简述CFG桩在软土路基加固处理中的应用

郑泳锋

（中交第三航务工程局有限公司厦门分公司，福建 厦门 361006）

1 工程概况

汕头市东部城市经济带市政基础建设项目——新津片区中山东路延长段起点位于中山东路东端环岛处，沿规划区规划范围向东北方向延伸，至滨江大道，全长约0.684km，由于特殊的地质构造和水文特征，需对施工范围内的软土路基进行加固处理，本工程采用Φ500 CFG桩进行软土地基处理，上铺0.5m厚碎石垫层，再在桩顶处铺设两层TGSG30-30双向土工格栅。

2 CFG桩总体施工方案

由于施工场地条件限制，本工程采用噪音污染小的长螺旋钻孔泵压成桩法施工。施工前选取5根有代表性的桩先进行试桩，并作低应变试验，试桩成功并取得桩机钻进以及拔管速度、混合料各项参数、泵送压力等技术参数，修改完善施工工艺后方可进行正常施工。施工工艺流程如图1。

3 CFG桩处理施工步骤

本工程CFG桩直径为50cm，桩身强度C20。长螺旋钻孔泵压成桩法是在原长螺旋钻机的基础上发展的一种工艺，具有成桩时穿透性强、减振、环保、高效、静音等优点[1]。主要的配套设备有长螺旋钻机、搅拌机和砼泵。

图1 CFG桩施工工艺流程图

①若地下水水位不会影响成桩施工或者影响效果较小时，可采用干孔灌注成桩法，工艺流程为：测量定位→钻机就位→钻孔至设计深度→钻头提升25cm左右→灌注混合料（与提钻交替进行）→制作和插入钢筋笼→成桩→钻机移位→封顶及上铺砂垫层。

②若地下水水位对成桩施工影响较大，成桩工艺应采用水下灌注法施工，工艺流程为：测量定位→钻机就位→钻孔至设计深度→钻头提升25cm左右→钻杆内灌注混合料→灌注混合料（与提钻交替进行）→制作和插入钢筋笼→成桩→钻机移位→封顶及上铺砂垫层[2]。本工艺流程的隔水原理重点在第五步，在继续提钻前灌注适量混合料，混合料在自重作用下由钻头闸门流出，沿钻杆与孔壁间上返，排挤出积水，将钻头埋于混合料中，起到有效的隔水作用，然后提钻与灌注混合料交替进行正常成桩。

桩顶褥垫层采用中粗砂，含泥量≤4%。密实后的厚度35cm，密实度应符合建筑地基处理技术规范9.3.5的有关要求（夯填度不得大于0.9）。

为了提高路堤的稳定性，通常在桩顶砂垫层中间部位铺设一层钢塑土工格栅，钢塑土工格栅应满足双向每延米纵横向极限抗拉强度≥50kN/m，纵横向标称抗拉强度下的伸长率≤3%。施工时应避免土工格栅的完整性被破坏，采用搭接法连接，搭接长度宜为40～100cm。

③施工准备。应仔细校核地质水文条件资料，制定合理的成桩顺序及成桩工艺；进行场地平整及清理杂物；测量放样，选取有代表性的位置进行试桩施工，试桩数量不少于3根，以确定机具配备、打桩顺序及工艺流程是否合理，并且得到实际混合料配比、混合料坍落度、拌和时长、拔管及泵送速度等各项工艺参照。

④钻机选择及就位。本工程钻机选用20型长螺旋钻机，钻机安装完毕后应进行位置的校核，确保桩位中心点与钻头钻尖点、钻塔天轮外缘点，三点一线，钻杆垂直，调整钻机液压脚，保证钻机水平，固定钻机。

⑤成孔。钻机就位后，应进行试运行，检查马达以及螺旋钻杆钻动是否正常，随后再进行正式的钻进作业，钻至设计标高。在施工过程中，应控制钻进的速度为匀速，避免形成螺旋孔,在钻杆上应有明确标记出成孔深度，成孔深度误差应不超过设计值，本工程为深度误差≤10cm，垂直度偏差＜1%。

⑥混合料拌和及灌注。在试桩后得到了实际的混合料配合比参数，调整设计混合料配合比进而得到实际施工混合料配合比，严格按照配合比进行混合料制作，计量准确，材料添加顺序为：碎石→水泥、粉煤灰和泵送剂→砂，这样有利于水泥、粉煤灰和泵送剂与碎石、砂充分拌和均匀，每盘料拌合时间不小于60s。混合料加水量应符合设计要求，坍落度控制在180～200mm，每盘料拌合时间不小于2min。在泵送作业前，混凝土泵料斗、搅拌机搅拌桶应备料充足。通过前期试桩的参数采集，本工程CFG桩混合料施工配合比为：水泥：水：砂子：碎石：外加剂：粉煤灰=1:0.87：3.93:5.17:0.0451:0.51。

CFG桩用碎石粒径控制在5～25mm；砂子细度模数控制在2.64～3，含泥量小于5%；水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，新鲜无结块；坍落度控制在180±20mm；粉煤灰采用Ⅱ级灰。

钻孔到设计深度后，灌注混合料之前，应检查管路是否顺畅稳固；每班第1根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路，现场施工指挥员应通知钻机停钻并且提升钻杆约25cm，打开钻头滑瓣，开始灌注并且保持连续灌注混合料，直至灌注到设计标高后继续超灌70cm左右(至槽面上30cm左右)。钻头提升作业和混合料灌注作业密切配合，严格控制提钻速度，提升钻头时不得使钻头拔出混合料表面，应保证钻头始终埋置于混合料表面以下1m左右，防止断桩或桩身承载力不符合设计要求。混合料进场后应立即灌注，不能立即灌注也应保证在2小时内使用完毕，严禁长时间搁置；桩身混合料灌注完毕后应马上进行养护，养护时间不得少于24小时，不得扰动桩身。现场还应安排专人负责混合料灌注施工监督，保证混合料灌注不间断地顺利进行，发现异常问题立即上报立即处理[3]。

⑦钢筋笼制作及安装。应根据设计桩长认真计算钢筋笼长度，确保钢筋笼长度以及箍筋间距符合设计要求，验收合格后方可使用。钢筋笼的吊安过程中应注意控制钢筋笼与桩顶标高、填平地面标高、构造物底标高的相对位置，确保钢筋笼安装位置准确，本工程桩顶标高要在砂垫层顶面往下35cm的位置，采用长旋杆上配备装置进行钢筋笼起吊，人工配合机械设备进行钢筋笼的插入作业，钢筋笼沿长度方向每隔2米在外侧均匀绑扎固定4块保护层垫块，确保保护层厚度不小于5cm。

⑧桩头截除、修整以及桩帽施工。CFG桩施工完毕3~7天后，待桩身强度达到一定的强度后，开始挖槽作业，用小型挖掘机和人工开挖其下50cm桩间土，桩间土清除后，截除桩顶设计标高以上桩头，截除桩头时应使得截面尽量保持水平。机械截桩后，进行人工修凿桩头，清除CFG桩顶浮浆及强度不符合要求的混合料，确保露出的桩顶混合料的质量符合设计要求[4]。截桩后应及时进行桩帽施工，桩头截断后，再用钢钎、手锤等工具沿桩周向桩中心逐渐剔除多余的桩头，桩头剔除至设计桩帽底标高后，应尽快进行桩顶扩头桩帽施工，桩帽采用强度比桩身强度高一等级的C25混凝土施工，桩帽施工完后应及时进行养护，养护时间不少于24小时。

4 结语

CFG桩处理软土地基技术应用广泛、实用性强，涉及的工程类型范围广，施工中的质量易于控制，施工后变形稳定、沉降量小，同时节约大量水泥以及钢材，具有良好的社会经济效益，具有广阔的应用发展前景。