土。施工时严格控制标高，不得超挖。

（九）CFG 桩施工完成 28 天内不得有任何机械在上面行走。施工完成 28 天以后，按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）要求进行桩身质量、单桩及复合地基承载力检测。检测合格后，方可进行上部垫层施工。

四、结语：

长螺旋钻孔灌筑成桩工艺是目前国内最常用的CFG桩施工工艺，长螺旋钻机在施工中无震动、低噪音、无污染、易操作、成孔效率高、质量好、具有施工速度快、工期短、质量容易控制、沉降变形小、工程造价低廉等特点，它能大幅度提高地基承载力，广泛应用于水利工程、房屋建筑、公路、铁路等工程的地基处理和加固，具有广泛的经济效益和社会效应。

参考文献：

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[2] 张志平. 浅谈京沪高速铁路CFG桩施工工艺及质量控制[J].铁道建筑技術 ，2012（1）.

[3] 张国. 浅谈CFG桩复合地基施工的质量控制要点[J].建筑学前沿，2012（12）.