CFG桩施工常见问题及预防措施

褚艳华

(河北省文安县交通局公路管理站)

CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C5～C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作。

CFG桩与水泥搅拌桩相比虽然造价较高，但其解决了长度大于15 m的水泥搅拌桩施工质量无法控制难题，因此其作为深度大于15 m的水泥搅拌桩的替代方案，在高速公路地基处理中被广泛的应用。

1 CFG桩施工方法

1.1 施工准备

施工前进行场地平整，清除地表树根、杂草、杂物和生活垃圾，修筑进场便道，准备供电设备。

1.2 测量放样

采用先定线后定点的方法，即根据布置图，先放样定出路基两侧最外边的四个角点CFG桩的桩位，根据设计桩距，用钢尺量距法定出其它桩位。校核桩的数量和在纵横上的间距，其桩距校核差为±100 mm。放出每根桩处原地面标高，以控制桩长和桩底标高。

1.3 钻机就位

钻机就位后，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%。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，开钻钻进。

1.4 成孔

钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计标高时，停止钻进。

1.5 混合料搅拌

混合料搅拌上料顺序为先装碎石，再加水泥、粉煤灰、砂，严格按照经监理工程师审批的配比进行，采用集中拌和，灌车运输，每盘料搅拌时间不少于1 min，混合料出厂时塌落度控制在180～220mm。根据设计桩长、配合比计算投料量。

1.6 灌注

成孔至设计深度后，现场指挥员通知钻机停钻提升钻杆30 cm，使钻头滑瓣打开，并同时通知司泵开始灌注混凝土并保持连续灌注。灌注混凝土至桩顶时，超过桩顶设计标高50 cm，以保证桩顶标高和桩顶混凝土质量均符合设计要求。司钻和泵工密切配合，根据泵入混合料量控制提钻速度，混合料的连续性，以防断桩、缩颈。灌注混凝土之前，检查管路是否顺畅稳固;第1根桩灌注前，用水泥砂浆湿润管路。压灌混凝土时一次提钻高度小于25 cm;现场设专人负责检查混凝土灌注质量及意外情况的处理;施工过程中应认真填写施工记录，每机每台班留取试块1～2组。成桩过程中应对已打桩的桩顶进行位移监测。施工垂直度偏差不应大于1%。冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。

1.7 桩头处理

(1)第一步清土在CFG桩施工完毕后立即将多余混凝土铲除;

(2)第二步在成桩后7 d左右剔桩，避免因桩身强度较大时剔桩困难;

(3)清土采用小型机械设备及人工开挖、运输，避免断桩及对地基土的扰动;预留至少20 cm进行人工清除，找平;

(4)清槽后人工截桩，采用3根钢钎间隔120°，沿径向楔入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用小钎修平;

(5)桩顶开裂、断裂，按桩基混凝土接桩规定，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级混凝土填补并振捣密实。

2 常见问题及预防措施

(1)堵管。堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率，增加工人劳动强度，还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时，使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬，增加了再次堵管的几率，给施工带来很多困难。产生堵管的原因有以下几点。

①混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时，混合料和易性不好，常发生堵管。因此，坍落度控制在180～220 mm之间。

②混合料搅拌质量有缺陷。在CFG桩施工中，混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料，易产生泌水、离析，泵压作用下，骨料与砂浆分离，摩擦力加剧，导致堵管。坍落度太小，混合料在输送管路内流动性差，也容易造成堵管。

③施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排出，待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出，容易造成管路堵塞。

(2)桩端不饱满。这主要是因为施工中为了方便阀门的打开，先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔，影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况，施工中前、后台工人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性。

预防措施:及时清除或外运桩口出土，防止下笼时混入混凝土中;桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成，应保证超灌50 cm后，排除浮浆才终孔成桩。

(3)施工不当造成断桩。为避免桩顶浮浆与松散混凝土带来的质量缺陷，CFG施工中参照混凝土灌注桩，桩顶高程至少要比设计高程高出0.5 m，这高出的0.5 m通常称为“桩头”。在桩头部分桩间土开挖和截取桩头过程中，一些施工单位使用大型机械钩挖或不注意控制机械的活动就会造成CFG桩浅部断桩。在碎石褥垫层施工中，一些施工单位动用大吨位卡车运输碎石直接进入场地，或者使用重型压路机进行碾压。由于桩上填土较薄，局部碾压下可能破坏桩体和桩帽，造成断桩和桩帽破裂。而在路基填筑具有一定的高度后，填土对局部压力的应力扩散作用才能对CFG桩体和桩帽起到足够的保护作用。

预防措施:桩间土开挖、截桩和褥垫层施工过程中加强旁站，及时制止不当施工行为。遇到断桩严格要求按接桩处理，遇到破裂桩帽严格要求返工。

(4)CFG桩桩身垂直度偏差控制不到。CFG桩桩身垂直度偏差控制不到造成桩帽倾斜，桩帽顶平面地基土不规则变形，造成CFG桩偏心受压，可能导致该桩受弯折断，危及复合地基稳定。

预防措施:钻杆必须双向设置吊锤控制垂直度，CFG桩桩体垂直度允许偏差1%。