1、CFG 桩在高速公路软基处理中的应用摘要：笔者以广州西二环高速公路工程为例，项目跨广州、佛山两市四区七镇，全长 39.13 公里。该地区雨水充沛，地下水位较高，鱼塘星罗棋布,软土地基较多。作为高速公路的路床，施工时必须进行处理。目前，常用的软基处理方式为换填、固结排水、桩基加固处理等，如南方地区常用的挖淤换填、砂垫层、塑料排水板、袋装砂井、砂桩、打预制管桩、碎石桩、水泥搅拌桩、CFG 桩等。那么，在满足施工质量要求的条件下，如何选择一个成本低，工期短，效益高的处理方法则是每个施工单位和建设单位共同的目标。广州西二环高速公路 C05 合同段的软基处理方法包括砂垫层、水泥搅拌桩、砂桩、CFG 桩，
2、其中以 CFG 桩为主。下面就以 CFG 桩软基处理为例，对其施工工艺及控制措施作以简单探讨。 关键词：CFG 桩 高速公路 软基处理 工艺 措施。一、 CFG 桩的特点及适用范围CFG 桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。由于 CFG 桩改善了碎石桩的刚性，使其不仅能很好地发挥全桩的侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。CFG 桩的骨干材料为碎石，在桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高的桩体，与桩间土和褥垫层一起构成 CFG 桩复合地基。石屑的掺入可使桩体级配良好，对桩体强度起重要作用，相同碎石和水泥掺量，掺入石屑可比不掺石屑强度增加
3、 50左右。其它材料为粉煤灰、水泥、及水，其中粉煤灰可使用桩体具有明显的后期强度。CFG 桩可用于处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土等地基。二、施工准备1.施工场地：满足三通一平要求。对于承载力较低的淤泥要适当回填垫层，以使其承载力满足桩机施工及行走的最低要求。场地低洼时应回填土，以便于施工，且利于排水。2.CFG 桩材料：水泥应采用各项指标均符合 GB175-1999 P.032.5R 等级水泥标准的 R32.5 级普通硅酸盐袋装水泥。砂采用中砂，细度模数 2.3-3.0，含泥量不大于 5。碎石采用规格为 5-31.5，含泥量不大于 5，针片状含量不大于 10，颗粒级配采用连续级配。
4、粉煤灰采用细度不大于12，烧失量不大于 5，三氧化硫量低于 3，需水量比不大于 95，符合 GB/T1596-1999 之 I 级技术标准。水要满足砼用水的各项指标。3.机具：CFG 桩施工机械必须具备良好及稳定的性能。CFG 桩多用振动沉管机施工，也可用螺旋钻机、柴油吊锤打桩机等。而选用哪一类成桩机和什么型号，要视工程的具体情况而定。广州西二环高速公路软基地段地表鱼塘密布，塘底淤泥较厚。软土成份以淤泥质土为主，所以，施工时采用 DZ60 型滚筒振动打桩机，振动锤激振力不小于 600KN。这是确保 CFG桩复合地基质量的有效途径。三、CFG 桩的施工工艺流程及质量控制1.施工工艺流程1.1.施
5、工工艺场地平整桩位放样桩机就位振动沉管成孔检验灌注砼振动拔管桩机移位。1.1.1.场地平整清除施工范围内的草皮、树木、管线和其它障碍物，填筑工作垫层。垫层厚度以施工机械能在上面行走为准。将垫层表面修成双向横坡，便于排水。1.1.2.桩位放样工作垫层施工完成后，每 20m 放出左、中、右的控制桩，打上木桩，再用竹签桩插在每个桩的桩位上，标出桩位。桩按正三角形布置，桩间距为 1m1.3m，在构造物处的布置以构造物的横向轴线为基线向两侧延伸。最后在路基左、右侧至坡脚外各布一排桩。1.1.3.桩机就位调节塔架垂直度，使钻杆垂直对准桩位中心，保证 CFG 桩垂直度偏差不大于 1.5。1.1.4.振动沉管
6、桩管对准桩位后，人工将管头活瓣合拢，开启主机使桩管下沉，将桩管尖压入地基，开启振动，使桩管下沉。钻进成孔采用先慢后快的方法进行，这样既能减少桩管的摇晃，又容易检查钻孔偏差，以便及时纠正。1.1.5.成孔检验桩管在振动力的作用下，不断下沉，进入持力层时，打桩机电流超过60A，桩管下沉速度不明显，说明桩长已达到持力层的深度，继续使桩管下沉 200cm，此时的桩长即为 CFG 施工的成孔桩长，当成孔后，留振 5 秒方能停止钻进。做好记录，向桩管内灌注砼。1.1.6.灌注砼在桩管下沉的同时，开始拌制砼。根据施工配合比投料，每盘搅拌时间不少于 60 秒，坍落度控制在 35左右。根据桩长及充盈系数，在成孔
7、后，将砼料灌入桩管。1.1.7.振动拔管桩管内灌满混合料后开始振动拔管，灌注过程中，拔管速率控制在1.21.5mmin。灌注成桩完成后，用水泥袋盖好桩头，进行保护，施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。1.1.8.移机移机前确定桩顶已经达到设计值，再根据事先确定的施工顺序将桩机移至下个桩位，进行下一桩施工。1.2.砼拌合料工艺：材料检验配合比确定计量投料混合料搅拌坍落度检验及试块制作。2.施工质量控制2.1.混合料：原材料碎石、砂、粉煤灰、水泥等均经现场检验合格后方可使用。拌合料配合比经过试配，达到设计强度，根据施工配合比确定投料计量。混合料上料顺序为先装碎石，再加水泥，粉煤灰，砂，使水泥，
8、粉煤灰夹在碎石之间，不易飞扬和粘附在筒壁上，也易于搅拌均匀。搅拌按规范规定时间进行，每次搅拌 60 秒以上，每班抽检验坍落度，坍落度控制在 35，并做好试块，其试块强度等级均大于设计要求。混 凝 土拌 和 物 应 拌 和 均 匀 ， 颜 色 一 致 ， 不 得 有 离 析 和 泌 水 现 象 。2.2.打桩顺序控制:在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，但当采用连打作业时，由于饱和软土的特性，新打桩将挤压已打桩，形成椭圆或不规则形态，产生严重的缩颈和断桩。此时，应采用隔桩跳打施工方案。当满堂布桩时，不宜从四周转向内推进施工，宜从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工。2.3.桩长控制：打桩机
9、电流超过 60A 时，证明桩长达到持力层的深度，因为各点淤泥厚薄不均，进入持力层的深度也不一，加上持力层的性质差异较大只能现场决定 CFG 桩的桩长，桩的施工记录需经监理工程师确认。2.4.桩位桩身控制：桩位偏差不大于 15，桩身垂直度偏差不得大于1.5%。为达到要求宜进行两次桩位复测，先在桩尖下沉后复测校正桩位，然后在成桩后进行桩位偏差检验。2.5.灌注及拔管： 当成孔到设计标高后，留振 5 秒，方能停止桩管下沉，灌满混合料后开始拔管。严格控制拔管速率，拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩项浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不
10、足。故施工时，应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制在1.21.5m/min。当桩长超长时，拔管过程中应及时补充混合料，保证达到设计的灌注量。控制好混合料的坍落度，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度控制在 35 厘米，和易性好，一般桩顶浮浆可控制在 10cm 左右，成桩质量容易控制。将桩管拔出后，用插入式振捣棒对桩顶混合料加振 35 秒，提高桩顶混合料密实度。上部用土封项，增大混合料表面的高度即增加了自重压力，可提高混合料抵抗周围土挤压的能力，避免新打桩振动导致已打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。在拔管过程中避免出现反插，以防止由于桩管垂直度的偏差使土与桩体材
11、料混合，导致桩身掺土影响桩身质量。2.6.移机至下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位正确。3.质量检验3.1 检验方法：CFG 桩成桩 28 天后，用钻芯取样的方法检查其完整性、桩身砼的均匀性、砼的强度及桩的施工长度。每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做（3 个 1 组）28 天龄期的测定桩身强度。钻芯取样频率为 11.5。对取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。3.2 外观鉴定： 桩体圆匀，无缩颈和回陷现象。 砼均匀，无断桩，无松散，群桩桩顶齐，间距均匀。四、结束语复合地基中由于 CFG 桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力，具有地基承载力高、变形小、稳定快、施工简单易行、工程质量易保证，造价较低等优点，经济效益和社会效益非常显著。以上是我对 CFG 桩软基处理的一些浅见，还望不吝指正。【审稿：李建通】
