CFG 桩技术在软基工程施工中的应用

黄长庚

（福建省闽西交通工程有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

CFG 桩，就是Cement F1y-ash Grave1 的英文缩写，是一种施工中应用到的具有较低强度的混凝土桩。CFG 桩的主要成分包括碎石块、石头屑以及砂土、粉煤灰等，由这些成分与水泥搅拌调和，运用专业化作业器械制桩而成[1]。CFG 桩在工程项目实际施工作业中具有良好的使用性能，并且经济成本较低，在实践中获得了广泛认可。本文结合晋江市370 县道（快速通道东石连接线）工程A3 合同段项目施工，对CFG 桩技术的应用展开深入分析[2]。

1 CFG 桩技术的基本原理及工艺的规范性要求

1.1 CFG 桩技术的基本原理

CFG 桩技术是打造复合型地基的一种技术类型，诞生于20 世纪80 年代，并在1997 年获得了国家级工法的荣誉称号。在实际施工作业中，CFG 桩与桩间土以及褥垫层一起，共同构成复合型地基的基本结构。在CFG 桩技术应用中，无论CFG 桩的一端是埋设于软土层还是硬土层下，均可以保证在整个作业过程中桩间土的有效参与。施工作业过程中，CFG 桩所承受的负载作用应力，相比桩间土表面承受的负载作用应力要更大，但是CFG 桩技术可以将这种负载承受应力向着更深的土层结构中进行有效传递，这样就可以适当增加负载应力在桩间土表面的作用，在这样的应力传递结构下，整体复合型地基的承载能力就会实现有效提升，地基的形变风险也会相应地随之减少[3]。还应当注意的是，在CFG 桩技术原理中，褥垫层设计是一个关键环节，也是CFG 桩技术的一个重要核心。如果没有褥垫层设计，那么CFG 桩技术下的桩间土的表面负载应力承受能力就无法得到有效发挥，复合型地基的设计就无法实现[4]。

CFG 桩技术在实践中具有非常明显的技术优势。（1）CFG 桩技术的成本相对较低，不会加大工程项目本身的经济负担；（2）CFG 桩技术的实践性能十分突出，技术成果显著，在工程实际应用中能够发挥良好的功能效果；（3）CFG 桩技术的施工速度非常快，作业效率较高，能够帮助工程项目施工缩减时间成本[5]。

1.2 CFG 桩技术工艺的规范性要求

CFG 桩技术工艺的规范性要求，主要有以下几个方面。（1）CFG桩技术在施工前应当按照工程项目标准要求严格控制各成分的含量和配比，结合工程实际情况控制成桩施工的坍落度以及成桩后顶部的浮浆厚度；（2）CFG 桩技术在施工过程中要准确掌握钻杆拔出的时间与速度；（3）CFG 桩技术在施工过程中，顶部应当高于桩顶的设计高度，一般以0.5m 的高出量为最大值；（4）在CFG 桩技术成桩过程中，应当注意进行适当的抽样试验[6]。

2 CFG 桩技术在软基工程施工中的应用

2.1 晋江市370 县道(快速通道东石连接线)软基工程情况

在晋江市370 县道（快速通道东石连接线）软基工程项目中，软土地基采用CFG 桩复合地基处理的方式，主要段落包括YK14+840-YK15+760、ZK14+787-ZK15+800，在高速公路桥梁投影面范围内，由于高度限制无法采用CFG 桩处理，故采用小直径钻孔灌注桩处理，其余范围均采用CFG 桩施工。

2.2 CFG 桩技术的具体施工方案

CFG 桩设计桩径为0.5m，平均桩长约22m，桩间间距2.4m、2.2m和2.0m，共14217 根，总长347055m。桩身混凝土强度为C25，桩帽为混凝土双面配筋的现浇钢筋混凝土板，桩帽与桩现浇混凝土连接，桩顶设50cm 级配碎石砂加筋，褥垫层加铺设一层横向180kN/m 聚丙烯单向土工格栅。

2.3 CFG 桩技术施工的前期准备

2.3.1 CFG 桩技术施工的现场准备

（1）场地平整：施工现场必须清除地上、地下一切障碍物后再予以整平。

（2）对各原材料质量进行检验，合格后方可使用。

（3）螺旋钻机的组装与检查，合格后方可投入使用[7]。

2.3.2 CFG 桩技术施工的主要机具准备

包括可泵压混合料的长螺旋钻机（步履式长螺旋钻机）、混凝土输送泵等。

2.3.3 CFG 桩技术施工的材料准备

（1）水泥选择：普通硅酸盐水泥，型号选择P·042.5。

（2）骨料选择：新鲜机碎石，粒径在8～25mm 之间，杂质含量要求不超过5%。

（3）石屑选择：新鲜机碎石，粒径在2～10mm 之间，杂质含量要求小于5%。

（4）砂选择：中、粗砂，含泥量不超过5%。

（5）粉煤灰选择：《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》规定的材质。

（6）水电选择：施工用水、用电标准。

（7）外掺剂选择：泵送剂。

（8）混凝土坍落度控制：16～20cm 之间。

（9）褥垫层材料选择：碎石砂，碎石比例为70%，直径在2～4cm 之间，砂比例30%，含泥量不超过5%。

2.3.4 CFG 桩技术施工的试桩准备

基于项目CFG 桩工程数量较大的实际情况，施工前应取得满足质量要求的工艺技术以及具体的工程项目参数，对施工现场地质情况进行验收与核查。随后依据设计图纸及方案要求进行试桩作业。在施工现场进行试桩的目的主要在于保证CFG 桩本身能够与地基相适应，并满足负载的基本沉降要求。试桩通常选择每一段落的4 根桩进行，试桩过程中完整记录相应数据以便于后续的统计分析。试桩完成后还需要对地基的承载力进行进一步试验确认，并保证在整个过程中对现场进行完整有效地监测。

3 CFG 桩技术在软基工程中的具体施工方案

3.1 CFG 桩技术的施工工艺及具体流程

在晋江市370 县道（快速通道东石连接线）软基工程中，CFG 桩技术采取长螺旋钻管内泵压施工工艺。具体工艺流程见图1。

图1 CFG 桩技术施工工艺流程图

3.2 CFG 桩技术在工程项目中应用的重点环节

3.2.1 钻机就位

施工前根据桩位布置图及时测量基准点，由专职测量人员统一进行测放桩位线，在桩中心点用木质短棍插入地下，并用白灰明示。过程中应当根据设计桩的长度以及钻孔的深度综合确定机架应当架设的具体高度和钻孔长度，在此基础上进行设备的有效组装。

3.2.2 搅拌混合料

在搅拌过程中应当注意加料的顺序，依次为碎石、水泥、粉煤灰、外加剂、石屑、砂。搅拌时还应当注意将粉煤灰与外加剂置于石屑和砂之间，搅拌时间控制在一分钟上下。混合料坍落度控制在16～20cm之间[8]。

3.2.3 钻孔

首先要确保钻头阀门处于关闭状态，将钻头移动至准确位置处。其次启动钻头，在整个钻孔过程中保证桩体的垂直度，尽量缩小垂直偏差与桩的中心位置偏移。钻孔的具体深度由桩的具体长度所决定，当钻头到达桩的预设高度时，应当及时在相应位置处进行醒目的标记，以此来对桩的长度进行准确控制。

3.2.4 灌注与拔管

将搅拌好的混合料通过泵送入，在钻杆的芯管内部被混合料充满后再进行拔管作业，要严格控制先后顺序。灌注完成后要及时用水泥袋盖住桩头对其进行有效保护。混合料的加入多少应当严格依照设计图纸的方案要求进行。

3.2.5 移位钻机、插钢筋笼

完成一个CFG 桩施工后，要进行钻机的准确移位，以进行对下一个CFG 桩的施工作业。前期应当将制作完成符合施工标准的钢筋笼在桩基中进行插入准备。在具体施工过程中，CFG 桩钻入排出的土比较多，会将临近位置处的桩位覆盖，影响桩位置的确定，在施工作业中应当注意对桩位进行及时校验[9]。

3.2.6 处理桩头

在CFG 桩施工完成后，要对各个桩之间的土进行清理。第一是使用挖掘机进行全面的清理，第二是人工作业。桩间土处理完成后，再按照要求对桩头进行处理，采取人工方式凿除。

3.2.7 CFG 桩帽施工

桩帽的施工应该在CFG 桩施工结束后，报请监理验收合格后才可进行桩帽的施工。在桩顶设置级配碎石砂加筋褥垫层50cm，夹双层（桥头处理段落）或单层聚丙烯单向土工格栅（180kN/m）。

CFG 桩帽的施工质量控制见表1。

表1 CFG 桩帽的施工质量及检验表

4 结束语

软基处理之CFG 桩（水泥粉煤灰碎石桩）技术是指用振冲、冲击或水冲等方法在软弱地基中成孔后，将水泥、粉煤灰、碎石、石屑（砂）加水拌和形成的混合料灌注压入已成的孔中，形成较大直径的桩体，从而与周围软土形成复合地基，是近年来新开发的一种地基处理技术，具有较好的技术性能和经济效果。