CFG桩在城市道路软基处理中的设计及应用

覃国汉

摘要：随着科技的高速发展和人类改造自然能力的增强，人类活动的范围越来越宽广，各种各样的交通设施也伴随着人类的足迹延伸。道路基础质量的优劣，直接影响了道路的使用寿命。在市政道路设计施工过程中，经常会遇到鱼塘、水田等低洼地段，通常用清理淤泥、回填砂砾或者透水性较好的材料，分层填筑和分层压实，以确保路基的稳定性。但是，对于滨湖，滨河，滨海城市软弱土层深度过厚等地段，再用通常的换填的处理方法，处理效果可能不尽如意。本文针对CFG桩在城市道路软基处理中的应用进行了初步探讨。

关键词：CFG桩软土路基应用设计复合地基

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0029-02

市政道路工程具有沿线地质条件多变和地下管线复杂等的特征，其路基的稳定性是道路寿命的关键，是保证道路及其地下管线正常运营的基础。由于城市道路的范围内各种管线以及地下设施需要同时施工，而城市交通的需要又不允许工期过长，因此，出现软基路段时，则需采用施工迅速的工艺来进行处理。水泥粉煤灰碎石桩，简称CFG桩，是粉煤灰、水泥、碎石混合的低标号聚合体，正好可以满足工期要求较紧的市政道路的施工要求，并且CFG桩形成的复合地基不仅可以充分利用桩间土和桩的特有优势，造价也相对低廉，可以为道路的建设节约不少的投资。

1CFG桩技术的简介

CFG樁是水泥粉煤灰碎石桩的简称，由水泥、碎石、粉煤灰、砂和石屑加水拌和而制成的高粘结强度桩。根据工程的地质条件，采用相应的打桩机械，使桩管深入等待处理的地基土中，向桩管内灌入按一定的比例配制好的拌合料，然后拔管而形成CFG桩。

2CFG桩处理软地基的特点

2.1适用范围广

CFG桩适用于处理粘性土、粉土、淤泥等软土地基，既能用于挤密效果好的地质，也能用于挤密效果较差的地质。

2.2承载能力强

CFG桩可以发挥全桩的侧摩阻力，复合地基中桩的单独承担荷载可以占总荷载的百分比在40％～75％之间，使地基承载力大幅度的提升，并且有很大的可调性。

2.3沉降量小

对有软弱土层的地基，须采用CFG桩进行地基处理，桩端持力于下面较好的土层，能够获得变形模量较高的复合地基，从而有效的控制建筑物的沉降。

2.4桩体排水

对振动沉管工艺的CFG桩，当CFG桩在饱和的砂土和粉土中施工时，由于成桩的振动作用，会造成砂土液化，土体内产生孔隙水压力，孔隙水沿着桩体向上排出，直到CFG桩的桩体硬化为止。

2.5时间效应

利用振动沉管施工时，由于振动的作用，会对桩间土产生搅动，尤其是高灵敏度的土，会使其结构强度降低甚至丧失，成桩结束后，随着恢复期的增长，结构强度逐渐恢复，使桩间土的承载力有所增加。由于粉煤灰不断的发生水化反应，使桩身混凝土后期的强度增大，对CFG桩承受上部荷载有可靠的保证。

2.6高效环保

CFG桩由于掺入了工业废料，即粉煤灰，而减少了环境污染，所以是一种高效环保的地基处理方法。

3CFG桩的施工

(1)根据施工地域的地质情况，选择合适的施工机械，在施工开始之前应该先进行试装，以确定桩头到达持力层或者原土层时机械的工作状态和碎石、粉煤灰、水泥的最佳配比，以及人员机具的配套组织，施工时要严格的按照规程进行。

(2)利用钻机塔身的前后以及左右垂直标杆检查塔身导杆，校准位置，使钻杆垂直并对准桩位的中心，确保CFG桩垂直方向的偏差不大于1.5％。

(3)钻进成孔采用先慢后快的方法进行，这样既能够检查钻孔的偏差，又能够减少钻头的摇晃，便于及时纠正。当钻头达到设计桩长的预定标高时，在动力头底面的停留位置相应的钻机塔身处作醒目的标记，作为施工控制桩的依据。

(4)灌注和拔管：当成孔达到设计的标准高度后，停止钻进并开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料之后开始拔管，禁止先提管后泵料，成桩的提拔速度须控制在0.8m／min，灌注成桩完成后，用水泥袋盖好桩头并进行保护。施工中，每根桩的投料量不得少于设计的灌注量。

(5)移动到下一根桩施工时，应根据轴线或者周围桩的位置对需要施工的桩位进行复核，保证桩位的准确性。施工顺序为横向从路中心向两侧，纵向从涵洞中心向两侧，并且采用隔桩跳打的方法。

(6)桩头的处理：桩顶标高于原地面0.5m-1.0m，7d后须采用人工处理桩头，开挖到设计的高程，并砍除桩头。

4施工质量控制及质量问题的防治措施

(1)根据地质情况和设计的桩径，选择合适的桩机型号、管径和桩头。通常情况下，可以采用液压步履式振动沉管打桩机架，配备DZJ90型变矩式振动锤，带有活瓣桩靴的0478钢管，确保了桩身的直径。

(2)桩机定位后必须保持平正和稳固，确保施工中不发生倾斜和移位，在机架上设置控制沉管深度标尺，便于对沉管、终止沉管和拔管时进行观测记录，观测并记录桩管的入土深度。桩位放样应保证准确，其偏差标准不大于150mm，桩身保持垂直，垂直度偏差应不大于1％。根据桩机顶部吊下的垂球，即可控制垂直度，垂直度控制在1％以内。

(3)按顺序跳打施工，从路一旁向另一旁逐渐推进，防止地面隆起。施工过程中，加强对桩顶和地面的观测，观察施工对已成桩的挤压情况，防止已成桩受到挤压而断裂或者出现桩位上浮，并了解地面的隆起情况。施工中若遇到地下障碍时，可将桩位适当地移位，保证桩体满足设计的要求。定期对桩机进行检测，使施工的连续性得到保障。

(4)采用现场搅拌混凝土。要求混凝土的混合料必须根据质量监督检测站的试验室设计好的配合比例进行调配，要求计量准确。因掺入比例较大的粉煤灰，拌和时间不得少于2分钟，以使混合料不离析。混合料加水量根据沙石含水量随时进行调整，必须经常检测混凝土的坍落度(振动沉管CFG桩施工的坍落度宜为30mm～50mm)，确保坍落度符合设计的要求，不符合要求的混合料严禁使用。

(5)沉管过程中，必须做好记录，严格控制最后30秒的电流值，根据试桩确定的贯入度和电流值。灌注混合料时，作业人员要时刻观察拔管高度，确保不拔空管。拔管高度应控制在0.5m～1.0m。拔管过程中应分段添加混合料，桩管内的混合料始终高于拔管高度得1.5m，确保桩身的完整性，严禁管中无料而导致断桩的情况。拔管速度应均匀控制在1.2～1.5m／min。在地下水位以下、饱和淤泥或淤泥质土中沉桩管时，土受强制性扰动挤压，土中水和空气未能较快扩散，而局部产生孔隙压力，当套管拔出时，混凝土强度尚低，把部分桩体挤成缩颈。因此，在类似地质情况下，拔管应适当放慢速度，使其控制在0.6～O.8m／min间。

(6)施工中，需确保严格的施工质量检

验：检查施工记录、混合料坍落度、桩数和桩位偏差等，发现问题及时改正。施工结束后，需对桩体强度、完整性、复合地基承载力和褥垫层的质量进行检查。

(7)破桩头时，防止桩体开裂。桩体裂缝多发生在浅部，离桩顶1米左右。产生裂缝的原因一般有：凿桩头时施工方法不当、工作人员无经验、用大锤横向锤击以及用力过猛，桩间土采用机械挖土，开挖过程中机械碰撞到桩体。因此，在施工中，凿桩头时不可用力过大，且尽量采用人工开挖桩间土。

(8)市政道路工程由于工作面广，作业人员较多以及工期较长，要求施工管理人员应做好技术交底，且需经常反复交底，以防止工人们因操作时间太长而麻痹大意，偏离交底的初衷。另外，要求监理人员加强监督，严防偷工减料的发生。

5结语

随着我国社会主义经济建设的不断发展，城市建设越来越繁荣，城市道路交通建设也进入了全新的阶段。在城市道路建设中，经常会遇到软地基，这给城市道路施工增加了一定的难度。为了解决这个问题，CFG桩成了各个施工单位的首选方案。近年来，CFG樁在软地基的处理中得到了广泛的应用，大大解决了软地基处理的问题，但是其在施工过程中也存在一定的问题，本文针对，CFG桩的特点对其施工操作的具体步骤作了介绍，并对其在施工过程中比较容易出现的问题和解决方案作了分析。为了保证城市道路建设的质量，CFG桩在软地基中道路中的施工工艺还有待于进一步研究和改进。

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