CFG桩基施工技术实际应用研究

【摘 要】 CFG桩不仅可用于承载力较低的地基，也可用于承载力较高但变形不能满足要求的地基，具有较强的置换作用，如果施工过程中的各个环节控制得当，不仅施工进度快，施工质量也能很好保证。本文主要就京沪高铁工程施工实例，对CFG桩基施工技术实际工程应用进行简单的研究。

【关键词】 京沪高铁 CFG 桩基施工

一、前言

CFG桩简称水泥粉煤灰碎石桩，是地基加固处理的一种方法，适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。在施工时应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。设计采用水泥粉煤灰碎石处理地基时应进行地基变形验算。

二、工程实例

（一）工程概况

新建北京至上海高速铁路JHTJ4-20标DK912+434～DK924+801，全长12367米，路基长8400.22米，位于滁州市境内，部分路基需进行软基处理，本标段CFG桩软基处理共计34380根271680延米、桩帽34380个，桩身混凝计53317.2立方米，扩大桩帽11315立方米。

（二）CFG试桩

京沪高铁第二十项目部二工区DK919+ 044.480—DK921+104.920段路基软基处理CFG桩于2008年8月12日对1#--7#桩位进行了试桩。

试桩过程：本段路基表层以下为硬塑粘土，钻进速度暂设为2m/min～2.5m/min，其下为全风化角闪岩，钻进速度暂设定为1.5m/min～2.0m/min。提钻灌注混凝土速度缓慢用时9分钟。机械设备见表1。

试桩结论：试桩地质情况基本与设计相符，根据CFG桩施工工艺及试桩结果分析的地质情况，本段适用长螺旋桩机，根据现场试桩情况得出可以保证桩机正常作业的性能参数：转速控制在21r/min、控制电流100A、电压380V，混凝土输送方式，采用混凝土泵送，根据现场试桩情况证明混凝土配合比合适，能够满足施工要求。

（三）CFG施工工艺简介

CFG桩施工采用长螺旋钻机钻孔，管内泵压送混合料成桩施工方案。CFG桩施工完成后待其混合料初凝后，人工将桩顶松散部分和浮浆清除。

⑴工艺要点与技术措施

①施工准备

测量准备：施工测量严格按测量规范要求进行，所有测量仪器都进行校核与检定，保证测量精度。

技术准备：施工设计图纸及有关施工资料到位后，组织技术人员进行图纸复核，组织有关人员培训、学习相关技术规范及施工细则、设计文件，作好施工前的技术准备工作。

施工技术交底：根据施工图，技术人员要进行技术交底。交底内容包括：施工方法、施工工艺、施工安全、机械使用等。

物资准备：材料的取样试验工作已经按规范要求完成，全部采用试桩所选用的材料。

②施工顺序

CFG桩施工采用间隔跳打法，施工新桩与已打桩时间间隔不少于7d；全长布桩时，应遵循由“由一边向另一边”的原则。

③钻机就位

CFG桩钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。

④混合料搅拌

混合料搅拌要求按配合比进行配料，计量要求准确，拌合时间不得少于1min。混合料加水量和坍落度（设计要求长螺旋钻管内泵压混合料法施工时，坍落度控制在16～20cm）根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。

⑤钻进成孔

钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据。当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。

在钻进时，记录每米电流变化并记录电流突变位置的电流值，作为地质复核情况的参考，桩尖必须钻至持力层上并保证有效设计桩长。

⑥灌注及拔管

CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆心充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。钻杆应采用静止提拔，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钻杆提拔速度和混凝土的泵送料，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，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。

⑦移机

当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此，下一根桩施工时，还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。

⑧扩大桩头施工

CFG桩采用扩大桩头，扩大头顶宽1m，高0.6m，施工时桩头0.6m范围挖除，现场浇注C15混凝土。

⑵防止堵管窜孔的措施

①施工中应保证排气阀正常工作，施工中要求每工班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞；冬季施工时经常采用加热水的办法来提高混合料的出口温度，防止在输送管和弯头处会出现混合料初凝前结冻，造成堵管。

②采用隔桩、隔排跳打方案防止窜孔，但跳打要求及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。

⑶质量控制措施

①为检验CFG桩施工工艺、机械性能及质量控制，核对地质资料，在工程桩施工前，应先做不少于2根试验桩，并在竖向全长钻取芯样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺。

②CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求，桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。

③CFG桩施工中，每台班均须制作检查试件，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，其承载力、变形模量应符合设计要求。

④通常桩顶混凝土密实度差，强度低，对此采取桩顶以下2.5m内进行振动捣固的措施，为保证施工中混合料的顺利输送，施工中采取强制式搅拌机。

⑤桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据设计和采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。

⑥清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

⑦跳打施工时应及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。

⑧CFG桩施工属隐蔽工程，经监理签认后方可进行下一道工序施工。

（4）CFG桩复合地基优点

①适用性广，承载力提高幅度大：CFG桩复合地基技术适用于非饱和及饱和的粉土、粘性土、填土、砂土、淤泥质土等地质条件，处理后，复合地基的承载力与原地基承载力相比，可提高2-5倍。

②施工简便，工期短：CFG桩施工方法一般为长螺旋钻成孔泵送砼法，施工时，没有钢筋笼制作等工序，成孔成桩一次完成减少了成桩时间，加快了施工速度。

③保护环境：CFG桩施工时，不需泥浆护壁，没有泥浆外运，既节约了资金，又无环境污染，对市内施工，非常适合。

参考文献

[1] 万杨.新形势下浅谈当前建筑工程的桩基施工技术[J].建筑知识：学术刊，2012（8）：338-339

[2] 钟亮根.低应变反射波法在桩基施工质量检测中的应用[J].铁道标准设计，2012（4）：111-111