水泥粉煤灰碎石桩（CFG）成桩质量控制

程文军（广州市市政集团有限公司市政工程分公司 510060）

水泥粉煤灰碎石桩（CFG）成桩质量控制

程文军
（广州市市政集团有限公司市政工程分公司 510060）

在市政工程建设不断发展的过程中，水泥粉煤灰碎石桩（CFG）获得了广泛的应用，理论体系逐渐完善，技术应用更加成熟。本文在分析CFG桩应用原理的基础上，结合具体施工流程，探讨了成桩质量控制方案。

水泥粉煤灰碎石桩；应用；质量控制；CFG桩

水泥粉煤灰碎石桩是市政工程施工中地基处理的重要方法，与传统的地基处理方法相比，CFG桩具有显著的桩体支撑特性，挤密作用，地基承载力较高，桩体应用的过程中沉降量较小，稳定性强，在调节地基承载力的过程中，只需要对桩长、桩距和褥垫层进行调节[1]。在 CFG桩复合地基应用体系逐渐完善的同时，市政道路地基施工质量也获得了较大的提升，现主要针对质量控制进行讨论。

1 CFG桩的应用原理

水泥粉煤灰碎石桩成桩材料主要包括碎石、粉煤灰、水泥、石屑等，成桩后具有较高的粘结强度，应用散体构成的褥垫层实现桩土载荷的分配，保证桩土协同工作，构成整体式地基。图1是CFG桩的基本结构。

CFG桩复合地基结构示意图

实际工程中应用CFG构成复合地基，主要结构为桩间土、桩体和褥垫层。

将一定大小的载荷施加于褥垫层，可以做出如下动态分析：起始阶段，上部载荷均匀施加于褥垫层，之后的压力转移到CFG桩和桩间土，上部压力均匀分布，随着荷载的增加，桩顶的应力逐渐集中。由于褥垫层的基本结构的随时散体颗粒，在应力的作用下出现一定程度的滑移，桩顶应力在横向调节的过程中逐渐分散，此时上部载荷的压力逐渐从桩体转移到桩间土上。载荷施加于桩间土后，桩间土出现一定程度的沉降变化，材料会发挥一定的补偿作用，桩顶陷入褥垫层中，桩体和桩间土共同承载上部载荷，整体结构趋于稳定状态。

随着载荷的逐渐增加，超过了褥垫层固有的调节能力，载荷主要由CFG桩体承担，桩体在摩擦阻力的作用下将载荷传递到深部地层中，此时桩的承受力发挥到极限。

在正常情况下，上部施加的荷载足够大，桩间土的承载力得到发挥，外加荷载主要由桩体的储备力承担。CFG桩的模量大、变形小，在荷载的后期施加过程中，桩顶部的应力增加幅度较大，桩身的沉降变形决定了外加荷载引起的基础变形。总之，CFG桩可有效提高地基承载力，可以承受较大的地面载荷，可减少工后剩余沉降量，整体结构具有较好的稳定性，具有沉降变小、稳定快的优点。

2 CFG桩在实际工程中的应用

2.1 工程概况

珠海十字门中央商务区市政配套工程市政道路沿线是由第四系地层主要由填筑土、淤泥及淤泥质粘土组成，均属松软地层，工程性能差，设计应用CFG桩对软土地基进行处理，成桩长度约14～16m，直径为0.4m，桩间距设置为1.5m，等边三角形梅花状布设。垫层的厚度设置为0.5m，褥垫层材料应用碎石砂，碎石含量约70%，粒径19～37.5mm，含泥量在5%以下。实际工程中结合地质情况和自然环境，CFG桩应用长螺旋钻内泵压混合料灌注成桩。

2.2 施工准备

准备工作中以设计参数和图纸为依据，再次确认地质资料，选定合理的施工机械，完善施工计划。工程项目配备足够数量的技术人员，规范作业指导书和技术方案，做好技术交底工作。之后及时平整场地，清除场地内的障碍物，营造良好的施工环境，保证水电供应正常。控制测量放样的质量，准备好所有施工器械和原材料，充分考虑外界环境因素对工期的影响。及时做好成桩的工艺性试验，及时确定出原料配合比和材料混合搅拌时间[2]。

2.3 CFG桩质量控制要点

在钻机就位的过程中，先应用全站仪明确控制桩的位置，以控制桩位置为依据，用钢尺放出不同CFG桩桩位。采用直径为15mm的钢钎垂直打出20cm的深孔，在孔内插入标记物，钻机按照放样的位置就位。就位后及时调整水平度和垂直度，垂直度误差在1%以内。

钻机导向架的侧面做好刻度标记，钻头接触地面时，动力机头停留在零刻度先上，每进入0.5m标注一次刻度，施工过程中结合刻度去顶出进尺深度和拔钻高度。施工过程中，先开动发电机，钻头提离地面约20cm，打开钻头插销，开钻前向输送泵内输入1m 的清水，启动输送泵保证输送管内壁湿润，之后将搅拌好的砂浆加入输送泵内冲管，冲管结束后将混凝土加入输送泵内，指导钻头位置流出混凝土，后关闭钻头阀门，下钻。施工过程中将混凝土的坍落度控制在160mm-195mm范围内。

钻孔开始后，向下移动钻杆，对准桩位，启动电机钻井，先慢后快，地面钻进2m的范围内，速度控制在1～1.5m/min，之后钻速控制在2.5～3m/min。如果钻进过程中遇到复杂的地质结构，钻杆摇晃，此时应用降低钻进速度，并检查钻孔的准确性，及时纠正偏差。钻进过程中 及时清理钻杆周围的泥土，避免桩位被覆盖，钻杆下钻到设计标高后，关闭电机，停止钻进，清理周围泥土[3]。

灌注和拔管的过程中，先保证CFG桩成孔到设计标高，打开钻头阀门，泵送混合料，大约20s后开始提钻，保证桩底混凝土密实，混凝土高出钻头20cm。之后泵送的过程中拔管，拔管速度控制在2.5～3m/min。

整个成桩过程必须连续进行，避免因供料不足导致停机问题。如果一根桩在灌注过程中没有达到灌入高度，必须停止拔管，此时应泵送补料，混凝土泵送20s后开始拔管，拔管到钻机动力机头最上部零刻度线结束，关注成桩完成后，盖好桩顶予以保护。

关注工作完成后及时移机到下一个桩位，借助钻机自带的移动底盘实现移位，重复钻孔关注流程完成所有桩位，移机后及时清理钻杆和钻头的渣滓。

CFG桩设计深度较大，钻进过程中可能遇到较厚的地层砂，如果桩机负荷达到极限状态，将可能出现故障问题，机械故障带来断桩和卡钻问题，不仅是对施工技术的考验，也是施工 机械质量的考验，施工单位必须在配备相应的易损件，另外做好机械的维护工作，提高技能操作水平，避免违章操作。

施工过程中及时检查排气阀的工作状态，如果出现堵塞必须及时清洗，避免形成断桩或者空心桩。为了避免断桩，必须加强对灌注区域的保护，避免大型机械进入。如果由于排气阀设置不当导致断桩，必须经常检查排气阀，凿除排气阀周围的混凝土，施工过程中保证混凝土供应就是，工作人员之间协调配合[4]。

桩顶需要超出设计标高50cm，同时保证桩身有足够的长度。施工过程中，随着钻杆的钻井，排除的土体堆积在孔口位置，堆积土中有一些混合料，必须及时清运钻孔弃土，挖出混合料，浆体与弃土同时清运。

钻机移位后及时清除孔周钻泥，出小型挖掘机外，任何机械不得进入灌注桩场地，不得挖动已经灌注的CFG桩，为了控制混凝土的灌注量，必须保证能偶置管地看到混凝土面上升的高度，同时控制混凝土用量。

3 结束语

随着近代工程建设的发展，CFG桩的应用越来越广泛，在实际应用是也表现出良好的稳定性，成桩技术在应用的过程中，重点是要做好质量控制。需要结合工程特点，制定科学的施工方案，选用正确的施工设备。施工过程中加强质量监督，发现问题后采取有效的措施解决，加快施工技术的推广和应用。

[1]王炳龙,杨龙才,周顺华等.CFG桩控制深厚层软土地基沉降的试验研究[J].铁道学报,2016,28(6):112.

[2]李华明,蒋关鲁,刘先峰等.CFG桩加固饱和粉土地基的动力特性试验研究[J].岩土力学,2010,31(5):155.

[3]韩云山,白晓红,梁仁旺等.垫层对CFG桩复合地基承载力评价的影响研究[J].岩石力学与工程学报,2014,23(20):349.

[4]张小敏,郑俊杰.CFG 桩复合地基承载力可靠度分析[J].岩土力学,2015,23(6):81.

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1007-6344（2016）06-0344-01