CFG桩施工工艺探讨

刘栗军 魏鲡鋆 周波

摘要：CFG是英语单词Cement Fly-ash Gravel的首字母，意思是水泥粉煤灰碎石桩，其是由粉煤灰、石屑、碎石、砂掺加水和水泥，依托相应的成桩机器加工而成的有一定硬度的可变强度桩。这种桩是硬度较小的混凝土桩，能够有效运用桩间土的负载力，且能够把载荷传输到处于地下的地基中，施工工艺简单，所需资本较少。CFG法适合运用到处理桩端、粉土、沙土、粘性土与有一定硬度的土层、负载力数值在70kPa以上的淤泥、人力进行土料回填等类型的地基中。

Abstract： CFG is a variable-strength pile with a certain hardness， which is made of fly ash， stone chips， crushed stone， sand mixed with water and cement， and processed by corresponding pile-forming machines. This kind of pile is a relatively hard concrete pile， which can effectively use the load of the soil between the piles， and can transfer the load to the underground foundation. The construction process is simple and the required capital is small. The CFG method is suitable for treating pile ends， silt， sand， cohesive soil and soil layers with a certain hardness， silt with a load capacity of more than 70kPa， and manual backfilling of soil materials.

关键词：CFG桩;施工工艺;材料选择

Key words： CFG pile;construction technology;material selection

中图分类号：TU753                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）03-0153-03

1  施工工艺相关要求

①水泥粉煤灰碎石的作业，应当依照设计规定与作业现场实际状况选择恰当的施工技术，且依照国家相关规定施工：

1）长螺旋钻孔灌注成桩，适合运用在人工填充的地基、粉土、下层有地下水的粘性土地基中;

2）泥浆护壁钻孔灌注成桩，适合运用在人工完成土料回填、碎石分布、砂土、有风化岩层分布、粘性土等类型的地基中;

3）管内泵压混合料、长螺旋钻孔成桩，适合运用在砂土、粘性土等类型的地基中，和对泥浆污染、噪声有较高要求的作业场所;

4）沉管灌注成桩，适合运用在人力完成土料回填、密实度较小的砂层、粉土、粘性土等类型的地基中。

②上述第三种和第四种沉桩法在作业过程中不但要遵照国家当前实施的相关规定，还应当达到下述要求：

1）作业时应当依照设计要求进行混合料的配制，运用搅拌机水的添加数量依据混合料塌落程度确定，长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩作业的塌落度控制在180到200mm之间;沉管灌注成桩作业的塌落程度控制在30到50mm，成桩之后桩上端浮浆不可厚于200mm;

2）长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩作业在钻到设计要求的程度之后，应当精准把控钻杆拔出的时机，混合料泵送数量应当和拔管速率相一致，以此确保管中有恰当数量的混合料，碰到饱和形态的粉土层或者砂土，不可为了等待料而将泵暂停;沉管灌注成桩作业管拔出的速率应当依照均匀线速率管控，拔管线速率应当管控在每分钟1.2到1.5m上下，若碰到淤泥质的土体，管拔出的速度可以恰当放缓。

3）作业时，桩顶标记高度应当出设计高度高，高出的程度应当依据成桩次序、现场地质状况、布桩方式、桩与桩之间的距离确定，通常高于0.5m;

4）成桩期间，抽出样品制作为混合料试块，每一台机器应完成3块（边长为150mm的正方体）/天，按照有关要求养护二十八天，然后检测其抗压性能;

5）沉管灌注成桩作业期间应当观察后施工桩对已经作业完成的桩所产生的影响，若发觉桩断裂且分离，一定要逐根进行静压，静压时长通常在3分钟左右，静压负载将确保断桩重连为确定依据。

③复合地基的基坑可以运用机器、人力、人机混合等方式挖掘。人机一同作业时，预留的开挖厚度应当依据实际状况决定，以此保证机械挖掘导致桩的断裂位置高于底面标记高度，并且不对桩间土产生不良影响。

④褥垫层施工最好运用静力压实法，若基础底面下桩间土的水分占比较低时，可能够运用动力夯实法。

⑤作业过程中桩的长度可存在100mm的偏差，桩径可存在20mm的偏差，垂直度可存在1%的偏差。如果是满堂布桩基础，桩的位置可存在0.5倍桩径的偏差;如果基础为条形，与轴线相垂直的桩的位置可存在0.25倍桩径的偏差，和轴线方向一致的桩的位置可存在0.3倍桩径的偏差，如果是單排布桩，桩的位置可存在≤60mm的偏差。

2  施工材料的选择

①混凝土、混凝土拌和料与添加剂：粉煤灰和缓凝剂，都应当达到有关要求，其掺加数量应当依据作业要求经过试验来决定。

②混合料应当依照配制比进行配置。

③长螺旋钻孔、管内泵压混合料浇筑成桩作业的坍落水平应当控制在160到200mm之间，振动沉管灌注桩成桩作业的坍落水平应当管控在30到50mm之间，振动沉管浇筑成桩后桩顶部浮浆应当不厚于200mm。

④长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩作业在钻到设计要求的程度之后，应当精准把控钻杆拔出的时机，混合料泵送数量应当和拔管速率相一致，碰到饱和形态的粉土层或者砂土，不可为了等待料而将泵暂停;沉管灌注成桩作业管拔出的速率应当依照均匀线速率管控，拔管线速率应当管控在每分钟1.2到1.5m上下，若碰到淤泥质的土体，管拔出的速度可以恰当放缓。

3  施工工艺

CFG桩依据作业方法，可分成“七区段”进行流水作业，其一是作业准备区，其二是测量放样区，其三是桩基检测区，其四是桩基作业区，其五是桩头环切区，其六是桩帽作业区，其七是桩间土清理区。如图1所示。

①作业准备。将施工范围内地表存在的树木植物全部清理掉，并将树根刨除，在一些地形变化比较显著、横坡较为突出的地区，在明确CFG桩顶标记高度基底依照设计规定修建临时排水沟，确保雨水第一时间排出。

②平整场地。对作业范围内地面上部与地面以下的管道线路加以检查、拆除与保护。

③施工放样。在桩的位置以半径4mm的钢钎纵向打进深度为20cm的孔中，在孔中浇灌石灰粉亦或石灰水，且在孔中插进标识物，可使用一次性的竹筷或者木筷，利于今后找寻。

④钻机就位。钻机到达指定位置后，将垂球挂于桩机上，旁站工作者经过测量垂球和钻杆底端与顶端的距离，做出机身的纵向偏差在设计要求范围内与否的判断，保证CFG桩纵向度的偏差在≤1.0%的范围内。

桩位管控：在各根桩作业之前，经过已标记完成的水平方向的桩位与垂直方向的桩位，确定桩机与桩心是否在一条直线上。每一根桩在作业之前由旁站工作者核对桩机的地点，在其与设计要求相符后才能够正式作业。

⑤钻进。钻进时，将钻头阀门关上，朝下移动钻杆一直到钻头和地表接触，这时将马达启动，速度由慢到快，如此一方面可有效避免钻杆晃动，另一方面可校对钻孔位置，便于第一时间纠偏。

在成孔期间如果发现钻杆晃动或者难以钻进时应当将速度减慢，且第一时间查看钻杆垂直水平与桩的位置，不然较易致使桩孔偏离正确位置，乃至致使钻杆毁坏。

桩长控制：在桩机上进行准确的长度标记，为便于晚间作业管控，应当使用反光材料加以标记;标记的最小刻度通常是25cm;依据钻机塔身标识的长度，成孔与设计高度相一致时，暂停施工。钻孔产生的无用土应运输到指定场所。

⑥灌注及拔管。CFG桩成孔达到设计所要求的高度后，不再钻进，之后使用泵运送混合料，当钻杆芯管灌满混合料之后将管拔出，不可在泵料之前将管拔出。成桩的拔出速率应当管控在每分钟2到3m，成桩过程应一气呵成，应当防止由于供料不足而致使作业中断的问题产生。

⑦移机。机器移动之前首先辨别下根桩的具体位置，保证桩位的正确。如果有必要，机器移动后对钻杆与钻头进行清理。

⑧剔除桩头。全部桩都施工完毕后，剔除0.5m桩头，挖除保护桩长内的桩身土。铺设级配碎石垫层（褥垫层）。

⑨桩基检查。施工中注意检查泵管密封情况，防止漏水。成孔与泵送应紧密配合，避免桩身灌注时发生停顿。已成桩地区不可让重型机器通行，避免毁坏桩头导致桩顶砼不成型。

清理桩间土的时候可使用人力或者体积较小的机器，不可运用大规模机器，剔除桩头用人工完成，用环切法切割后运用3根钢钎呈现为120度角同时横向作业，一直到凿断，之后以小钎整平，避免产生开裂问题。

⑩养护和强度试验。在砼浇筑期间，每100m3混合料制作一组试块（不少于3块）每天不少于一组。注意养护，送试验室作28d强度试验。

4  施工注意事项

①冬季作业期间混合料进入桩孔的温度应当在5摄氏度以上，对桩间土与桩头应当采用温度保持举措。

②施工垂直度偏差不应大于1%;对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径;对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。

CFG桩地基处理包括CFG桩身、桩帽（板）、褥垫层几部分组成：桩+帽+褥垫层，如图2所示。

5  试桩

试桩的目的是为软基正式作业提供参考与借鉴，其中包含：第一，主要机器设施的适用性、配套设施的规格和数目;第二，依据地质状况初步确定作业工艺与作业次序的科学性，经过明确施工管控参数和各道工序的时长，有关人员做好准备工作;第三，桩身品质、地基负载力、单桩负载力与设计规定一致与否等。

参考文献：

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