海相淤泥质黏土地层CFG桩断桩成因分析——以福建某沿海市政道路工程为例

时贞祥，张 玮，李文祯，刘子超，陈 焕，曹晨阳

中国电建市政建设集团有限公司，天津 300384

CFG（Cement Fly-ash Gravel）桩为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的具有一定强度的可变强度桩。CFG桩是一种被用于改善与加固软土地基的施工技术，其原理是利用专业钻机设备，将混凝土与地基深处的原土质进行融合，以此改善地基的土质，满足地基承载的要求[1]，广泛应用于我国交通、建筑等土木工程建设领域[2]。然而，在沿海城市土木工程建设过程中会不可避免地遇到海相淤泥质黏土地层，CFG桩施工过程中会受到淤泥侵入、桩与桩之间的相互挤压等因素影响，导致CFG桩体质量难以得到有效控制，施工质量无法达到预期[3]。

1 工程概况

福建省某滨海大道二期道路工程起于站前大道与滨海大道一期平交路口，途径滨海新城、外墩、马洋、江美、点头镇、白琳镇、翁江，终点设置在白琳镇寒洋里接974县道，线路全长10.69km。我标段为第一标段，起止点为站前大道与滨海大道一期平交路口至江美村海域，起讫桩号为K0+000～K4+865，全长4.865km。该工程按城市主干路标准建设，其中普通路段路宽40m，海堤路段路宽48m，福鼎市滨海大道二期路段全程设计时速为50km，双向四车道。主线K0+710～K1+820 CFG桩软基处理总桩长320470m，总桩数为25385个，桩径为50cm，按四边形布置，CFG桩处理区域（K0+710～K1+820）地段属典型海相冲淤积地貌，广泛分布有软土层（淤泥），地形变化小，地势较平缓。该段基底土层为淤泥层，属典型软土路基，土层压缩性高，承载力低，稳定性差。

2 试桩试验

（1）打桩顺序：选择合理的打桩顺序，从施工区域中心向两侧施打，采用隔桩跳打和连续施打两种工艺。

（2）拔管速度：拔管时应先振5～10s再开始拔管，边振边拔，每上拔0.5～1.0m，应停拔并振动5～10s，如此反复操作至桩管全部拔出，拔管速度控制在1.0～1.2m/min，在软弱土层中适当放慢速度。

（3）桩型选择：试桩统计表如表1所示，此次共试桩120根，采用500mm和600mm两种桩径，桩间距为1.8m，桩身混凝土分别使用了C15、C20、C25标号的自拌混凝土和商品混凝土。

表1 试桩统计表

3 试验结果分析

设备编号为3#的不同序号的CFG桩取芯试验芯样图如图1所示，由图1可知，在统一直径为600mm的桩径下，图（a）中采用商品混凝土C15的编号为D43-20的CFG桩，通过取芯发现：

图1 CFG桩取芯试验芯样

（1）0～3.60m为柱状混凝土、夹杂块状混凝土；3.60～6.28m为长柱状；6.28～9.41m为长柱状；9.41～12.59m为长柱状、散状混凝土；12.59～13.30m为散状混凝土、泥砂质砂角砾碎石层。

（2）应取CFG桩芯样13.14m，实际芯样11.22m，其中11.22～13.14m处未能形成成形芯样。同时通过图（c）编号为D45-20的CFG桩与图（d）编号为D47-17的CGF桩发现，拔管时长为10min时，CFG桩体抽芯后检测发现，桩体成桩质量较为破碎，这表明拔管速度的快慢直接影响了CFG桩的成桩质量。

4 结论

福建某沿海市政道路工程通过对福建某沿海市政道路工程地段进行试桩施工，对比不同型号、尺寸等相应CFG桩参数，依据桩芯成桩情况判断CFG桩在该淤泥质黏土地层的表现情况，确定较为合理的CFG桩施工参数。通过分析结论可知，CFG桩施工过程中会受到海相淤泥质黏土侵入、桩与桩之间的相互挤压等因素的影响，导致CFG桩体质量难以有效控制，施工质量无法达到预期目标。