摘要：在广东省连平（赣粤界）至从化高速公路软基处理中，水泥粉煤灰碎石桩作为其中一种桩基处理软土地基的方法，采用长螺旋钻孔机械高压形成混凝土护壁成孔与灌注混凝土同时完成，混凝土连续性好，桩底无沉渣，单桩承载力较高的一种地基处理工艺。
关键词：CFG桩；软基；施工技术
１工程概况
广东省连平（赣粤界）至从化高速公路第S28合同段K150+390～K150+510段路堤为特殊路基，长度120m，采用CFG桩处理，桩径φ40cm，桩间距一区、三区为2.0m, 二区为1.4m；平均处理深度一区为9.5 m、二区12.0m、三区12.5 m；采用长螺旋钻孔管内泵压法施工，混凝土强度为C15，CFG桩进入软土层以下不小于1.0m。
特殊地质类型及工程地质概况：本段路基部分位于丘坡间低洼地带，地形微起伏，地面高程74.0～78.0，淤泥质土，黑褐色，软塑，主要为粘粒、粉粒。厚0～13m，主要透镜状分布；该段路基最大填方高约9m。工程地质条件极差，路基采用CFG桩复合地基和换填处理措施。CFG桩穿过的地层从上到下依次为素填土，淤泥质土，粘质砂土，中粗砂和全风化花岗岩。持力层均设在全风化花岗岩,该土层地基系数为5.91Mpa。
２工艺性试桩
在CFG桩大面积施工前，必须进行必要的成桩试验（一般不宜少于2根），根据实际地质情况，通过试桩确定设备、工艺是否合适。确定施工工艺、施打顺序、钻进速度（电流大小）、成桩电流、提钻速度、混合料施工配合比、坍落度、搅拌时间、泵压、灌注速度、充盈系数、截桩时间、成桩质量、施工组织等各项工艺参数，从而对后续大面积CFG桩的施工质量进行控制，提高施工进度。
试验人员在搅拌站对混合料原材料进行检查，测定原材料的含水量等各项指标，试定混凝土强度等级按C15混凝土配制，坍落度CFG桩混凝土控制在7～10cm。混合料材料技术指标：选用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量不大于200Kg/m3，掺加优质粉煤灰（等级不低于Ⅲ级），粉煤灰掺量为70-90Kg/m3。石屑率0.3左右，碎石粗骨料满足级配要求松散密度大于1.5t／m３，碎石最大粒径不大于40mm，混合料标准立方体28天无侧限抗压强度不小于15Mpa。布置本次试桩共选2个工点，试桩共4根。其中三区施工桩间距按2倍设计要求即4.0米进行布设，二区施工桩间距按2倍设计要求即2.8m进行布设。
CFG桩钻孔、灌注成桩工艺，拟选用 JZZ60型CFG桩机选在三区K150+416处进行试桩，试桩2根，编号为1～2，试桩桩径为Φ0.4m，桩长为13.5m，桩间距为4.0米。在二区K150+405处进行试桩，试桩2根，编号为3～4，试桩桩径为Φ0.4m，桩长为12m，桩间距为2.8米。材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥配合而成，材料按C15混凝土进行配比试验。
根据设计文件要求：路堤施工前应对复合地基进行荷载实验，测定地基承载力，以校核设计是否满足一般路基段[σ]≥132kPa、涵洞路基段[σ]≥225kPa的要求。
３施工工艺流程
CFG桩施工工艺流程如图２所示。
４ CFG搅拌桩施工方法
现场场地应予平整，必须清除地上和地下一切障碍物。对场地低洼处应抽水和清淤，分层夯实回填黏性土料，不得回填杂土或生活垃圾。
4.1测量放线
根据按桩位平面布置图用全站仪放出钻桩范围和各角点桩桩位，其余各桩根据各角点桩桩位拉钢尺放出。桩位处用石灰水圈标识，并编写桩号和桩长，并将布置孔位情况向钻机司机交底。确定施工顺序及桩机行走路线。施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两根桩跳跃施打。
4.2钻机就位
CFG桩施工采用振动沉管灌注成桩工艺。施工时用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度允许偏差不大于1%，桩位允许偏差不大于5cm。
4.3钻进
钻孔开始前，按设计预定的标高在钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。一般应先慢后快，如发现钻杆摇晃或难钻时应放慢进尺。钻头钻进直至到达设计桩长预定标高。
图２ 工艺流程图
4.4停钻
CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进。
4.5投送混合料
CFG桩桩体混合料由水泥、卵石（或碎石）、砂、粉煤灰（必要时加适量泵送剂），加水拌制而成，材料进场前需对原材料的品质以及混合料的配合比进行试验。水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，碎石粒径为不得大于4mm，砂采用中粗砂，含泥量小于5%，粉煤灰为Ⅱ级，上料顺序为：先装碎石，再加水泥、粉煤灰，最后加砂，每盘料搅拌时间不应小于60s。混合料坍落度控制在70～100mm。
现场所需混合料用量需准确计算，避免混合料出现剩余造成浪费，或混合料不够造成停机待料。
混合料拌制完成后由混凝土运输车送至现场，开始泵送混合料，使钻杆芯管充满混合料。
4.6拔管
当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。钻杆应静止提拔，提拔速度宜控制在每分钟0.8m/min，且应连续进行，严禁因后台供料慢而导致停机待料造成断桩事故。施工桩顶高程宜高出设计桩顶标高0.5m。
施工中应保证排气阀正常工作，施工中要求每工班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞。
4.7钻机移位
钻机移位至下一桩位施工时，根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。
4.8 截桩及接桩
CFG桩施工完毕在其混合料终凝后，将打桩弃土清运，清运时不可对设计桩顶标高以下的桩身造成损害；不可扰动桩间土；不可破坏工作面未施工桩位。 清运完毕后人工开挖桩顶保护土层，清运保护土层时不得扰动基底土，防止形成橡皮土。施工时严格控制标高，不得超挖。
保护土层清除后，截除桩顶设计标高以上桩头，截桩时在同一水平面
按同一角度对称放置2个钢钎，采用截桩机截桩。桩头截断后，用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高。如果在保护土层开挖和截桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，必须接桩至设计桩顶标高，剔平凿毛清洗干净桩顶，用与桩体材料、配比相同的混合料接桩，并超出桩周200mm。
4.9 桩体质量检测， CFG桩施工完成后分段检测验收桩身质量、完整性以及承载力。一般28天后进行检测，检测静荷载试验对承载力的检测，单桩承载力不应低于设计值6。静荷载试验数量取桩总数的2‰，且每工点不小于3点。
5 结束语
CFG桩处理软土地基是一种行之有效且广泛应用的工艺手段，与其它软基处理手段相比，具有施工方便、工期短、工后沉降小（营运质量高）等显著优点。通过试桩确定合理的施工工艺参数，然后进行大面积的桩基施工，共计施工水泥搅拌桩1962根，累计成桩长度23733ｍ，施工历时３个月。CFG拌桩经过有关部门检测，复合地基承载力达到225Kpa，满足设计要求，同时施工进度也处于可控状态，较好地完成了该段软基处理工程。
参考文献：
［１］北京土木建筑学会．建筑地基基础工程施工操作手册．北京：经济科学出版社，２００４．
［２］公路路基设计规范（JTGD30-2004）；
［３］中国建筑科学研究院．ＪＧＪ１０６－２００３建筑基桩检测技术规范［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００３．
论文作者:雷武,何明超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/9
标签：标高论文; 钻杆论文; 路基论文; 混凝土论文; 土层论文; 钻机论文; 碎石论文; 《基层建设》2018年第10期论文;