長螺旋CFG樁施工工藝及質(zhì)量控制

周玲 董明光

摘要：CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，是在碎石樁加固地基方法的基礎上發(fā)展起來的一種地基處理技術。CFG樁具有施工簡單、工期短、質(zhì)量容易控制、工程造價低廉等特點，廣泛應用于地基處理和加固。本文結(jié)合工程案例對CFG樁施工工藝及施工中質(zhì)量控制進行闡述。

關鍵詞：CFG樁；施工工藝；質(zhì)量控制

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，是在碎石樁加固地基方法的基礎上發(fā)展起的一種新型樁體。CFG樁主要由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，并由樁、樁間土和褥墊層三部分一起形成復合地基的處理方法。由于CFG樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，工程造價一般為樁基的1/3～1/2，具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制，可節(jié)約水泥、鋼材，降低成本等特點；目前已成為應用較為普遍的地基處理技術。

一、工程概況

昆明市官渡區(qū)官渡 ××號路新建工程 K0+355.515～K0+686.741 為填方路基，路基邊坡高度 1.35～3.57m 不等，道路南側(cè)為地鐵 2 號線延伸段施工區(qū)，北側(cè)為荒地；根據(jù)勘察單位提供的中間勘察資料可知，K0+355.515～K0+686.741 基底壓縮層厚度范圍內(nèi)，從上至下分布有 1.1～3.5m 的素填土（回填時間約 2～3 年，自重固結(jié)尚未完成）、0.5～3.1m 的可～硬塑粘土，3.5～4.5m 的泥炭質(zhì)軟土，厚度較大承載力較高的可～硬塑粘土，地下水位距現(xiàn)狀地表 0～0.3m；經(jīng)計算，上述兩段填方路堤的工后沉降均不滿足設計要求，需進行地處理。

通過本段范圍的中間地勘資料，結(jié)合昆明滇池附近區(qū)域的地基處理方式及周邊環(huán)境限制因素，本設計采用長螺旋 CFG 樁進行地基處理。

二、CFG樁施工工藝

（一）CFG樁施工機械設備

長螺旋鉆機、高壓混凝土泵、混凝土泵管等輔助設施與機具，混凝土拌和站應具備混凝土生產(chǎn)條件，配備足夠的混凝土運輸設備。

（二）混合料配合比選定

1、水泥：水泥采用強度等級 32.5 級及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其性

能必須符合《硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥》GB175-1999 的規(guī)定。

2、粉煤灰：采用細度不大于45%的Ⅱ級或Ⅱ級以上的粉煤灰；

3、水：宜采用飲用水，使用非飲用水時必須經(jīng)化驗合格方能使用。

4、碎石、礫石：泵送混合料礫石最大粒徑不宜大于 25mm，碎石粒徑不宜大于 20mm。

5、砂：采用干凈的河砂，類型宜為中粗砂，含泥量小于 5%。

6、石屑：石屑率一般在 0.25～0.33。

7、外加劑：根據(jù)施工需要通過試驗確定。

水泥粉煤灰碎石樁（CFG）配和比最終應按實驗（室內(nèi)配比試驗確定并通過成樁工藝性試驗驗證的配合比）來確定，CFG 樁參考配和比為：

碎石：砂：粉煤灰：水泥：水=45.6：31.7：3.9：10.9：7.9。

（三）CFG樁施工工藝流程

本文采用長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁方法，其施工工藝流程為：原地面處理→測量放樣→鉆機就位→鉆進至設計深度→停鉆→泵送混合料→邊泵邊均勻拔管至樁頂→鉆機移位→成樁。

1、原地面處理CFG樁施工前，要清除施工范圍內(nèi)的地表腐植土及地上、地下障礙物，并將場地整平，整平標高=設計樁頂標高+0.5～0.7m。施工場地應具備"三通一平"條件。

2、測量放樣根據(jù)設計樁位圖采用全站儀測量放樣， CFG 樁樁徑 0.5m，樁間距 1.8m，按三角形梅花布置，樁端進入可～硬塑粘土層不少于 1m。

3、鉆機就位按測量放樣的CFG樁樁位，現(xiàn)場就位鉆機，鉆機就位后采用懸掛垂球法對支撐桿進行垂直調(diào)整，以確保鉆桿垂直對準樁位中心。機架和鉆桿的垂直度偏差不大于 1.0%。

4、鉆進至設計深度長螺旋鉆、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁鉆孔開始時，關閉鉆頭閥門并檢查其密封性，向下移動鉆桿至樁位點，啟動電機將鉆頭旋轉(zhuǎn)至設計標高。成孔過程應先慢后快，避免鉆桿搖晃導致樁位偏差過大。成樁過程中，若發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應放慢進尺。

5、停鉆CFG 樁成孔至設計標高后，關閉電機，停止鉆進，清理鉆孔周圍泥土。

6、泵送混合料混和料應按設計配合比（室內(nèi)配比試驗確定并通過成樁工藝性試驗驗證的配合比）經(jīng)攪拌機拌和，坍落度（160mm～200mm）、拌和時間應按工藝性試驗確定的參數(shù)進行控制，且拌和時間不得小于 60s；攪拌的混和料必須保證混和料圓柱體能順利通過剛性管、高強柔性管、彎管和變徑管而到達鉆桿芯管內(nèi)。

7、拔管當鉆桿芯管充滿混和料后開始拔管，嚴禁先拔管后泵料。拔管應準確掌握提拔鉆桿時間，混凝土泵送量應與拔管速度相配合，邊灌注邊提鉆，保持連續(xù)灌注，均勻提升，同時應保證鉆頭始終埋入混和料中。鉆桿應靜止提拔，施工中應嚴格按工藝性試驗確定并經(jīng)監(jiān)理工程師批準的參數(shù)控制提拔速度和泵送量，提拔速度一般宜控制在 2m～3m/min。

8、鉆機移位完成一根樁之后移機到下一樁位施工時，應根據(jù)軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行復核，保證樁位準確。然后重復上述施工順序及施工方法進行下一根樁的施工。同時在施鉆前要檢查一下樁位（確認無誤后就位鉆機）以及鉆機的工作性能，必要時移機后要清洗鉆桿和鉆頭。

9、成樁成樁過程宜連續(xù)進行，應避免因后臺供料慢而導致停機待料。灌注成樁完成后，用水泥袋蓋好樁頭，進行保護。CFG 樁施工完成 28 天以后，按《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2012）要求進行樁身質(zhì)量、單樁及復合地基承載力檢測。檢測合格后，方可進行上部墊層施工。

三、CFG 樁施工過程中的質(zhì)量控制

（一）設備就位后必須平整，確保施工過程中不發(fā)生傾斜和移動，機架和鉆桿的垂直度偏差不大于 1.0%，施工中采用吊錘觀測鉆桿的垂直度，如發(fā)現(xiàn)偏差過大，必須及時調(diào)整。鉆機位置對中偏差不得大于 20mm。

（二）施工過程中要隨時測量施工場地標高及樁頂標高，CFG樁樁頂必須按設計要求比設計標高高出50cm，以確保樁身有效樁長的強度。打新樁時對已打并硬結(jié)成樁的樁頂進行樁頂位移測量，判斷是否發(fā)生斷樁，一般當樁頂位移超過 10mm 時，

需開挖進行檢驗。如果存在斷樁情況，必須采用必要的補助措施。

（三）混合料要嚴格按設計配合比進行拌和，計量要求準確，上料順序為：先裝碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和泵送劑，最后加砂或石屑，使水泥、粉煤灰和泵送劑夾在砂、石之間，每盤料攪拌時間不應小于 60s，坍落度要控制在160mm～180mm之間。施工過程中坍落度的損失速度根據(jù)現(xiàn)場試驗測試得出，并根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整坍落度，避免因坍落度損失過快造成混合料堵管。在泵送前混凝土泵料斗、攪拌機攪拌桶應備好熟料。

（四）提鉆時嚴格按試樁調(diào)整拔管速度拔管，提拔鉆桿要采用靜止提拔，在特殊情況下采用邊旋轉(zhuǎn)提拔，同時通過混凝土輸送泵的泵送次數(shù)來確定實際投料量，必須保持混凝土面始終高于鉆頭面，鉆頭低于混合料面15～25cm，提拔速度一般宜控制在 2m～3m/min。確保鉆桿內(nèi)管及輸送軟、硬管內(nèi)混合料連續(xù)；如遇有淤泥或泥炭質(zhì)土等敏感土層，拔管速度應適當減慢，并保證連續(xù)提拔，不得停泵待料，避免造成混合料離析、樁身縮徑、斷樁和夾泥等。施工中嚴禁出現(xiàn)超速提拔。

（五）為了保證樁CFG樁在施工時不影響相鄰樁的樁身質(zhì)量，施工中根據(jù)地質(zhì)條件，必須遵循打樁順序的規(guī)定。必要時采取隔樁、隔排跳打方法施工。

（六）施工中應經(jīng)常檢查排氣閥的工作狀態(tài)，保證排氣閥正常工作，要求每工班經(jīng)常檢查排氣閥，防止排氣閥被水泥漿堵塞。若發(fā)現(xiàn)堵塞及時清洗，以免成樁空心。

（七）施工中提鉆與混合料供應必須密切配合，保證提鉆和泵料的一致，以防止樁端不飽滿而影響CFG樁的承載力。若拔管速度過快混合料充填不足，將造成縮徑或斷樁。

（八）清土時，應采用小型機械或人工剔除等措施，打樁棄土清運不可對設計樁頂標高以下的樁身造成損害；不可擾動樁間土；不可破壞工作面未施工的樁位。清運完畢后人工開挖其下 50cm 保護土層，清運保護土層時不得擾動基底土，防止形成橡皮土。施工時嚴格控制標高，不得超挖。

（九）CFG 樁施工完成 28 天內(nèi)不得有任何機械在上面行走。施工完成 28 天以后，按《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2012）要求進行樁身質(zhì)量、單樁及復合地基承載力檢測。檢測合格后，方可進行上部墊層施工。

四、結(jié)語：

長螺旋鉆孔灌筑成樁工藝是目前國內(nèi)最常用的CFG樁施工工藝，長螺旋鉆機在施工中無震動、低噪音、無污染、易操作、成孔效率高、質(zhì)量好、具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制、沉降變形小、工程造價低廉等特點，它能大幅度提高地基承載力，廣泛應用于水利工程、房屋建筑、公路、鐵路等工程的地基處理和加固，具有廣泛的經(jīng)濟效益和社會效應。

參考文獻：

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