公路软土地基施工中CFG桩的应用综述

■顾 靖 ■江苏省泰州市市区超限检测，江苏 泰州 225300

在公路施工中，某路段附近地貌类型简单，地势比较平坦，平均海拔3．5m左右，路况比较低洼，河流较多，村庄密集，地表植被以菜田为主。该路段设计为桥头路段高路堤，填土高度大概4米，以耕植土、亚粘土为主，工程地质条件较差。该路段软土内含水量较高、强度较差、高孔隙比、沉降大、稳定性差，软土地基无法满足高填路堤荷载的要求，需对软土地基进行加固处理，经研究决定，采用CFG桩技术。

1 CFG桩的组成与基本原理

CFG桩由桩、桩间土以及垫层三部分组成，投入使用后，垫层上部路基传来的压力通过适当的变形以一定的比例分配给桩以及桩间土，两者共同受力。土体受到桩的挤压提高其承载力，桩本身又受到周围土的侧应力压迫从而提高受力性能，两者协调工作，形成一个复合地基受力整体，共同承载上面路基传来的荷载。

2 搭建CFG桩的准备工作

2．1 清理现场

在搭建CFG桩前需要对施工现场进行清理工作，从而保证施工环境的整洁干净以及施工操作的顺利进行，进而提高施工的效率。清理现场包括以下几项具体内容:(1)对公路通道进行整修的同时，清理通道中的各种障碍物，保持施工路线的通畅。(2)对公路进行比较彻底的垃圾处理，包括枯树枝、废弃电线、塑料袋等，这种比较彻底地清除方案有利于CFG桩的竖立。(3)在施工前开挖一定数量的排水坑，方便施工过程中现场的排水。(4)清理工作完成后，采用人工碾压等方式把软土地基压实，确保现场施工的密实度。

2．2 材料的准备和配比

施工使用的原材料是公路工程建设的重要组成部分，原材料的质量好坏直接决定后期施工的质量，所以在搭建CFG桩前，需要对所需的原材料有一个系统的认识。CFG桩的原材料包括碎石、砂子、水泥等，除了保证这些材料的本身质量外，对其配对的比例也要有准确的计算，一般情况下水、水泥、碎石、砂的配对比例为 0．7∶1∶3．823∶2．443。

2．3 施工现场的检测

要想准确的放置CFG桩，施工前对施工现场的检测必不可少，一般检测过程分为以下几点:(1)先在施工现场铺设一层适量的砂垫层，然后按照公路的实际地形状况以及操作标准进行科学合理的放样。(2)检测过程不要采取一次的数据，为确保监测数据的准确性和严谨性，需要进行多次检测，同时标注地面的标高，并把整理后的数据资料上交至监理部门审批，审批通过后方可按照具体数据进行布桩设计。(3)工作人员还需要对现场进行袋装砂井施工，并在施工完成后进行CFG桩的放样操作。

3 CFG桩材料要求和注意事项

(1)混凝土、添加剂、缓凝剂、粉煤灰等混合物的掺量应该符合施工要求，按照实验室测试的结果执行。(2)配制CFG桩材料的过程中要严格按照配合比，并注意控制原材料的质量。(3)长螺旋钻孔和混合料灌注的坍塌度要控制在160～200mm之间，而振动沉管的施工坍塌度要控制在30～50mm之间，振动沉管经过灌注成桩后，浮浆的厚度要小于200mm。(4)长螺旋钻孔和混合料成桩在钻至设计深度后，要控制拔杆的时间，沉管向上拔的速度要与混合料的递送量相适应，如遇到饱和砂土层则暂时禁止停泵待料。(5)沉管灌注成桩工序完成后，拔管过程中尽量保持匀速进行，一旦遇到淤泥质土壤，就适当放缓拔管速度。

4 施工工艺及质量控制办法

(1)实地放样。根据设计方案在需要施工的位置实行实地放样，CFG桩的位置要严格按照设计方案执行，如出现个别例外情况立即进行灵活的调整。在这个过程中要重点考虑桥台等特殊位置，并记得把桥梁桩基的位置留出来并在涵洞底部标高。

(2)沉管。根据放样结果，合理安装振动器进行桩基沉管操作，要保证桩基沉管垂直于地面，在具体操作前先检查设备运行是否正常，设备验证合格后，将桩尖用绳子套紧，沉管过程一定要按照施工顺序，没沉下1m就记录电流表电流一次，帮助施工人员及时掌握土层的变化，避免出现失误。

(3)投料。处理地基所需要的原材料较多，工作人员应该重视地基的处理质量，严格控制所需材料质量，在进行混凝土配比的时候要根据设计方案以及实验结果进行操作，把碎石等杂质的含量控制在5%以下，搅拌时间要控制在2分钟以上以保证搅拌均匀。

(4)拔管。沉管到设计位置后，先不要急于拔管，等混凝土添加到与设置投料口平齐并原地振动5～10s后再开始拔管操作，这样可以保证桩底混凝土充实饱满。拔管的速度应该根据实际情况有所控制，不宜过慢也不宜过快，一般遵循先慢后快、匀速操作的原则。

(5)处理桩头。现阶段进行沉管时一般使用振动沉管法，这种操作方法虽然比较简单，但是由于桩顶部位振动会导致浮浆较多，无法达到设备的强度要求，因此要把桩顶一定长度的桩头截掉，这样既可以保证一定的美观性，又可以提高CFG桩的整体质量。

(6)铺垫砂层。在CFG桩验收合格后，就开始进行铺垫砂层的工作，铺垫砂层分两层施工:第一层先铺设30cm左右的中粗砂层，然后铺设上钢塑格栅;第二层先铺设20cm左右的中粗砂层，再铺上土工布。铺垫砂层可以分散桩土的荷载压力，避免水平荷载对桩头的破坏，对延长CFG桩的使用寿命具有积极意义。

5 设置CFG桩的质量检测环节

(1)单桩承载力检测。在CFG桩施工过程中要注意对单桩承载性能的检测，一般选择总桩数的1%进行测试，通过其7d以及28d的抗压强度来确定其整体的承载能力。(2)CFG桩质量等级检测。随机选取20%以上的CFG桩，通过低应变法测定其完整性，进而确定其桩身的质量等级。(3)地基承载力检测。采用现场荷载试验法对单桩以及多桩的复合地基承载力进行检测，在这个检测过程中要注意检测频率的控制。(4)桩间土加固效果检测。桩间土的加固效果关系到整体桩身的稳定性，应该引起施工人员的重视，并采用静力触探等方法进行试验检测。

CFG桩的施工过程比较复杂，存在一定的施工难度，但经过实践的证明，科学合理的搭建CFG桩不仅提高了公路的安全性，还节约了建设维护成本，对整个公路工程建设具有重要意义。为保障CFG桩的每一个施工环节都可以顺利进行，必须规范施工人员的操作技能，提升管理人员的综合素质，落实科学严谨的工作态度，并严格把关施工的质量。

［1］于富华．CFG桩复合地基承载力计算方法的比较［J］;岩土工程界;2002年11期．