CFG桩在沿海大道软土路基中的应用

林胜云

湛江市交通投资集团有限公司 广东 湛江 524057

CFG桩复合地基加固技术在这些年的实际运用中，被较多地使用至我国各种工程的地基处理中，已成为最普遍的地基处理方法之一。但是CFG桩复合地基加固技术用在处理沿海滩涂软土路基的例子较少，它不但大幅度提高滩涂天然土层的承载力，降低了路基沉降，还利用工业废料、消耗大量粉煤灰。CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺合料，节约水泥、钢筋用量，可节省30—40%的投资，大大降低了工程造价，同时CFG桩施工方法一般为长螺旋钻成孔泵送砼法，施工时，没有钢筋笼制作等工序，成孔成桩一次完成减少了成桩时间，加快了施工速度，提高施工效率，降低施工成本，经济效益显著。

1 工程项目概况

湛江市沿海大道位于湛江市坡头区，全长1.25km，路基宽度60m，其中麻斜海大桥连通奋勇大道和麻斜军港八号码头，横跨麻斜海，桥梁全长420m。桥台位于沿海滩涂上，两岸桥台30m范围内，采用CFG桩处理，桩径为50cm，有效桩长是18m，以等边三角形的形状而规划。

2 工程地质情况

参考钻探揭露的深度范围，CFG桩复合地基场地的重要岩性是1层筑填土，主要成分是建筑垃圾，预计填筑时间超过10年，厚度大概是4米；1-2层为淤泥，颜色为灰色，流塑，拥有恶臭味、质软、形状不稳定，厚度大概在4.1至5.8米之间；2-1层为黏土，灰色，可塑，部分为硬塑，部分为细砂薄层，厚度大概在22.2至24米之间。沿海大道麻斜海大桥跨越麻斜海，两端桥台地处浅海滩涂区域,从钻探地质情况看，软土层较厚；同时，受涨落潮影响和从保护海洋环境出发，该处地基不适宜开挖换填处理。

3 CFG桩在湛江市沿海大道沿海滩涂软土路基处理中的应用

3.1 工艺流程

场地平整、定桩位→桩机定位→制备混凝土→打桩造孔→清孔→提升泵送灌注混凝土→成桩养护→垫层施工

3.2 CFG桩的施工

（1）结合设计图中给出的控制点，给出CFG桩处理的范围边线，然后对放线范围的场地进行平整，做好排除积水工作。用全站仪逐排放出CFG桩的轴线，事先对桩位予以编号，设计桩位图，进而根据相关顺序来操作。依据桩位图放出每个桩点，然后在桩点处采用40cm长的钢筋打入土中定位，在打的过程中需校正，校正后桩点偏差小于1cm。完成后，在桩点上面撒上白灰，同时绕桩点撒上较大的小圆圈，以便于施工的过程中找点，桩点放线完毕，经验收确认后，即可开展钻机就位。

（2）桩机设施就位后，需对桩机的平整性等予以检查，保障桩机在操作环节中的稳定与安全。另外，为了精准管理好成孔深度，必须在桩架中清晰地确认管控深度的标尺，同时由监理监控、明确标尺的精准度。在成孔到设计深度后，经业主与监理的共同确认后才能开展下一步的作业。为了明确地质信息，检测设施、施工技术等领域的需求有无合适，桩在施工前必须开展试成孔操作。

①钻孔时，钻杆必须维持垂直、稳定，位置要精准，规避由于钻杆摇晃而导致孔径增加。

②钻进速度必须参考电流表中的数值而给予相应的调整。

③在钻进或穿过软硬土层交界位置时，必须将进尺速度减慢，钻进如有砖块与卵石土层，须留意钻杆与机架是否稳定。

④钻进中必须及时将孔口处的积土处理干净，当出现地下水塌孔等状况时，必须马上停止钻孔操作，查明缘由，并实施相应的措施。若情况比较轻微时，能够变更钻进参数，投入一定的沙与粘土，上下协调钻杆、确保钻进通畅。

⑤成孔已达应有的深度后，须让钻具在孔内空钻几回以便去掉虚土，提钻泵送混凝土必须用慢速开展，速度太快将会造成塌孔等异常状况出现。

⑥钻进时若发生憋车，不进尺或钻进速度较慢时，必须实时查明原因后再作业，目的在于规避严重倾斜，塌孔等钻孔事故的发生。

⑦在应对较大的漂石与孤石卡钻时，必须进行移位处置。

⑧在土质软、拔钻后塌孔无法成孔的情况下，能够使用灌注水泥浆，一天后在已凝固的水泥浆中再次钻孔。

⑨当钻杆出现抖动，电流过大居高不下时，证明已经达到深度，做好清孔准备。

（3）由于本项目是采用商品混凝土灌注，所以在成孔过程中，就要预先联系好厂家在预估的时间内，把成品混凝土由运输车输送到现场，试验人员现场核对商品混凝土的随车出厂质量报告单，同时组织旁站监理做好现场对商品混凝土的坍落度检查，以保证混凝土有足够和易性。当成孔至设计孔深时，经监理验收确认后，即可以进行清孔，然后泵送混凝土。

（4）灌注混凝土

①泵送混凝土开始后，凝土的浇筑应连续进行不得中断，一次灌注完毕，不得停工待料，否则极易生断桩。钻机在泵送混凝土钻杆满三分之二时，才能以较慢的速度提钻，提速必须管控在两米每分钟左右，边提钻边泵送，指挥员在明确钻杆埋深的状况下，指挥机手的钻速，钻杆不可提太快，不然会极易提空而出现断桩；也不可提过慢，不然便极易出现堵管状况。尤其是采用导管法浇筑时，前后台要紧密配合，必须关注提升混凝土的浇筑时间，规避浇筑时间太长，混凝土的流动性不强，进而形成堵管状况。在灌注至设计标高超过50cm后，停止泵送，取出钻机。对每批混凝土或留取试块每日按规定进行保养。

②在气温低于零摄氏度时浇筑混凝土必须实施保温方案，浇筑时混凝土的温度必须超过五摄氏度，在桩顶混凝土强度没有实现设计强度的一半之前不能受冻。在气温超过三十摄氏度时，需结合客观情况对混凝土予以缓凝处理，混凝土灌注充盈系数以普通土质1.0～1.1与软土1.1～1.2进行核算。沿海大道项目地处纬度北回归线以南，实施施工期间，未存在温度在五摄氏度以下的状况，然而存在气温超过三十摄氏度的状况；因此混凝土在试验后实施缓凝措施，加入了缓凝剂，混凝土灌注充盈系数按1.1计算。

③CFG桩施工完毕后，对成桩进行盖好养护。

3.3 褥垫层施工

(1)CFG桩养护一段时间后，桩体达到了一定程度的强度后，即可去除桩顶保护层，去除桩头到标高位置。清理前应预先设计好废弃料的运输路线，确保废弃料的运输不经过已截除桩头的范围，不会导致CFG桩桩体的损坏。使用人工配合小型挖掘机予以清理，废料必须及时搬离，以免造成废弃料二次运输。

(2)桩头的截除需通过人工开展，在给出桩顶标高后，在桩顶标高的水平面上，在桩体的两侧对称位置(即同一直径的两端)，放置2个钢钎，由两人持大铁锤同时锤打钢钎，截断桩头。然后凿除并多余的混凝土，找平桩顶。当截除桩头低于桩顶标高时，应采取接长补救措施至设计标高。

(3) 去除桩顶保护层、去除桩头到标高位置后，在垫层施工前，必须依据规定标准对CFG桩实行的范围开展平板荷载试验，检查地基的综合承载情况，抽检次数为总桩数的1个百分点，且需超过3根桩。不仅如此，还必须对桩体以低应变检查桩身的完整性，抽检的总频率必须多于总桩数的5%。沿海大道项目共有CFG桩867根，检测复合地基承载力按总桩数的1%抽检计算为9个点，实际检查了10个点；以低应变检查桩身完整性以超过总桩数5%的频率来抽检核算为43点，真实检测为45点，结果均达标。检查结果达标就能开展褥垫层作业。

(4) 褥垫层为CFG桩复合地基的主要构成要素，它将处理范围中的每个CFG桩和桩间土形成一个综合体，一起负担荷载，不仅加强了桩体间的关联，另外还让不同桩体间负担的荷载能够均匀划分。沿海大道项目的CFG桩设置了40厘米厚的桩帽，桩帽间回填碎石整平；桩帽顶安排50cm左右的碎石垫层，同时添加一定比例的石屑与中粗砂，进而确保压实品质。在碎石垫层顶面位置设置一层钢塑土工格栅，以U型钉来稳定。

4 CFG桩的质量控制要点

CFG桩复合地基在施工过程中容易出现混凝土离析及断桩的质量缺陷，产生所述缺陷的主要原因是：

(1)商品混凝土离析的原因有很多，最主要的原因有两方面，一方面是材料配合比没控制好。另一方面是运输过程中的不当处理，造成运输时间过长或运输过程中搅动不足。因此，要派人到商品混凝土搅拌厂去检查确认其配合比符合。同时要对到达现场的商品混凝土进行坍落度等和易性指标检测，施工时的坍落度宜为160mm～200mm。坍落度过大，会产生泌水、离析现象，泵送时，会出现砂浆与骨料分离的状况，极易导致堵管现象的发生；坍落度过小，混凝土在管中不易流动，进而使得无法平稳泵送或出现堵管。

(2)清理桩顶保护层和截除桩头时，若是采用机械直接进行，容易造成大面积的断桩。因此桩顶保护层清理时，必须控制桩顶与机械的工作面距离超过30cm。桩间土的清理工作，均需使用人工与小型机械共同处理的方式。

5 结语

通过沿海大道项目采用CFG桩处理沿海软土路基的施工，我们取得了CFG桩处理沿海滩涂软基的成功经验，不但避免了工程建设中大面积开挖换填对海洋沿岸的破坏，而且不管是在经济领域，抑或是环保领域，均获得了相对不错的收益。