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摘要：CFG桩复合地基用于道路软基处理中性能优良，不仅提高了基础部分的承载能力，而且施工简便，适应性也比较强，在市政道路中得到了广泛应用。本文结合笔者多年的工作经验，并结合实际工程案例，对CFG桩在市政道路软基处理中的应用进行了探讨。
关键词：CFG桩 市政道路 软基 应用
中图分类号： U41文献标识码：A 文章编号：
1.CFG桩施工技术概述
CFG桩具有较高的桩身强度，能承受较大份额的上部荷载，以往的加固经验表明，CFG桩加固后的复合地基承载力较加固前可提高2～3倍甚至更高，
CFG桩地基处理采用如下施工工艺：测量放线→钻机就位→取土成孔→填筑混凝土至基础设计底标高→基槽开挖至褥垫层底标高→检测→铺设褥垫层→下一道工序施工。
1.1测量放线：施工测量放线是在清理平整好的建筑场地内，首先将建筑物的轴线轮廓测放到拟建场地内，并测放出各基础轴线(该部分工作由土建单位完成)，根据设计的CFG桩布桩图中，各桩和各轴线之间的相对关系，将各桩的位置测放到基础平面上。
1.2取土成孔：将成桩机械移动就位，以取土器对准桩位逐层取土至设计标高。
1.3填筑混凝土拌和料：达到地基处理深度后，向孔中填入混凝土拌和料，分层振捣密实，通过控制重锤高度和锤击数来控制CFG桩桩体混凝土的密实度。
1.4建筑地基CFG桩施工完成后，整平场地，进行表面处理(包括清理桩头等)。待其混凝土达到一定强度(按有关规范)后，进行复合地基的检测——载荷试验。
1.5在表面鋪设一层300mm厚的级配良好的碎石，碾压密实，压实后的褥垫层厚度与虚铺厚度比不得大于0.90(该部分工作由土建单位完成)。
如果施工过程中遇到与地质资料有出入或与方案设计不符的地方，须及时通知各方，进行方案调整，以保证地基加固处理达到设计效果。
2 工程案例分析
2.1工程概况
某道路全长5.8km，设计为4 车道，路基顶宽为24.5m，此段工程地质属剥蚀低山丘陵地，地形起伏大，发育冲沟洼地，冲洪积物为灰色、淡黄色淤泥质粘土，局部砾粘土，可塑—软塑状。软土厚度6～12m 不等。该软土具有高含水量、高孔隙比、低强度、沉降大、稳定性差的特点。该场地附近以前工程现场的CFG桩静载试验结果表明，复合地基承载力可达250～300kPa，单桩承载力亦可达180～200kN，可以满足设计要求。由于CFG桩本身具有良好的排水作用，可使施工产生的超孔隙水压力沿桩体排出。既该方案从技术的可行性、当地工程常用的方法及经验和工程的可靠性都是满足设计要求的，考虑采用CFG 桩进行处理。
2.2施工工艺
2.2.1CFG桩钻机就位后，应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桩垂直度容许偏差不大于1%。
2.2.2混合料搅拌。混合料搅拌要求按配合比进行配料，计量要求准确，拌合时间不得少于1min。混合料加水量和坍落度，根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。
2.2.3钻进成孔。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，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据。当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。
2.2.4灌注及拔管。CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆心充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。成桩的提拔速度宜控制在2～3m/min，成桩过程宜连续进行，应避免因后台供料慢而导致停机待料。灌注成桩完成后，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
2.2.5移机。当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此，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，保证桩位准确。
2.2.6清土及切桩头。在CFG桩灌注完毕后，将桩间土及桩头混合料同时清除，即采用软截除的办法进行桩头的处理。桩头的处理采用小型切割机进行切除。
2.3计算及设计情况
本段里程为K12+700～+820 段，设计为高填路基通过，填土高度约为13～17m。软土厚度6～12m 不等，该软土具有高含水量、高孔隙比、低强度、沉降大、稳定性差的特点，为保证此高填路堤的稳定性和控制运营期的沉降，考虑采用CFG 桩进行处理。设计CFG 桩直径0.4m，间距1.2m 梅花型布置，桩顶铺设0.5m 厚碎石垫层，铺一层土工格栅，设计的软基处理纵断面图如图1。计算所采用的地层参数如表2。
计算得到：图2 中单桩复合地基置换率m＝0.087，承载力fspk=256kPa。
2.4施工过程中的试验情况
本次现场试验采用静力载荷试验，在CFG 桩施工完成1 个月后进行现场试验，试验分两次进行，试验1对天然地基进行静力载荷试验；试验2 对单桩CFG 桩复合地基进行静力载荷试验。试验情况如表3。
图2、图3 为单桩复合地基布置示意图和天然地基、复合地基试验的P-S 曲线。
图3 为1.2×1.2m 载荷板天然地基和单桩复合地基载荷试验结果，从中可以看出：软土地段的CFG 桩复合地基承载力标准值比天然地基承载力标准值提高了8 倍多，说明在软土地基中，CFG 桩复合地基加固后可以大幅提高承载力。
2.5计算结果同试验结果的比较
通过以上的计算结果同试验结果比较，可以得出如下结论：
（1） K12+700～+820 段CFG 桩处理地基设计能满足要求，CFG 桩处理地基能使软弱地基承载力大幅提高，原软土地段的天然地基承载力标准值为80kPa，经CFG桩复合地基处理后能使地基承载力达到680kPa，比天然地基承载力标准值提高了8 倍多，可以很好的用来处理高填方路段的软基，取得较好效果。
（2） 利用《建筑地基处理技术规范》的公式计算得到的CFG 桩复合地基承载力标准值为256kPa,而试验结果得到的值为680kPa，则复合地基承载力计算值偏小，因为桩基处理有个安全系数，但由于CFG 桩为采用群桩处理路基，仍然可以考虑将CFG 桩承载力设计值适当提高，以达到降低工程造价的目的。
（3） 根据试验结果，CFG 桩复合地基承载力达到680kPa 时所导致的地基沉降量只有3.7cm，说明经过CFG 桩复合地基处理的软基沉降量小。
2.6质量检测及处理效果
2.6.1质量检测的方式
(1)桩间土采用标贯试验、静力触探、轻便触探等手段进行加固前后土的物理力学性质试验；
(2)桩体进行静载荷试验；
(3)复合地基进行单桩或多桩复合地基静载荷试验。
2.6.2处理效果及分析
处理工程从建设开始，连续观测历时14个月，施工期间每7d沉降观测1次，最终沉降量最大为65.4mm，与设计估算结果吻合度较高。结果表明，采用该技术对高层建筑地基进行处理，在荷载及沉降变形等各方面均有较好的表现。
3 .结语
随着我国市政道路和高速铁路的飞速发展，CFG 桩复合地基处理技术在市政道路和高速铁路领域中也得到广泛应用。通过以上对CFG 桩复合地基、天然地基的试验结果和利用《建筑地基处理技术规范》的公式计算得到的结果进行分析比较，得出如下结论：（1） CFG 桩复合地基加固软基效果较好，承载力提高幅度大。（2） CFG 桩复合地基加固软基的沉降量较小。（3） CFG 桩复合地基如用在市政道路路基的处理上,设计中可以适当提高CFG 桩复合地基承载力值。
目前在市政道路地基处理中应用CFG 桩复合地基时，没有相应的公路设计规范，设计计算的依据采用的仍然是房屋建筑中《建筑地基处理技术规范》的相关公式，因一般房屋建筑对地基的工后沉降要求是不大于5cm，而市政道路一般路基的工后沉降要求是不大于30cm，显然要求差别巨大，因此，如果采用房建的公式来计算设计市政道路的CFG 桩复合地基，就会偏于保守，造成不必要的浪费，需要在以后的施工加以改进。
参考文献：
[1] 阎明礼，张东刚.CFG 桩复合地基技术及工程实践.北京：中国水利水电出版社，2001.
[2] JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范.
[3] DBJ 15-31-2003，建筑地基基础设计规范.
[4] JTG D30-2004，公路路基设计规范.
[5] 张伟，CFG桩在高填方铁路站场软基处理工程中的应用，才智，2009（07）
关键词：CFG桩 市政道路 软基 应用
中图分类号： U41文献标识码：A 文章编号：
1.CFG桩施工技术概述
CFG桩具有较高的桩身强度，能承受较大份额的上部荷载，以往的加固经验表明，CFG桩加固后的复合地基承载力较加固前可提高2～3倍甚至更高，
CFG桩地基处理采用如下施工工艺：测量放线→钻机就位→取土成孔→填筑混凝土至基础设计底标高→基槽开挖至褥垫层底标高→检测→铺设褥垫层→下一道工序施工。
1.1测量放线：施工测量放线是在清理平整好的建筑场地内，首先将建筑物的轴线轮廓测放到拟建场地内，并测放出各基础轴线(该部分工作由土建单位完成)，根据设计的CFG桩布桩图中，各桩和各轴线之间的相对关系，将各桩的位置测放到基础平面上。
1.2取土成孔：将成桩机械移动就位，以取土器对准桩位逐层取土至设计标高。
1.3填筑混凝土拌和料：达到地基处理深度后，向孔中填入混凝土拌和料，分层振捣密实，通过控制重锤高度和锤击数来控制CFG桩桩体混凝土的密实度。
1.4建筑地基CFG桩施工完成后，整平场地，进行表面处理(包括清理桩头等)。待其混凝土达到一定强度(按有关规范)后，进行复合地基的检测——载荷试验。
1.5在表面鋪设一层300mm厚的级配良好的碎石，碾压密实，压实后的褥垫层厚度与虚铺厚度比不得大于0.90(该部分工作由土建单位完成)。
如果施工过程中遇到与地质资料有出入或与方案设计不符的地方，须及时通知各方，进行方案调整，以保证地基加固处理达到设计效果。
2 工程案例分析
2.1工程概况
某道路全长5.8km，设计为4 车道，路基顶宽为24.5m，此段工程地质属剥蚀低山丘陵地，地形起伏大，发育冲沟洼地，冲洪积物为灰色、淡黄色淤泥质粘土，局部砾粘土，可塑—软塑状。软土厚度6～12m 不等。该软土具有高含水量、高孔隙比、低强度、沉降大、稳定性差的特点。该场地附近以前工程现场的CFG桩静载试验结果表明，复合地基承载力可达250～300kPa，单桩承载力亦可达180～200kN，可以满足设计要求。由于CFG桩本身具有良好的排水作用，可使施工产生的超孔隙水压力沿桩体排出。既该方案从技术的可行性、当地工程常用的方法及经验和工程的可靠性都是满足设计要求的，考虑采用CFG 桩进行处理。
2.2施工工艺
2.2.1CFG桩钻机就位后，应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桩垂直度容许偏差不大于1%。
2.2.2混合料搅拌。混合料搅拌要求按配合比进行配料，计量要求准确，拌合时间不得少于1min。混合料加水量和坍落度，根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。
2.2.3钻进成孔。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，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据。当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。
2.2.4灌注及拔管。CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆心充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。成桩的提拔速度宜控制在2～3m/min，成桩过程宜连续进行，应避免因后台供料慢而导致停机待料。灌注成桩完成后，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
2.2.5移机。当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此，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，保证桩位准确。
2.2.6清土及切桩头。在CFG桩灌注完毕后，将桩间土及桩头混合料同时清除，即采用软截除的办法进行桩头的处理。桩头的处理采用小型切割机进行切除。
2.3计算及设计情况
本段里程为K12+700～+820 段，设计为高填路基通过，填土高度约为13～17m。软土厚度6～12m 不等，该软土具有高含水量、高孔隙比、低强度、沉降大、稳定性差的特点，为保证此高填路堤的稳定性和控制运营期的沉降，考虑采用CFG 桩进行处理。设计CFG 桩直径0.4m，间距1.2m 梅花型布置，桩顶铺设0.5m 厚碎石垫层，铺一层土工格栅，设计的软基处理纵断面图如图1。计算所采用的地层参数如表2。
计算得到：图2 中单桩复合地基置换率m＝0.087，承载力fspk=256kPa。
2.4施工过程中的试验情况
本次现场试验采用静力载荷试验，在CFG 桩施工完成1 个月后进行现场试验，试验分两次进行，试验1对天然地基进行静力载荷试验；试验2 对单桩CFG 桩复合地基进行静力载荷试验。试验情况如表3。
图2、图3 为单桩复合地基布置示意图和天然地基、复合地基试验的P-S 曲线。
图3 为1.2×1.2m 载荷板天然地基和单桩复合地基载荷试验结果，从中可以看出：软土地段的CFG 桩复合地基承载力标准值比天然地基承载力标准值提高了8 倍多，说明在软土地基中，CFG 桩复合地基加固后可以大幅提高承载力。
2.5计算结果同试验结果的比较
通过以上的计算结果同试验结果比较，可以得出如下结论：
（1） K12+700～+820 段CFG 桩处理地基设计能满足要求，CFG 桩处理地基能使软弱地基承载力大幅提高，原软土地段的天然地基承载力标准值为80kPa，经CFG桩复合地基处理后能使地基承载力达到680kPa，比天然地基承载力标准值提高了8 倍多，可以很好的用来处理高填方路段的软基，取得较好效果。
（2） 利用《建筑地基处理技术规范》的公式计算得到的CFG 桩复合地基承载力标准值为256kPa,而试验结果得到的值为680kPa，则复合地基承载力计算值偏小，因为桩基处理有个安全系数，但由于CFG 桩为采用群桩处理路基，仍然可以考虑将CFG 桩承载力设计值适当提高，以达到降低工程造价的目的。
（3） 根据试验结果，CFG 桩复合地基承载力达到680kPa 时所导致的地基沉降量只有3.7cm，说明经过CFG 桩复合地基处理的软基沉降量小。
2.6质量检测及处理效果
2.6.1质量检测的方式
(1)桩间土采用标贯试验、静力触探、轻便触探等手段进行加固前后土的物理力学性质试验；
(2)桩体进行静载荷试验；
(3)复合地基进行单桩或多桩复合地基静载荷试验。
2.6.2处理效果及分析
处理工程从建设开始，连续观测历时14个月，施工期间每7d沉降观测1次，最终沉降量最大为65.4mm，与设计估算结果吻合度较高。结果表明，采用该技术对高层建筑地基进行处理，在荷载及沉降变形等各方面均有较好的表现。
3 .结语
随着我国市政道路和高速铁路的飞速发展，CFG 桩复合地基处理技术在市政道路和高速铁路领域中也得到广泛应用。通过以上对CFG 桩复合地基、天然地基的试验结果和利用《建筑地基处理技术规范》的公式计算得到的结果进行分析比较，得出如下结论：（1） CFG 桩复合地基加固软基效果较好，承载力提高幅度大。（2） CFG 桩复合地基加固软基的沉降量较小。（3） CFG 桩复合地基如用在市政道路路基的处理上,设计中可以适当提高CFG 桩复合地基承载力值。
目前在市政道路地基处理中应用CFG 桩复合地基时，没有相应的公路设计规范，设计计算的依据采用的仍然是房屋建筑中《建筑地基处理技术规范》的相关公式，因一般房屋建筑对地基的工后沉降要求是不大于5cm，而市政道路一般路基的工后沉降要求是不大于30cm，显然要求差别巨大，因此，如果采用房建的公式来计算设计市政道路的CFG 桩复合地基，就会偏于保守，造成不必要的浪费，需要在以后的施工加以改进。
参考文献：
[1] 阎明礼，张东刚.CFG 桩复合地基技术及工程实践.北京：中国水利水电出版社，2001.
[2] JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范.
[3] DBJ 15-31-2003，建筑地基基础设计规范.
[4] JTG D30-2004，公路路基设计规范.
[5] 张伟，CFG桩在高填方铁路站场软基处理工程中的应用，才智，2009（07）