CFG 桩软土路基处理技术的应用及质量控制要点

■卓 越 ■四川路桥桥梁工程有限责任公司，四川 成都 610015

1 工程概况

成贵铁路6 标段1 分部的软土路基主要采用CFG 桩进行地基处理，桩径0.5m，采用正三角形布置，桩间距1.4m。桩要求打入下卧层不小于0.5m。CFG 桩采用长螺旋钻孔，管内泵压混合料灌注成桩，桩身混合料采用碎石、石屑或砂、粉煤灰、水泥加水搅拌而成。水泥采用P.O42.5 级普通硅酸盐水泥，水泥掺入量不大于200kg/m3，掺加优质粉煤灰(等级不低于Ⅲ级)，粉煤灰掺量为70～90kg/m3，石屑参量一般在0.3 左右，碎石粗骨料满足级配要求，松散堆积密度大于1500kg/m3。碎石最大粒径不大于25mm。桩身混合料安照C15 混凝土配比，混合料28 天标准立方体无侧限抗压强度不小于10MPa。CFG 桩桩顶设置0.6m 厚碎石垫层夹两层抗拉强度不小于80KN 的双向土工格栅加固。CFG 桩桩帽为C35 钢筋砼桩帽，桩帽直径1m。

2 施工准备

(1)施工前应核查资料及设计参数，取原状土检测其物理、化学性能，并在试验室中进行配合比试验，以帮助选择合适的施工设备和方法，确定各种材料的配合比。(2)施工前应对场地进行处理，使场地平整、排水通畅，并能承载施工设备。(3)在正式打桩前应先进行成桩工艺试验，数量不少于3 根，以检验设备、工艺是否适宜，并确定选用的技术参数。

3 CFG 桩施工工艺及方法

3.1 施工工艺流程

长螺旋钻成孔、管内泵压混合料灌注施工，其施工工艺流程为:原地面处理→测量放样→钻机就位并调整垂直度→钻孔至设计深度→停转并泵送混合料→均为拔管至桩顶→清土→钻机移位→桩间土开挖→截桩头→成桩质量检验及承载力检验

3.2 成桩工艺试桩试验

正式施工前按照室内配合进行成桩工艺试验，数量不少于3 根，工艺试验主要验证以下几个方面:(1)施工机具、设备、施工工艺是否满足设计要求。(2)验证混合料配合比、坍落度、搅拌时间、拨管速度、振动沉管桩基的终孔电流等工艺参数。(3)在已打桩顶表埋设标杆，在施打新桩时测量已打桩桩顶的上升量及位移情况，验证新打桩与未结硬的、结硬的已打桩的影响。(4)验证打桩间距和顺序能否保证桩身质量，处理效果能否满足设计要求。

3.3 CFG 桩施工方法

(1)原地面处理。施工前先对原地面进行处理，对水田地段排水疏干后挖除地面0.5m 作业厚度种植土。对旱地及旱田地段挖除地表植物根系，并用土回填至原地面。对水塘地段排水后挖除表层0.5m 厚流塑状软土，用粘性土回填至水塘坎高程(原地面)处。

(2)钻机就位。将CFG 桩钻机移动到桩位后，应检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG 桩桩位偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1%。

(3)混合料搅拌。混合料搅拌应采用强制搅拌机搅拌，按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制，原材料必须采用检核合格的材料，严格按配合比进行配料，采用长螺旋钻管内泵压混合料法施工时，坍落度控制在16～20cm。

(4)钻进成孔。钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆，使钻头抵住地面，在钻杆上做好桩长控制标志，然后开机钻进。钻孔进尺应先慢后快，以便降低钻杆晃动幅度。在钻孔过程中应随时检查和纠正钻孔的偏差，若出现钻杆晃动幅度较大或钻进困难时，应降低钻速，以免孔身严重偏斜，钻头损坏，钻杆扭断。在软硬突变地层中钻孔时，当主机电流达到工艺试验确定的终孔电流、钻头进入持力层50cm 后，方可终孔。在软硬平缓地层中，钻孔到设计标高之后，即可停钻。

(5)灌注及拔管。CFG 桩钻至设计标高后，停止钻进，打开钻头阀门，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排出，当钻杆芯内充满混合料并与输送管内的混合料连续后提钻后开始拔管，严禁先拔管后送料。混合料的搅拌应严格按施工配合比进行，要控制坍落度，防止堵管，混合料的供应保证灌注连续进行。拔管速率按工艺性试验确定的参数进行控制，一般为1.2～1.5m/min，以防拔钻过快造成桩径偏小、缩径或断桩，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。在拔管过程中严禁反插，以免影破坏桩体完整性。混合料应灌注至设计桩顶标高0.5m 以上，并对桩顶以下2.5m 内进行振动捣固，每根桩的投料量不得少于设计灌注量，施工完成后按设计标高截除桩头。灌注成桩完成后桩顶采用麻袋或湿黏土封盖以进行保护。

(6)移机。当上一根桩施工完毕后，移开钻机，清除覆土，对下一根桩的桩位进行复核，然后钻机就位，进行下一根桩的施工。

(7)CFG 桩桩头切除。采用小型机具配合人工清除桩间土。用墨线标记设计桩顶标高，采用CFG 桩切割机沿墨线位置进行切割。切割时，锯片上的散热水不能放得过多，避免浸泡地基。锯片切割深度约17cm。沿一个方向切割后，再转动适当的角度采用同样的方法切割。切割机切好的桩头，采用人工锤击的方式砸断桩头内未切断的混凝土，人工推到，将截除的桩头运到指定的地点。

(8)质量检测。成桩后应按规范及设计要求在达到相应期龄时对桩身完整性、抗压强度、单桩或复合地基承载力进行检测。检测数量应满足规范及设计要求的频率。

(9)桩帽施工。CFG 桩桩头切除并经质量检验合格后，方可施工桩帽。桩帽采用现场立模，现场浇筑。桩帽为C35 钢筋混凝土，直径1m，CFG 桩伸入桩帽10cm。

4 质量控制要点

(1)施工前应对地下水水质进行复测，如果检测结果与设计不符，应及时通知有关单位，并对混凝土抗侵蚀性能进行调整。施工用水应符合有关施工规范要求，严禁使用有侵蚀性水源。

(2)严格按规范及设计要求进行试桩试验，对不同地质的施工区域分别进行，以检验CFG 桩施工工艺、机械性能及控制参数。并根据发现的问题按现场实际情况修订施工工艺以满足设计要求。

(3)严格控制原材料的进场质量，原材料必须先检后用。原材料的储存应采取相应措施保障质量稳定。

(4)在钻进过程中，钻杆发生较大摇晃或钻进困难时，应缓慢进尺。

(5)混合料的搅拌应按工艺试验确定的配合比、坍落度、拌和时间等参数进行控制，搅拌好的混合料应具体良好的和易性、流动性，避免堵管现象发生。

(6)泵送混合料时要掌握好提钻时间，既严禁先拔管后送料造成桩端缺陷，也不得提钻太晚，使钻头处的水泥浆液在泵送压力下被挤出，造成管路堵塞。提钻时采用静止提拔，严格按试桩试验确定的参数控制拔管速度和混合料泵送速度，保证提拔均匀连续。避免超速拔管造成缩径断桩。

(7)在施工过程中应及时检查有无窜孔现象，当发现窜孔时应采取有效的控制措施。如采取隔桩、隔排跳打方法、减轻钻孔机械振动、减少打桩推进排数、合理延长打桩间隔时间。

(8)施工中应保持排气阀排气通畅，防止被水泥浆堵塞，造成管内空气不能正常排出，导致混合料内夹裹气囊，形成桩体空芯的质量缺陷。

(9)泵送混合料时应确保送料连续均匀，因故停料中断时，第二次送料的重叠长度不应小于0.5m，若因故停喷时间过长，无法接续时，应在原桩位旁进行补桩处理。

(10)混合料泵送完成后对桩顶以下2.5m 内进行振动捣固。

(11)桩机移机至下一桩位施工时，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。

(12)清桩间土和截桩时，因采用小型机械配合人工进行，避免造成桩身断裂。

(13)CFG 桩施工后28 天内不得有任何施工机械在上面行走。

(14)褥垫层铺设采用静力压实法，在基础底面下桩间土含水量较小时，也可采用动力夯实。

(15)冬季施工时，混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应进行覆盖保温。

(16)施工过程中，质检人员全程旁站监督，并作好施工记录。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。

5 结束语

在CFG 桩实际施工中，掌握以上技术要求和质量控制要点能较好的保证施工质量，并解决各种常见问题，为工程建设节约工期，提高施工质量提供了良好基础。