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【摘要】CFG 樁为高粘结强度桩，是水泥粉煤灰桩的一种简称，由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，再用成桩机械制成的具有可变粘结强度的桩型,在近几年的路基软基处理中已进行了普遍的应用。本文介绍了CFG 桩的概念和适用范围，并结合实例进行了探讨说明。
【关键词】CFG 桩 施工 质量
中图分类号：F253.3 文献标识码： A
前言
CFG 桩复合地基被广泛用于软土地基处理当中, 但是在施工当中会有一些质量缺陷, 例如桩头变形、缩颈、扩径、离析、断桩、孔洞等等, 造成施工质量差, 处理难度大, 增加了施工成本。长螺旋钻孔、管内泵压输送混合料的成桩方法, 设备采用长螺旋钻机、混凝土泵、混凝土运输车等。施工前按设计要求进行配合比试验, 施工时严格按施工配合比配制混合料。CFG 桩施工一般优先采用间隔跳打法。
一、CFG 桩的概念
CFG 桩，又称为水泥粉煤灰碎石桩，是一种由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15 ～ C25 之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG 桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG 桩复合地基共同工作。
CFG 桩的适用范围很广。在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG 桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。目前，CFG 桩复合地基技术在全国一些地区的工业与民用工程中都得到了应用。工程实践证明，CFG 桩复合地基设计承载力不会有太大问题，可能出现的问题是CFG 桩的施工。因此，了解CFG 桩施工工艺及施工技术的特点，熟悉CFG 桩施工中的常见问题的成因及处理方法，对于不同地质条件工程中CFG 桩的施工工艺选择、顺利施工以及成桩质量控制有着很重要的意义。另外，设计人员对CFG 桩施工工艺的全面认识，也可以在方案选择、设计参数的确定以及施工措施上考虑得更加全面。
二、工程概况
某公路地处三角洲平原区，地势平坦，鱼塘遍布，地质情况分布主要为亚粘土、淤泥、细砂和全风化粗砂岩。根据本合同段软土特点，对于存在稳定问题的高路堤路段采用塑料排水板+CFG 桩进行处理。CFG 桩强度设计为C12，直径为40 cm，间距为2~2.2 m。
CFG 桩施工
1、施工方法
（1）桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差≤1%。
（2）启动马达沉管到预定标高，停机。沉管过程根据电流表变化做好记录。
（3）在沉管的同时进行砼的生产，沉管后进入流塑层前，向管内投料。
（4）沉管进入持力层2～3 m 后停机，并继续向管内投料，直到混合料与进料口齐平。
（5）启动马达，留振5～10 s 开始拔管, 拔管速度根据地层情况确定。
（6）沉管拔出地面，确认成桩符合设计要求后，清除浮浆，并用中粗砂封顶，然后移机进行下一根桩的施工。
2、施工工艺流程
CFG 桩施工工艺流程如图1所示。
3 、施工中试桩情况
在CFG桩全面展开施工前，针对影响CFG桩质量的塌落度和拔管速度两个因素，项目部通过试桩确定了最终参数。
设计上塌落度控制在3～5 cm，拔管速率控制为1．2 m/min。项目部额外加设塌落度6～8，拔管速度80 cm/min。同时，分析一次拔管太高对质量可能有较大影响，又加设拔管速率40 cm/20 s来进行试验。试验结果如下：
通过8根试桩的结果，初步分析总结如下：
（1）所用砼应采用塌落度相对较大的砼（6～8），砼的流动性较好，孔隙相对较少，有效抵抗外部流塑状淤泥的压力；
（2）拔管的一次拔程宜较小，以小拔程为循环单元，以保证成桩的均匀性；
（3）施工时，当沉管到达预定标高后应立即灌注砼，以防管内进入地下水，而影响桩长和成桩质量；
（4）拔管前砼填料应填至进料口齐平，施工中应经常检查管内砼的高度，并及时向管内补料，确保管内的砼高度高出地面1 m左右，以此来增加管内的压力。
三、施工中应注意的事项
1、避免桩端产生虚土
长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺的最大优点是桩端无虚土, 这对提高桩的承载力和减少地基变形都是有利的。但施工操作不当, 也会导致桩端产生虚土、桩无端阻作用。桩端产生虚土主要有两种情况, 一是怕钻头活门打不开,先提30~ 50 cm再灌料, 使得叶片上的土可能落到孔底, 严重影响桩端土端阻的发挥。二是桩端为饱和粉土、砂土和卵石层时, 水头较高或为承压水, 采用侧开的常规钻头, 阀门外的水压力大于钻杆管内混合料对阀门产生的侧压力。此时大量虚土落在孔底, 导致桩无端阻。
2、防止堵管
堵管有以下情况:
（1）混合料配合比不合理，混合料搅拌质量有缺陷。在CFG 桩施工中, 混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料, 易产生泌水、离析, 泵压作用下, 骨料与砂浆分离, 摩擦力加剧, 导致堵管。坍落度太小, 混合料在输送管路内流动性差, 也容易造成堵管。
（2）施工操作不当：钻孔进入土层预定标高后, 开始泵送混合料, 管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚, 在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出, 容易造成管路堵塞。
（3）设备缺陷：弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接, 否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗, 否则管路内有混合料的结硬块, 还会造成管路的堵塞。解决办法是拆除导管, 提导管上下来回的抖动; 开始泵送混合料, 管内空气从排气阀排出, 钻杆芯管及输送管充满混合料, 应及时提钻。
3、预防窜孔
在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况, 打完A 号桩后, 在施工相邻的B 桩时, 发现未结硬的A 号桩的桩顶突然下落, 当B 号桩泵入混合料时, A 号桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。发现窜孔的条件有如下3 条:
被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂; 钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动; 土体受剪切扰动能量的积累, 足以使土体发生液化。由于窜孔对成桩质量的影响, 施工中采取的预控措施:
（1) 采取隔桩、隔排跳打方法;
（2) 设计人员根据工程实际情况, 采用桩距较大的设计方案, 避免打桩的剪切扰动;
（3) 减少在窜孔区域的打桩推进排数, 减少对已打桩扰动能量的积累;
（4) 合理提高钻头钻进速度。
4、桩头空芯
施工过程中, 排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时, 管内充满空气, 泵送混合料时, 排气阀将空气排出, 若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出, 就会导致桩体存气, 形成空芯。为避免桩头空芯, 施工中应经常检查排气阀的工作状态, 发现堵塞及时清洗。
5、桩端不饱满
这主要是因为施工中为了方便阀门的打开, 先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔, 影响CFG 桩的桩端承载力。为杜绝这种情况, 施工中前、后台工人应密切配合, 保证提钻和泵料的一致性。及时清理桩口出土, 防止下笼时混入砼中; 桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成, 应保证超灌50 cm后, 排除浮浆再终孔成桩。
结论
随着工程建设的飞速发展, CFG 桩由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价在目前的高层建筑中得到了越来越广泛的应用。但是因施工地理位置、地基土质、水位高低的不同等原因还可能会有更多的问题出现。
【参考文献】
[1] 佟建兴, 岑文龙, 李静, 等. 浅议CFG 桩螺旋钻孔管内泵压混凝土成桩法[J] . 勘察科技技术, 2000, ( 6) : 45 )49.
[2] 金造时, 徐卫红, 李双安. CFG 桩在复合地基处理中的认识与探讨[J] . 湖北地矿, 2003. 17( 3) : 31 ) 34.
[3] 刘建军. CFG 桩施工中常见问题及质量控制措施[J] .山西建筑, 2003. 29( 9) : 31 ) 32.
[4] 马骥, 张东刚, 张震, 等. 长螺旋钻孔管内泵压CFG 桩施工配合中有关问题的探讨[J] . 工程质量, 2001. ( 7) :36 ) 38.
【关键词】CFG 桩 施工 质量
中图分类号：F253.3 文献标识码： A
前言
CFG 桩复合地基被广泛用于软土地基处理当中, 但是在施工当中会有一些质量缺陷, 例如桩头变形、缩颈、扩径、离析、断桩、孔洞等等, 造成施工质量差, 处理难度大, 增加了施工成本。长螺旋钻孔、管内泵压输送混合料的成桩方法, 设备采用长螺旋钻机、混凝土泵、混凝土运输车等。施工前按设计要求进行配合比试验, 施工时严格按施工配合比配制混合料。CFG 桩施工一般优先采用间隔跳打法。
一、CFG 桩的概念
CFG 桩，又称为水泥粉煤灰碎石桩，是一种由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15 ～ C25 之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG 桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG 桩复合地基共同工作。
CFG 桩的适用范围很广。在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG 桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。目前，CFG 桩复合地基技术在全国一些地区的工业与民用工程中都得到了应用。工程实践证明，CFG 桩复合地基设计承载力不会有太大问题，可能出现的问题是CFG 桩的施工。因此，了解CFG 桩施工工艺及施工技术的特点，熟悉CFG 桩施工中的常见问题的成因及处理方法，对于不同地质条件工程中CFG 桩的施工工艺选择、顺利施工以及成桩质量控制有着很重要的意义。另外，设计人员对CFG 桩施工工艺的全面认识，也可以在方案选择、设计参数的确定以及施工措施上考虑得更加全面。
二、工程概况
某公路地处三角洲平原区，地势平坦，鱼塘遍布，地质情况分布主要为亚粘土、淤泥、细砂和全风化粗砂岩。根据本合同段软土特点，对于存在稳定问题的高路堤路段采用塑料排水板+CFG 桩进行处理。CFG 桩强度设计为C12，直径为40 cm，间距为2~2.2 m。
CFG 桩施工
1、施工方法
（1）桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差≤1%。
（2）启动马达沉管到预定标高，停机。沉管过程根据电流表变化做好记录。
（3）在沉管的同时进行砼的生产，沉管后进入流塑层前，向管内投料。
（4）沉管进入持力层2～3 m 后停机，并继续向管内投料，直到混合料与进料口齐平。
（5）启动马达，留振5～10 s 开始拔管, 拔管速度根据地层情况确定。
（6）沉管拔出地面，确认成桩符合设计要求后，清除浮浆，并用中粗砂封顶，然后移机进行下一根桩的施工。
2、施工工艺流程
CFG 桩施工工艺流程如图1所示。
3 、施工中试桩情况
在CFG桩全面展开施工前，针对影响CFG桩质量的塌落度和拔管速度两个因素，项目部通过试桩确定了最终参数。
设计上塌落度控制在3～5 cm，拔管速率控制为1．2 m/min。项目部额外加设塌落度6～8，拔管速度80 cm/min。同时，分析一次拔管太高对质量可能有较大影响，又加设拔管速率40 cm/20 s来进行试验。试验结果如下：
通过8根试桩的结果，初步分析总结如下：
（1）所用砼应采用塌落度相对较大的砼（6～8），砼的流动性较好，孔隙相对较少，有效抵抗外部流塑状淤泥的压力；
（2）拔管的一次拔程宜较小，以小拔程为循环单元，以保证成桩的均匀性；
（3）施工时，当沉管到达预定标高后应立即灌注砼，以防管内进入地下水，而影响桩长和成桩质量；
（4）拔管前砼填料应填至进料口齐平，施工中应经常检查管内砼的高度，并及时向管内补料，确保管内的砼高度高出地面1 m左右，以此来增加管内的压力。
三、施工中应注意的事项
1、避免桩端产生虚土
长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺的最大优点是桩端无虚土, 这对提高桩的承载力和减少地基变形都是有利的。但施工操作不当, 也会导致桩端产生虚土、桩无端阻作用。桩端产生虚土主要有两种情况, 一是怕钻头活门打不开,先提30~ 50 cm再灌料, 使得叶片上的土可能落到孔底, 严重影响桩端土端阻的发挥。二是桩端为饱和粉土、砂土和卵石层时, 水头较高或为承压水, 采用侧开的常规钻头, 阀门外的水压力大于钻杆管内混合料对阀门产生的侧压力。此时大量虚土落在孔底, 导致桩无端阻。
2、防止堵管
堵管有以下情况:
（1）混合料配合比不合理，混合料搅拌质量有缺陷。在CFG 桩施工中, 混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料, 易产生泌水、离析, 泵压作用下, 骨料与砂浆分离, 摩擦力加剧, 导致堵管。坍落度太小, 混合料在输送管路内流动性差, 也容易造成堵管。
（2）施工操作不当：钻孔进入土层预定标高后, 开始泵送混合料, 管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚, 在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出, 容易造成管路堵塞。
（3）设备缺陷：弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接, 否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗, 否则管路内有混合料的结硬块, 还会造成管路的堵塞。解决办法是拆除导管, 提导管上下来回的抖动; 开始泵送混合料, 管内空气从排气阀排出, 钻杆芯管及输送管充满混合料, 应及时提钻。
3、预防窜孔
在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况, 打完A 号桩后, 在施工相邻的B 桩时, 发现未结硬的A 号桩的桩顶突然下落, 当B 号桩泵入混合料时, A 号桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。发现窜孔的条件有如下3 条:
被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂; 钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动; 土体受剪切扰动能量的积累, 足以使土体发生液化。由于窜孔对成桩质量的影响, 施工中采取的预控措施:
（1) 采取隔桩、隔排跳打方法;
（2) 设计人员根据工程实际情况, 采用桩距较大的设计方案, 避免打桩的剪切扰动;
（3) 减少在窜孔区域的打桩推进排数, 减少对已打桩扰动能量的积累;
（4) 合理提高钻头钻进速度。
4、桩头空芯
施工过程中, 排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时, 管内充满空气, 泵送混合料时, 排气阀将空气排出, 若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出, 就会导致桩体存气, 形成空芯。为避免桩头空芯, 施工中应经常检查排气阀的工作状态, 发现堵塞及时清洗。
5、桩端不饱满
这主要是因为施工中为了方便阀门的打开, 先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔, 影响CFG 桩的桩端承载力。为杜绝这种情况, 施工中前、后台工人应密切配合, 保证提钻和泵料的一致性。及时清理桩口出土, 防止下笼时混入砼中; 桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成, 应保证超灌50 cm后, 排除浮浆再终孔成桩。
结论
随着工程建设的飞速发展, CFG 桩由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价在目前的高层建筑中得到了越来越广泛的应用。但是因施工地理位置、地基土质、水位高低的不同等原因还可能会有更多的问题出现。
【参考文献】
[1] 佟建兴, 岑文龙, 李静, 等. 浅议CFG 桩螺旋钻孔管内泵压混凝土成桩法[J] . 勘察科技技术, 2000, ( 6) : 45 )49.
[2] 金造时, 徐卫红, 李双安. CFG 桩在复合地基处理中的认识与探讨[J] . 湖北地矿, 2003. 17( 3) : 31 ) 34.
[3] 刘建军. CFG 桩施工中常见问题及质量控制措施[J] .山西建筑, 2003. 29( 9) : 31 ) 32.
[4] 马骥, 张东刚, 张震, 等. 长螺旋钻孔管内泵压CFG 桩施工配合中有关问题的探讨[J] . 工程质量, 2001. ( 7) :36 ) 38.