浅析CFG桩在高速公路路基的应用

李 雯 中交路桥建设有限公司总承包分公司

1 前言

现阶段随着我国整个交通运输系统的不断完善和优化，在进行高速公路施工过程中，往往会遇到软土地基等现象，由于其地质较为松软，无法真正实现有利的承重层，进而造成在后续工程施工时产生裂缝和塌陷等现象，而对于CFG桩作为水泥粉煤灰碎石桩，能够有效应对此类软土地基状况，实现对地基的定向加固处理，进而有效保证软土地基承受载荷。所以说加大CFG桩在高速公路软基处理中的应用对于交通运输系统的发展有着十分关键的作用。

2 水泥粉煤灰碎石桩（CFG）加固机理

CFG桩一般来说是通过使用石屑、水泥、粉煤灰对碎石桩加固进而最终形成一种相对坚固的地基，其所发挥的主要加固原理可以分为三种：挤密、褥垫层和桩体等。①挤密作用。在具体施工时因为振动沉管的影响，使得桩体附近的软土地质进行挤压，进而提高了土质的密实程度，使其更加坚固可靠，进而不断提高整体的承载能力。②褥垫层作用。该部分主要是由配砂石、粗砂等等构成，可以实现桩与土共同承担载荷的目的，进而有效分散了载荷的应力，有效协调桩土荷载比等参数。③桩体作用。一般在地基受到外力作用而发生下沉时，一般会通过传递将力带到桩体上，进而有效避免地基发生较大的沉降现象，实现保护地基的目的。

3 水泥粉煤灰碎石桩（CFG）敦基加固技术的应用优势

3.1 承裁性强

CFG桩在对软土地基进行处理的过程中，能够改变传统较为松软的现象，这主要是因为其材料构成变得更加坚固复杂，进而使其具有较强的摩擦力，相对于传统的软土地基，该技术能够有效提升总载荷承受量的70%左右，进而有效保证了其承载性，避免地基发生危险。

3.2 桩体排水好

如果CFG桩采用振动沉管技术下桩时，一旦遇到粉土或沙土类路基状况则会由于震动现象而造成砂士产生液化，进而使得土层内孔隐水压力并顺着桩体向上排出，最终使得整个桩体产生硬化，所以说CFG桩体能够实现较好的排水效果。

3.3 沉降较小

CFG桩在针对软土地基进行工程施工时，因为桩体端部一般都位于地基相对较好的地质土层中，所以说可以形成相对复合型地基，这种地基模型的优势在于具备较高的变形模量，所以可以有效的避免地基上建筑物发生沉降等现象，这也是其应用的主要优势之一。

3.4 适用范围大

CFG桩能够被广泛应用在不同类型的软土地基中，尤其是针对粉土、黏士以及淤泥等软基路段都可以实现对其进行加固处理，使得整个地基变得更加紧密结实，有效发挥其挤密效果。

3.5 时间效应佳

如果使用振动沉管技术下桩，将会很容易造成桩基间的土层产生震荡并进行搅拌等现象，进而使得整个地基的整体结构发生改变，原有的地基效果发生下滑，但是随着一定的时效性，该结构的地基状况会进行一定程度的还原，使得地基的承载能力变强。

4 CFG桩施工应用分析

4.1 CFG桩技术设计流程

在进行高速公路路基施工的过程中，一般来说该环节的主要流程为：首先要对施工现场的具体地质勘查报告展开更加全面的分析，对CFG柱的长度以及桩间土的承载能力开展相关计算，然后设计出符合规定的CFG桩的桩径；在有效保证公路地基载荷满足要求的前提下，选取符合标准的置换率，然后对其进行二次复合计算；最终根据计算出的成交量来判断置换率和CFG桩的桩间距；然后结合高速公路地基的载荷承受能力进行核算和调整，从而选取符合标准的地基垫层材料，有效确保整个垫层材料的厚度。

4.2 CFG桩施工方法选择

施工方法不同会使得整个CFG桩的最终施工效果产生较大的差异性，因此在具体工程中一定要加大对施工方法的有效选择。一般来说针对密实程度相对较高的地质可以采用长螺旋钻孔灌注成桩的方式；而对于长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工法通常应用在砂土、粉土、粘性土和对泥浆污染或噪音污染等要求比较苛刻的施工现场。

4.3 CFG桩施工工艺流程

在确定施工方法之后，应结合具体的CFG桩施工工艺流程开展相关工程施工。CFG桩长螺旋成孔管内泵压混凝土成桩的施工工艺流程一般来说主要包含：桩位放线-钻机就位-钻孔-成孔至设计标高-泵送CFG桩混合料-然后结合相关给进速度进行混凝土的送进并将钻杆拔至表面。如果使用的是步履式长螺旋钻孔机，则其具体施工工艺流程为：在开始钻孔之前要根据CFG桩的平面布置图对施工现场进行找平，有效计算需要钻孔的深度；同时还要保证钻尖活瓣门闭合完好后进行下钻，此时应格外关注电流表的状况，避免出现卡钻掉钻等一系列问题；在钻机到达指定位置之后，由钻机前台发出相应的泵送指令，钻机后台收到指令后进行泵送作业。在作业过程中，要求在前岗设专人控制泵送的速度，同样还要使得钻机提拔过程相对连贯，防止其产生夹泥、断桩等现象。

4.4 CFG桩施工技术要求

CFG柱在具体工程施工过程中，往往会有相关的技术标准要求。其具体施工的材料一般有混凝土、粉煤灰和添加剂等，其质量要符合国家有关规定，确定其有效的实验配比，保证发挥最大化的作用。同时还要对塌落度进行相关计算，在施工过程中要不断对其进行校正，保障其实际偏差小于1.3%；另外还要有效控制钻孔的钻入深度，保证其长度偏差在±8cm以内；另外还要对地基承载力进行相关计算，使其符合规定。桩径要求一般为380mm～610mm之间，桩间距可以控制在直径的4倍左右；桩顶标高一般要比设计标高高出0.5m以上的距离，桩端持力层应为其匹配载荷力较大的地质土层；保证整体的强度高于C15。

4.5 CFG桩施工注意事项

CFG桩在具体工程施工中应注意到以下几点：首先在钻孔之前应将钻头阀门关闭；然后利用操作杆进行钻杆的下移，当其触碰到地表之后才能够启动发动机，同时其作业过程还要求先慢后快，如果在钻孔过程中发现其发生偏移则要及时对其进行修正；在施工过程中还要求钻机作业人员以及现场指挥与读书人员相互协调，有效保证各项参数的正常，防止各种安全隐患的发生；另外还要在整个作业过程中对于地质情况进行有效记录，一旦发现问题，要及时进行上报并停止作业，其实在钻机发生剧烈晃动或难以钻进等现象时，应适当的放缓钻进速度，避免遇到较硬地质而产生钻具损坏、桩孔偏差和位移等问题；施工结束以后的一段时间，等到桩体达到硬度要求才能继续进行施工；在进行桩体的清理过程中，一定要防止桩间土受力层发生破坏，又或者是直接影响桩体的正常使用；一般针对深层基槽能够使用人工与机械两种方式开展工作，而浅层基槽能够使用人工开挖的手段实施，通常要求人工开挖预留的深度不低于0.2m。最后还要结合具体的桩基结构，计算其桩位偏，防止其偏差过大。

5 结语

总体而言，水泥粉煤灰碎石桩（CFG）在在我国高速公路地基处理过程中有着十分关键的作用，能够有效实现对软土地基的加固，提高工程施工质量，防止地基产生各种塌陷裂纹等现象，有效保证我国高速公路系统的完善和优化。因此在具体工程技术的施工与应用过程中，必须对该技术引起足够的重视，有效保证公路地基的安全性与稳定性。