CFG桩复合地基在高速公路软基处理中的应用

许贺　慕晨阳　王雨羽

摘 要：公路工程直接影响着社会经济，在处理软基的过程中，CFG桩法应用的较多，能够增强路基的坚固性和稳定性。需要结合实际情况，完善设计思路，对施工要点和方法进行控制，在节省造价的基础上，实现经济效益的最大化，使CFG桩在高速公路软基处理中应用的更加广泛。

关键词：CFG桩;软土路基;设计参数;质量控制

1 CFG桩复合地基设计思路

在长期的工程实践中，复合地基的设计方法可归结为以下三类[2]：（1）正常使用极限状态的承载力作为控制条件，以正常使用极限状态的沉降量作为验算条件。（2）正常使用极限状态的沉降量作为控制条件，以正常使用极限状态的承载力作为验算条件。（3）沉降量和承载力双控制。

对于第一种设计思路，其适用条件为CFG桩复合地基加固的土体性质较好、桩体强度大且置换率较高的情况，按承载力为控制条件，沉降量一般会满足要求。当CFG桩复合地基加固的土体性质差，如淤泥、欠固结填土等，往往出现承载力满足，但沉降不满足的情况。特别是在高速公路软基处理中，其置换率一般较低、路堤荷载较小，更容易出现沉降或差异沉降不满足。从而前面两种设计思想，在两个条件都满足的情况下，有可能会出现当其中的一个条件满足时，另外一个条件有较大的富裕的问题，这样就会在物力和财力上造成较大的浪费。

2 工程概況

某高速公路工程地质情况较为复杂，通过对地质情况进行分析，软土较多，需要对地基进行加固。对加固方案进行综合比较后，决定在C标段内某部分地区采用CFG桩进行加固处理，持力层作用在黏土层之上，地基承载力为300kPa，要求CFG桩地基承载力不能低于500kPa。

3 CFG桩在高速公路软基处理中的应用

（1）CFG桩承载力标准值和相关参数的选择。CFG桩地基承载力标准值主要通过现场复合地基荷载试验来得到，fspk为该高速公路工程地基加固以后，CFG桩复合地基的承载力特征值（kPa）;λ为CFG桩单桩的承载力发挥系数，在计算过程中，其取值一般为1.0;m为CFG桩面积置换率;β为CFG桩间土承载力的折减系数，取值范围在0.75～0.95之间;Ra为单根CFG桩的竖向承载力特征值（kN）;Ap为CFG桩的截面积（m2）;fsk为原地基加固处理以后，桩间土的承载力特征值（kPa）。根据案例工程地质勘探的结果，要求经过CFG桩加固处理后地基承载力特征值不能低于500kPa，单桩竖向承载力的特征值不能低于1000kN，面积置换率为4.89%，因此，为满足上述要求，CFG桩长为18m。

（2）桩间距和桩数的确定。由于该工程CFG桩施工中，面积置换率为4.89%，桩长为18m，因此，采用了正方形布置CFG桩的方法，间距为1800mm，在基底中分别布置2排CFG桩，总共布置642根CFG桩。

（3）填充料配合比。在填充料配比中，通过多次试验最终确定了该工程CFG桩中的填充料的配合比：每立方米CFG桩充填料，需要水180kg、水泥324kg、中砂780kg、碎石1020kg、减水剂4.25kg、粉煤灰50kg，采用此种配比，填充料的坍落度在150～180mm之间，可有效满足实际要求。

（4）褥垫层。为最大限度提升CFG桩施工质量，确保地基的承载力满足实际需求，褥垫层的厚度为200mm，超出边缘基础150～200mm，选择粒径为5～14mm的碎石作为褥垫层铺设的主要材料，并进行全方位夯实处理。

（5）质量检测要求。当CFG桩施工完成以后，进行全面养护处理，养护30天以后，选择总桩数的0.5%进行检测，选择检测点个数不能低于4个，进行静载试验，确认CFG桩各项参数和指标都满足实际要求以后才能进行下一道工序施工。

（6）CFG复合地基检测。1）CFG桩身完整性检测。根据CFG桩施工相关的检测规范和标准，对CFG桩进行完整性检测，本工程中，抽检了75根CFG桩，进行低应变反射波法检测，检测结果显示，75根CFG桩全部为Ⅰ类桩，质量、强度、硬度、规格、尺寸等都满足实际要求。2）地基承载力检测。根据桩基检测规范的要求，当地基基础施工完成以后，同时进行复合地基承载力检测，选择5个CFG桩单桩进行全面检测，检测结果显示，所有复合地基的承载力特征值都在580kPa以上，有效满足了实际需要。

4 CFG桩技术要求及质量控制要点

第一、在制作桩体时应特别注意拔管的高度与速度。在没有施工现场成桩试验等有关参数时，桩管内灌满混合料后，应先锤击5～10s，再开始边锤击边拔，以防止桩底出现吊脚现象。每次拔管高度宜控制在0.5m～1.0m，每拔管一次停拔振动10s或者反插深度0.3m～0.5m（两者应视现场施工情况而定）。第二、拔管过程中，应分段添加混合料，桩管内混合料始终高于拔管高度1.5m，以保证桩身的完整性。拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1.2～1.5m/min左右。混凝土坍落度控制在50mm～70mm，水灰比宜在0.6～0.8之间：桩位应保证准确，其偏差不允许大于150mm，桩身保持垂直，垂直度偏差不应大于1%。第三、按序或跳打施工，向一个方向逐渐推进，以防止地面隆起，在己成桩的桩顶埋设标尺，观察施工对己成桩的挤压情况，防止已成桩受挤压而断裂，并了解地面隆起情况。由于混合料自重压力较小或由于浮浆影响，桩顶桩体强度一般较差，为保证桩体质量，施工桩顶标高超过设计桩顶标高50cm，确保设计桩位标高内无浮浆。定期对桩机进行检测，保证施工的连续性。第四、地基检测。CFG桩施工中，每台班均须制作检验试件，进行28d强度检验，成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，检验数量可按处理面积大小取2～4点。施工质量检验主要应检查施工记录、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度和桩体试抗压强度等。桩身质量采用小应变动测法进行检测，检测数不少于总桩数20%。第五、在制作桩体时应特别注意拨管的高度与速度。在没有施工现场成桩试验等有关参数时，桩管内灌满混合料后，应先锤击5～10s，再开始边锤击边拨，以防止桩底出现吊脚现象。每次拨管高度宜控制在0.5～1.0m，每拨管一次停拨锤击5～10s或者反插深度0.3～0.5m（两者应视现场施工情况而定）;拨管过程中，应分段添加混合料，桩管内混合料始终高于拔管高度1.5m，以保证桩身的完整性。

5 结束语

在处理高速公路软基的时候，CFG桩法应用的较多，必须结合工程实际情况，完善整个设计方案，结合相关的施工规范，对桩身强度、完整度和承载力等进行控制，提高软基的质量。同时，必须加强检测，加强质量控制，增强路基的坚固性和稳定性。

参考文献：

[1]唐小富.山区高速公路软基处理CFG桩复合地基的固结分析[J].公路工程，2016（02）：99-100.

[2]辛伟.CFG桩复合地基试验方案及沉降分析[J].北方交通，2012（04）：89-90.