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摘要：CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，具有桩径小、桩数少，地基强度和变形模量较为均匀的特点，对提高结构受力、结构抗震等级等极为有利。本文阐述了CFG桩复合地基施工工艺与流程控制，以及在施工过程中的注意事项。
关键词：CFG桩；复合地基；施工工艺
中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：
前言
CFG桩常用的施工方法有振动沉管成桩、长螺旋钻孔灌注成桩、泥浆护壁钻孔灌注成桩、长螺旋钻孔成桩以及管内泵压混合料灌注成桩等。
各种施工方法各具有自身的优点和适用性，应根据地质条件，现场施工条件以及设计要求、当地的施工技术配备条件等综合确定。本文重点介绍长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩。该方法适用于粘性土、粉土、砂土等地基，以及对噪音及泥浆污染要求严格的场地。
1 CFG桩复合地基的加固机理
CFG桩复合地基的加固机理可以概括为桩体的置换作用，褥垫层的调整均化作用，对于砂土，粉土和塑性指数比较小的粉质粘土，采用排土成桩工艺施工，由于是重锤取土，达到设计桩长后，加入CFG填料，夯实成桩。采用这样的施工，对土有一定的挤密效果。
图1 CFG桩复合地基示意图图2 CFG桩复合地基承载力示意图
2 CFG桩施工工艺
2.1桩的布置
CFG桩可只在基础范围内布置，对可液化地基，基础内可采用振动CFG桩，通常情况下，桩都布置在基础范围内。桩的数量可按公式确定，其中m为面积置换率；A为地基面积（㎡）；为桩断面面积（㎡）；为面积为A时的理论布桩数。
实际布桩时受基础尺寸大小及形状等影响，布桩数回有一定的增减。
对独立基础、箱形基础、筏箱基础，基础边缘到桩的中心距一般为桩径或基础边缘到桩边缘的最小距离不小于150mm,对条形基础不小于75mm。
在各类增强体（即桩体）复合地基中，常见的桩体排列方式为三角形或正方形，如图3所示。
（a）三角形 （b）矩形
图3挤密桩桩位布列图
2.2施工方法
（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2个轴线控制点引放定出每一个桩的桩位点，并撒白灰作好标识；经监理验线合格后进行下道工序。
（2）混凝土搅拌：要求按配合比进行配料，计量要求准确，上料顺序为：先上碎石或卵石，再加水泥，粉煤灰和泵送剂，最后加砂。每盘料的搅拌时间不應小于1min。
（3）钻机就位及成孔：将长螺旋钻就位，调整钻机水平并固定，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%。桩位容许偏差不大于10cm。全部调整到位后，开始钻孔，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。应匀速钻进，避免形成螺旋孔。一般应先慢后快，如发现钻杆摇晃或难钻时应放慢进尺。成孔深度在钻杆上应有明确标记，确保达到设计深度。
（4）拔管、压灌混凝土成桩：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、压灌混凝土。一边泵送混凝土，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。
（5）弃土清运与凿出桩头：
已成桩严防重型机械行走或扰动。清土用小型机械设备及人工开挖、运输，清土预留至少20～50cm人工清除、找平。
保护土层清除后，用截桩机截除桩顶设计标高以上桩头。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，桩顶容许偏差0～+20mm。
（6）施工过程中认真填写施工记录，每台班或每日留取试块1~2组，标准养护28天，测定其抗压强度。桩体连续密实，不得有断桩、缩径、加砂等缺陷。桩身完成达到设计强度后，抽取0.2%做现场静荷载实验，且不小于3点；低应变检测取总桩数的30%。
2.3施工质量控制
（1）材料送检
现场砂石、水泥及外加剂需送实验室进行试验，试验合格后方可使用。使用过程中应有专人对材料进行保管，防止因材料受冻、受潮导致混凝土质量下降。对于CFG桩的混凝土配合比而言，需事先由实验室出具有关配合比。施工时严格按照配合比进行。
（2）施工测量
施工前，作好现场的测量放样工作，根据设计图纸用经纬仪和水准仪测放出钻桩范围和桩位，桩位处用石灰水圈标识，编写桩号和桩长，并将布置孔位情况向钻机司机交底。布孔要优先从桥涵缺口出开始，钻孔横向从线路中心向两侧进行，横向从两端的桥涵缺口向中间进行。
（3）施工工艺控制
严格按制定的工程质量标准和操作工艺组织施工。重点控制桩长，搅拌机钻进速度、提升速度、搅拌速度等工艺参数。原则上按设计桩长控制施工，不能随意更改桩长。
（4）施工质量现场监控
严格施工过程监控，配备专门的领工员现场24小时跟踪监控施工质量，现场领工员必须严格按规定认真作好CFG桩施工记录，并填写好施工日志。施工记录必须按桩号详实、准确填写，不能随意编造，如发现随意编造将按规定进行处罚。
（5）施工质量检测
CFG桩施工完成后按设计和施工规范进行分段检测验收，CFG桩施工质量检测程序为：首先由试验室自检，检测合格后报请第三方检测单位和监理单位抽检。因此必须加强施工现场监控，严格按施工工艺流程组织施工，且现场领工员需作好施工原始记录。
（6）CFG桩效果检验
施工结束，一般28天后做桩、土及复合地基检测。
（7）桩间土的检测
施工过程中，机械对桩间土产生的影响视土性不同而异，对于结构性土，强度一般要降低，但随着时间的增长会有所恢复；对挤密效果好的土，强度会增加。对桩间土的变化可以通过如下方法进行检验：
①施工后可以取土做室内土工试验，考查土的物理力学指标的变化。②也可以做现场静力触探和标准灌入试验，与地基处理前进行比较。③必要时做桩间土静载试验，确定桩间土的承载力。
2.4 CFG桩的检测
通常采用单桩静载试验来确定桩的承载力，也可以判断是否发生断桩现象。静载试验要求达到桩的极限承载力。
2.5复合地基检测
复合地基检测可采用单桩复合地基试验和多桩复合地基试验，所用荷载板面积应与受检测桩所承担的处理面积相同。具体试验方法按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002）执行，若用沉降比确定复合地基承载力时，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d=0.008对应的荷载值作为复合地基承载力特征值；当以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b=0.01作为对应的荷载值作为CFG桩复合地基承载力特征值。
3 CFG桩施工注意事项
1、长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工除应执行国家现行有关规范外，尚应符合下列要求：（1）施工时应按设计配比配置混合料，投入搅拌机加水量由混合料塌落度控制，长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的塌落度以为160-200mm，成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm；（2）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，混合料泵送量应同拔管速度相配合，以保证挂内有一定高度的混合料，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；（3）施工时，桩顶标高应高出设计桩顶标高，高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和成桩顺序等综合确定，一般不应小于0.5m；
2、在大面积施工前，首先进行试桩工作，共试验3根桩，由此取得成桩的必需参数（提升速度、混凝土灌注速度、灌注量等），确定出成桩的顺序为：对称、间隔、邻排斜向挑打，严禁从一端开始按顺序逐个施工。
3、施工中桩长允许偏差为100mm，桩径允许偏差为20mm，垂直度允许偏差为1%。对满堂布桩基础，桩位允许偏差为0.5倍桩径；对条形基础，垂直于轴线方向的桩位允许偏差为0.25倍桩径，顺轴线方向的桩位允许偏差为0.3倍桩径，对单排布桩桩位允许偏差不得大于60mm。
4、灌注混合料前，应先检查管路是否顺畅稳固。CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管。成桩的提拔速度宜控制在每分钟2～3m，成桩过程宜连续进行，应避免应后台供料慢而导致停机待料。灌注成桩后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。
5、桩机移机至下一桩位施工时，应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，确保桩位准确。
4结语
对于软土地区，采用CFG桩复合地基的方法进行地基加固，不仅可全桩长发挥桩的侧摩阻力，桩端落在较好的土层上也可较好的发挥端阻力作用，桩越长则承载力越高。CFG桩复合地基一般不配钢筋笼，水泥用量只有灌注桩的 50％－60％，而且桩径小、桩数少，地基强度和变形模量较为均匀，对提高结构受力、结构抗震等级等极为有利。其工程造价与预制桩相比可节约成本50％，与灌注桩相比可节约成本30％，具有极佳的经济效益，因此具有很好的推广价值。
参考文献
[1]池淑兰，孔书祥.路基工程，北京：中国铁道出版社，2002
[2]梁钟琪主编.土力学及路基，北京：中国铁道出版社，1993
[3]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
[4]徐至钧主编.水泥粉煤灰碎石桩复合地基，机械工业出版社，2004
关键词：CFG桩；复合地基；施工工艺
中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：
前言
CFG桩常用的施工方法有振动沉管成桩、长螺旋钻孔灌注成桩、泥浆护壁钻孔灌注成桩、长螺旋钻孔成桩以及管内泵压混合料灌注成桩等。
各种施工方法各具有自身的优点和适用性，应根据地质条件，现场施工条件以及设计要求、当地的施工技术配备条件等综合确定。本文重点介绍长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩。该方法适用于粘性土、粉土、砂土等地基，以及对噪音及泥浆污染要求严格的场地。
1 CFG桩复合地基的加固机理
CFG桩复合地基的加固机理可以概括为桩体的置换作用，褥垫层的调整均化作用，对于砂土，粉土和塑性指数比较小的粉质粘土，采用排土成桩工艺施工，由于是重锤取土，达到设计桩长后，加入CFG填料，夯实成桩。采用这样的施工，对土有一定的挤密效果。
图1 CFG桩复合地基示意图图2 CFG桩复合地基承载力示意图
2 CFG桩施工工艺
2.1桩的布置
CFG桩可只在基础范围内布置，对可液化地基，基础内可采用振动CFG桩，通常情况下，桩都布置在基础范围内。桩的数量可按公式确定，其中m为面积置换率；A为地基面积（㎡）；为桩断面面积（㎡）；为面积为A时的理论布桩数。
实际布桩时受基础尺寸大小及形状等影响，布桩数回有一定的增减。
对独立基础、箱形基础、筏箱基础，基础边缘到桩的中心距一般为桩径或基础边缘到桩边缘的最小距离不小于150mm,对条形基础不小于75mm。
在各类增强体（即桩体）复合地基中，常见的桩体排列方式为三角形或正方形，如图3所示。
（a）三角形 （b）矩形
图3挤密桩桩位布列图
2.2施工方法
（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2个轴线控制点引放定出每一个桩的桩位点，并撒白灰作好标识；经监理验线合格后进行下道工序。
（2）混凝土搅拌：要求按配合比进行配料，计量要求准确，上料顺序为：先上碎石或卵石，再加水泥，粉煤灰和泵送剂，最后加砂。每盘料的搅拌时间不應小于1min。
（3）钻机就位及成孔：将长螺旋钻就位，调整钻机水平并固定，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%。桩位容许偏差不大于10cm。全部调整到位后，开始钻孔，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。应匀速钻进，避免形成螺旋孔。一般应先慢后快，如发现钻杆摇晃或难钻时应放慢进尺。成孔深度在钻杆上应有明确标记，确保达到设计深度。
（4）拔管、压灌混凝土成桩：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、压灌混凝土。一边泵送混凝土，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。
（5）弃土清运与凿出桩头：
已成桩严防重型机械行走或扰动。清土用小型机械设备及人工开挖、运输，清土预留至少20～50cm人工清除、找平。
保护土层清除后，用截桩机截除桩顶设计标高以上桩头。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，桩顶容许偏差0～+20mm。
（6）施工过程中认真填写施工记录，每台班或每日留取试块1~2组，标准养护28天，测定其抗压强度。桩体连续密实，不得有断桩、缩径、加砂等缺陷。桩身完成达到设计强度后，抽取0.2%做现场静荷载实验，且不小于3点；低应变检测取总桩数的30%。
2.3施工质量控制
（1）材料送检
现场砂石、水泥及外加剂需送实验室进行试验，试验合格后方可使用。使用过程中应有专人对材料进行保管，防止因材料受冻、受潮导致混凝土质量下降。对于CFG桩的混凝土配合比而言，需事先由实验室出具有关配合比。施工时严格按照配合比进行。
（2）施工测量
施工前，作好现场的测量放样工作，根据设计图纸用经纬仪和水准仪测放出钻桩范围和桩位，桩位处用石灰水圈标识，编写桩号和桩长，并将布置孔位情况向钻机司机交底。布孔要优先从桥涵缺口出开始，钻孔横向从线路中心向两侧进行，横向从两端的桥涵缺口向中间进行。
（3）施工工艺控制
严格按制定的工程质量标准和操作工艺组织施工。重点控制桩长，搅拌机钻进速度、提升速度、搅拌速度等工艺参数。原则上按设计桩长控制施工，不能随意更改桩长。
（4）施工质量现场监控
严格施工过程监控，配备专门的领工员现场24小时跟踪监控施工质量，现场领工员必须严格按规定认真作好CFG桩施工记录，并填写好施工日志。施工记录必须按桩号详实、准确填写，不能随意编造，如发现随意编造将按规定进行处罚。
（5）施工质量检测
CFG桩施工完成后按设计和施工规范进行分段检测验收，CFG桩施工质量检测程序为：首先由试验室自检，检测合格后报请第三方检测单位和监理单位抽检。因此必须加强施工现场监控，严格按施工工艺流程组织施工，且现场领工员需作好施工原始记录。
（6）CFG桩效果检验
施工结束，一般28天后做桩、土及复合地基检测。
（7）桩间土的检测
施工过程中，机械对桩间土产生的影响视土性不同而异，对于结构性土，强度一般要降低，但随着时间的增长会有所恢复；对挤密效果好的土，强度会增加。对桩间土的变化可以通过如下方法进行检验：
①施工后可以取土做室内土工试验，考查土的物理力学指标的变化。②也可以做现场静力触探和标准灌入试验，与地基处理前进行比较。③必要时做桩间土静载试验，确定桩间土的承载力。
2.4 CFG桩的检测
通常采用单桩静载试验来确定桩的承载力，也可以判断是否发生断桩现象。静载试验要求达到桩的极限承载力。
2.5复合地基检测
复合地基检测可采用单桩复合地基试验和多桩复合地基试验，所用荷载板面积应与受检测桩所承担的处理面积相同。具体试验方法按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002）执行，若用沉降比确定复合地基承载力时，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d=0.008对应的荷载值作为复合地基承载力特征值；当以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b=0.01作为对应的荷载值作为CFG桩复合地基承载力特征值。
3 CFG桩施工注意事项
1、长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工除应执行国家现行有关规范外，尚应符合下列要求：（1）施工时应按设计配比配置混合料，投入搅拌机加水量由混合料塌落度控制，长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的塌落度以为160-200mm，成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm；（2）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，混合料泵送量应同拔管速度相配合，以保证挂内有一定高度的混合料，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；（3）施工时，桩顶标高应高出设计桩顶标高，高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和成桩顺序等综合确定，一般不应小于0.5m；
2、在大面积施工前，首先进行试桩工作，共试验3根桩，由此取得成桩的必需参数（提升速度、混凝土灌注速度、灌注量等），确定出成桩的顺序为：对称、间隔、邻排斜向挑打，严禁从一端开始按顺序逐个施工。
3、施工中桩长允许偏差为100mm，桩径允许偏差为20mm，垂直度允许偏差为1%。对满堂布桩基础，桩位允许偏差为0.5倍桩径；对条形基础，垂直于轴线方向的桩位允许偏差为0.25倍桩径，顺轴线方向的桩位允许偏差为0.3倍桩径，对单排布桩桩位允许偏差不得大于60mm。
4、灌注混合料前，应先检查管路是否顺畅稳固。CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管。成桩的提拔速度宜控制在每分钟2～3m，成桩过程宜连续进行，应避免应后台供料慢而导致停机待料。灌注成桩后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。
5、桩机移机至下一桩位施工时，应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，确保桩位准确。
4结语
对于软土地区，采用CFG桩复合地基的方法进行地基加固，不仅可全桩长发挥桩的侧摩阻力，桩端落在较好的土层上也可较好的发挥端阻力作用，桩越长则承载力越高。CFG桩复合地基一般不配钢筋笼，水泥用量只有灌注桩的 50％－60％，而且桩径小、桩数少，地基强度和变形模量较为均匀，对提高结构受力、结构抗震等级等极为有利。其工程造价与预制桩相比可节约成本50％，与灌注桩相比可节约成本30％，具有极佳的经济效益，因此具有很好的推广价值。
参考文献
[1]池淑兰，孔书祥.路基工程，北京：中国铁道出版社，2002
[2]梁钟琪主编.土力学及路基，北京：中国铁道出版社，1993
[3]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
[4]徐至钧主编.水泥粉煤灰碎石桩复合地基，机械工业出版社，2004