CFG桩施工中常见的问题及处理方法

陶雨

【摘要】本文详细列举了CFG桩施工中常见的问题，并对出现的各个问题逐一进行了细致的分析，同时提出了解决及预防问题的处理方法和技术措施。

【关键词】CFG桩 常见问题 处理方法

1 前言

所谓CFG桩是在碎石桩体中掺入石子、砂、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高的桩体，又称水泥粉煤灰碎石桩。CFG桩基复合地基技术是中国建筑科学研究院地基所20世纪80年代末开发的一项新的地基加固技术。该技术于1994年被列为建设部全国重点推广项目，被国家科委列为国家级全国重点推广项目。1997年被评为国家级工法，并制定了中国建筑科学研究院企业标准，现正列入国家行业标准<<建筑地基处理技术规范>>。

2 工程概况

武康二线襄胡段II标一工区施工范围由铁四院设计，基础设施设计时速为200KN，地基加固处理形式主要为CFG桩，桩体材料由石子、砂、粉煤灰和水泥加水拌和组成，设计桩体强度为C15，桩径0.4m，桩长13～18m，间距1.4m，正方形布置，共计8.9万延米。

3 施工工艺简况

3.1 施工机械

采用振动沉管桩机，桩尖采用活瓣试桩靴，沉管直径38cm，滚筒搅拌机。

3.2 工艺流程

3.2.1 沉管振动下沉至设计桩底标高

3.2.2 拌制混合料，拌合时间1～2min/盘，坍落度3～5cm。

3.2.3 向管内投料，直到混合料与进料口齐平。

3.2.4 留振5～10S，开始拔管，提升速度为1.2～1.5 m/min，直至成桩。

4 施工中常见问题的分析及处理

在CFG桩施工过程中容易出现问题，造成事故，影响成桩质量及承载力。所以，在施工中应及时发现问题、分析及解決问题，避免事故的发生，下面对CFG桩施工过程中经常出现的问题分别进行分析：

4.1缩径和断桩

在施工前，对桩位处的地质情况不了解，施工方法不当极易出现缩径和断桩。在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，新打桩对已打桩的作用表现为挤压，使得已打桩被挤扁成椭圆形或不规则形，严重的则产生缩径和断桩。在上部有较硬的土层或中间夹有硬土层的地层中成桩，桩机振动力较大，对已打桩的影响主要为振动破坏。若已打桩结硬强度不太高，将会被新打桩时的机桩振动力震裂。

针对此现象，施工前须查明桩位处的地质情况，并进行工艺性试桩确定施打顺序，主要考虑新打桩对已打桩的影响。施打顺序分两种类型：一是连续施打，如图（一），从1号桩开始，依次连续打下去。二是间隔跳打，可以隔一根桩也可以隔多根桩。如图（二），先打1、3、5······，后打2、4、6······。

连续施打可能造成的缺陷是桩径被挤扁或缩径。如果桩距不太小，混合料尚未初凝，连打一般较少发生断桩现象。隔桩跳打，先打桩的桩径发生缩径现象，但土质较硬时，在已打桩中间补打新桩时，已打的桩可能发生被震裂或震断。施打顺序与土性和桩距有关，在软土中，桩距较大可采取隔桩跳打；在饱和的松散粉土中施工，如果桩距较小不宜采用隔桩跳大，因为松散粉土振密效果较好，先打桩施工完后，土体密度会有明显增加，而且打的桩越多，土的密度越大，桩越难打。因此，在补打新桩时，一是加大了沉管的难度，二是非常容易造成已打桩断桩。

为了避免缩径和断桩现象，必须在正式施工前进行工艺性试桩，掌握确切的地质资料，通过试桩确定正确的施打顺序。

4.2 桩体强度不均匀

在CFG桩施工过程中，桩体强度不均匀现象时有发生，主要是由于提升沉管的速度没有控制好所造成的。提升速度太快时，提升过程中，一般采用提升一段距离，留振一段时间，而在非留振时，可能造成桩径不均，导致桩体强度不均匀；提升太慢或留振时间过长，使得桩体的端部水泥含量较少，且混合料容易产生离析现象，导致桩体强度不均匀。

提升速度与两个因素有关：一是桩机本身的机械性能造成的。由于国产振动沉管桩机的拔管速率都较快，可以通过增加卷扬机系统中滑轮组的动滑轮数量来改变提升速度，也可以通过电动机的变速箱系统来实现。二是施工工艺中确定的提升速度不当造成的。施工前必须进行工艺性试桩确定提升速度，提升速度一般以1.2～1.5m/min的线速度控制，并根据地层的变化调整档位、变换提升的线速度，如遇淤泥或淤泥质土，提管速率还应放慢。

4.3土、料混合

在采用活瓣桩靴成桩时，可能出现桩靴开口打开的宽度不够，混合料下落不充分，造成桩端与土接触不密实，或桩端一段桩径较小。此问题在施工中不容易被发现，有时会被误认为缩径。

由于CFG桩与其它散体桩不同，后者可通过反插来解决此问题，而CFG桩若采用反插的方法，则会导致由于桩管垂直度很难保证，反插容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土，影响桩体强度及承载力。在施工中，发现采取在沉管提升前先留振一段时间，再边振动、边拔管，使桩靴的活瓣充分的打开，留振时间一般为5～10S，便可以解决此问题。

4.4 桩顶浮浆过多

上面提到的提升速度太慢容易造成桩顶浮浆过多，施工中如严格按照工艺要求控制提升速度，此问题便容易解决。造成桩顶浮浆过多的主要原因是由于混合料的坍落度过大。在我工区的CFG桩试桩过程中，试验现场进行了坍落度为8～10cm和3～5cm的沉管制桩试验，发现坍落度为8～10cm的混合料沉管制桩完毕，桩顶浮浆较多，最大厚度达1m左右。坍落度为3～5cm的混合料沉管制桩完毕，桩顶浮浆较少，只有0.1m左右，见表一。坍落度大，浆液较多、较稀，由于拔管的振动作用使混合料密实，填满孔隙后多余的浮浆均被振至桩顶，因而影响桩身质量。坍落度较小，桩顶浮浆较少，对桩身质量有利。另外，由室内配比试验得出，坍落度小，需水量少，水灰比大，混合料强度高。

通过试验得出，CFG桩桩身混合料采用3～5cm左右的坍落度，成桩后桩顶浮浆较少，比较适合施工过程中坍落的的控制。

5 结语

目前，CFG桩在软土地基加固处理技术中已广泛应用，而在施工过程中，却容易出现各种问题，造成事故。作为工程技术人员，了解施工中可能出现的问题，以及如何预防和解决这些问题，避免工程事故的发生是非常重要的。

参考文献

1、 改建铁路沪汉蓉通道武汉至老河口东段增建二线工程施工图集

2、 铁路路基施工规范（TB10202-2002）

3、 铁路路基工程质量验收标准（TB10414-2003）