刘新宇
枣庄市路达公路勘察设计咨询有限公司 山东省枣庄市 277800
摘要：CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而形成的高粘结强度桩，它和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。由于其技术具有施工速度快，工期短，质量容易控制，工程造价低廉的特点，本文分析CFG桩基本原理及工艺特点，探讨了CFG桩在桥梁地基处理中的应用，阐明了CFG桩的质量控制方法。
关键词：CFG桩；桥梁地基；基本原理；处理应用
一、CFG桩构成与特点概述
1.1CFG桩构成
由于软土地基的孔隙较大，且天然含水量较高、压缩性很强、承载力较低，因此如果在软弱土地基上部进行建筑物的建设时，经常会因为地基的强度、变形无法满足设计要求，而采取一些地基处理措施。通过地基处理，能够有效的提高软弱地基的强度，增强地基的稳定相，降低软弱土的压缩性，避免基础沉降等现象的发生。一般来讲，软弱地基的处理方式主要为：换填垫层、预压、强夯、振冲、砂石桩、CFG桩、水泥土搅拌、高压旋喷桩等等。下文主要针对CFG桩进行研究。
CFG桩，即水泥粉煤灰碎石桩，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑等，加水搅拌融合而成。CFG桩中，C即Cement，F即Flyash，G级Gravel。CFG桩是具有高粘结强度的桩，是过去碎石桩经过发展变成的一门地基处理技术。CFG桩是一种复合桩，由桩、桩间土与褥垫层三个部分组成。随着复合桩技术的不断有效利用，碎石桩的刚性得到了较好的提高与改善，从而CFG桩全桩的侧足与端组能够发挥出更加理想的作用于功能。
1.2CFG桩特点
采用CFG桩进行地基处理，能够使得CFG桩的特点得到充分发挥。CFG桩的主要特点为：1.变形能力小、承载能力高：由于CFG桩是一种复合桩，且其本身的组成包括碎石和粉煤灰、水泥等，因此在使用CFG桩进行地基处理时，能够有效的控制地基出现变形、沉降等，提升地基的承载能力，且CFG桩桩体并不需要配筋，这相对于其他的地基处理方法来讲，无疑更为方便，虽然不需要配筋，但是依然能够有效的使用桩间土来让地基承载力得到提升；2.造价经济：CFG桩的造价基金仅为桩基的一半左右，在施工过程中使用CFG桩，不仅操作十分简便，而且工程造价也比较经济，这也是CFG桩得到广泛应用的原因之一。
二、关于CFG桩在桥梁地基处理中的应用
2.1桩位放点
按照地基处理图设计的桩位、间距、数量，从已定好的两个轴线控制点引放定出每一个桩的桩位点，并撒白灰做好标识；经监理验收合格后进行下道工序。
2.2混凝土搅拌
根据设计好的配合比，加入碎石、砂、水泥、水搅拌约120s。保证混凝土的实测坍落度为160mm。
2.3钻机就位及成孔
将长螺旋钻就位，调整钻机水平并固定，专人检查将钻头锥尖对准桩位中心点；螺旋钻机就位后，司钻人员根据钻机架上的铅锤调节钻机垂直度，确保垂直度偏差不大于H%。全部调整到位后，开始钻孔，钻机在钻到预定深度后空转30s。
2.4拔管速度放慢
拔管过程中不允许出现反插，不允许出现供料不及时现象，如果不可避免则在检测报告出来后根据报告视具体情况而定是否进行补桩。在拔出地面后应使桩顶标高高于地面80cm封顶，注意对桩头进行保护。
2.5拔管、压灌素混凝土成桩
长螺旋钻机钻至设计深度且等钻杆中孔灌满混凝土后，开始提升钻杆、压灌素混凝土。一边泵送素混凝土（C20），一边拔管。设专人指挥协调钻机操作手和混凝土泵操作手保证泵送混凝土和提升钻杆的默契配合，以确保成桩质量。在正常情况下，钻机的提升速度不大于2.5m/min，在含水砂层段内，适当放慢提钻速度，以防流砂造成塌孔、断桩现象。提钻的速率与混合料的泵送速率相协调，保证钻杆孔内混凝土表面高度始终略高于钻杆底出料口。直至压灌到场地地面为止。
2.6检测
CFG桩施工完，桩体强度达到设计值后，由检测单位进行选桩、检测。第一静载荷检测。选桩：由资质齐全检测单位现场任意选取3根桩做静载试验；试验方法：采用慢速加载维持荷载法，确定单桩、桩间土及复合地基承载力标准值。试验加载装置采用重压平台反力装置。但桩检测最大荷载加至1320kN；桩间土最大荷载加至600kPa。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二桩身完整性动测。采用低应变法检测，要求检测桩数达到完成桩数的15%。
2.7清理桩间土和桩头
第一检测合格后，人工清除预留的300mm厚土层；第二找出桩顶标高位置，在同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎，用大锤同时击打，将桩头截断。桩头截断后，再用钢纤、手锤等工具沿桩周向桩心逐渐剔除多余的桩头，直至设计桩顶标高，并在桩顶上找平。采用钢钎及风镐等工具凿除预留桩头至设计标高；第三凿桩头时，不可用重锤或重物横向击打桩体钢钎水平放置，禁止竖向劈凿桩头，以防破坏桩身质量；第四桩头剔至设计标高，桩顶表面应凿至平整。
2.8砂石褥垫层施工
第一四方验槽合格后，铺设300厚砂石褥垫层，砂石配比为砂子：碎石=3：7。第二褥垫层铺设范围为：底板垫层外边缘外扩300mm，第三先虚铺配好的砂石料约330mm，用12t压路机微均匀碾压6遍-8遍，碾压后厚度为300mm。
三、关于CFG桩的质量控制方法
3.1采用正确的打桩顺序
振动沉管灌注成桩时，由于成桩时对土体的挤密作用，后打入桩将使先打入桩受水平推挤而造成偏移和变位，因此要采用正确的打桩顺序：对于密集桩群，自中间向两个方向或四周对称施打；根据基础的设计标高，宜先深后浅；根据桩的规格，宜先大后小，先长后短。
3.2控制施工拔管速度
长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，控制混合料泵送量与拔管速度相匹配，遇到饱和砂土或粉土层，不得停泵待料。应严格控制拔管速率，沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，正常的拔管速率应控制在1.2m/min-1.5m/min，如遇到淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢
3.3褥垫层设置
褥垫层在CFG地基中可以保证桩土共同承担荷载，通过褥垫层厚度可以调整桩土荷载分担比例。褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石和碎石，碎石粒径宜为8mm-20mm，不宜选用卵石。褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间上的含水量较小时，也可采用动力压实法，褥垫夯实后的厚度与虚铺厚度的比值不得大于0.9。
3.4施工前配合比试验及坍落度控制
施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时按配合比配置混合料。长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工时每立方米混合料粉煤灰掺量宜为70kg-90kg，坍落度宜为160mm-200mm，振动沉管灌注成桩施工的坍落度宜为30mm-50mm。这是因为坍落度太大，易产生泌水、离析，坍落度太小，易造成堵管。
3.5合理选用成孔工艺
成桩的施工工艺对CFG桩成桩质量非常重要，不同的地质情况适合不同的成孔方法，所以，水泥粉煤灰碎石桩的施工，应根据设计要求和现场地基土的性质、地下水埋深、场地周边是否有居民、有无对振动反应敏感设备等多种因素选择施工工艺，这是确保CFG桩地基施工质量有效途径
3.6控制桩顶标高
施工中桩顶标高应高出设计桩顶标高，留有保护桩长。每根桩在加料时，要比设计桩长多加0.5m桩长的混合料。用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3s-5s，提高桩顶混合料密实度。振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm。
结束语
CFG桩地基技术应用较为广泛，了解CFG桩施工工艺及施工技术的特点，熟悉CFG桩施工中的处理方法，对于不同地质条件工程中CFG的施工工艺选择、顺利施工以及成桩质量控制有着很重要的意义。
参考文献
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论文作者:刘新宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：地基论文; 褥垫论文; 桩头论文; 碎石论文; 标高论文; 钻机论文; 钻杆论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;