CFG桩在市政道路中的应用

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摘要：cfg桩作为一种新兴的软基处理技术，在房屋建筑、高速铁路、公路建设工程中得到广泛应用。本人结合自身的工程实践经验，对CFG桩在市政道路工程中的应用进行深入阐述，并对质量控制措施进行简单分析，以供类似工程参考借鉴。

关键词：CFG 桩；市政道路；施工工艺；质量控制

引言： CFG桩（Cement Fly-ash Gravel的缩写）即水泥粉煤灰碎石桩，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。CFG桩作为新时代处理软弱地基的新方法，具有施工简单、沉降变形小、承载力高、适用范围较广和经济效益明显等优点，在市政道路工程中也取得了良好的施工效果。本文结合工程实例对CFG桩的施工工艺进行全面分析，以期对实际市政道路工程软弱地基处理提供一定参考。

1. CFG桩复合地基的加固原理

C F G桩复合地基的加固机理主要是其褥垫层将上部基础传来的基底压力通过变形以一定的比例分配给桩及桩间土，使二者共同受力。同时土体由于桩的挤密作用而提高承载力，而桩又由于周围土的侧应力的增加而改善了受力性能， 二者共同工作形成了一个复合地基的受力整体，共同承担上部基础传来的荷载。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间士表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载，从而大大提高复合地基的承载力。

2.CFG桩复合地基的特性分析

2.1适用范围广

CFG 桩通过调整水泥掺量及配比来改变桩的强度，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，具有较大的适应范围。

2.2 大幅度提高承载力，可调性强

CFG 桩桩长可根据工程的实际情况来确定，其全桩长均能发挥桩的侧阻力其中桩承担的荷载约占总荷载的40%～75%，使得复合地基的承载力大幅度提高，并具有可调性。

2.3有良好的社会、经济效益

CFG桩的施工工艺简单、无场地污染、振动影响小，施工材料仅需少量水泥，便于就地取材、节约材料，具有显著的经济效益和社会效益。

3.CFG桩在市政道路工程中的应用技术

3.1工程概况

昆明市兴园路（交职段）市政道路工程全长538.72m。道路右侧为呈贡新城社区2号地块，2号地块标高与道路设计标高相差7～8米。根据地勘资料，①层为填筑土，以粘性土为主，夹少量风化碎石颗粒，少许植物根系。该层结构松散，固结差。除01、02、03、05、06、07、08号钻孔未见外，其余地段均有分布。层厚0.40～8.50米。②层-高液限粘质土。切面光滑，干强度高，韧性高。该层含少量风化碎石颗粒，孔隙较大，具红粘土特性。层厚1.40～7.20米。地基承载力仅

3.2CFG桩复合地基的施工工艺

3.2.1CFG 桩工程采用长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩施工，具体工艺流程为 定位放线启动桩机对准桩位桩机调平、钻杆调直关闭钻头阀门启动锤头钻进到设计桩底标高、同时进行混合料的搅拌开动混凝土输送泵灌料、同时启动卷扬机提升钻杆直至施工设计桩顶标高成桩完毕停机移位至下一桩位。

3.2.2主要分部工程的施工方法

1）定位：将桩机移到指定桩位对中。当地面起伏不平时，应调整支腿或平台基座，使桩机底座保持水平、钻杆保持垂直。一般桩位误差不宜超过2.0CM，钻杆垂直度偏差不超过1.5%。

2）钻进成孔：关闭钻头阀门，启动卷扬机下放钻杆至钻头触及地面时，启动钻机锤头，将钻杆旋转下沉至桩底设计标高。

3）混合料搅拌：按设计配合比配制混合料，严格控制粗骨料粒径，控制在10mm -30mm之间，可掺加泵送剂及其它外加剂，混合料坍落度宜为180mm - 220mm。

4）灌料、提升：当钻机钻至桩持力层时，开动混凝土输送泵灌料，当输送管及钻杆芯管充满混合料后开始启动卷扬机匀速提升钻杆，边灌料、边提升，直至施工设计桩顶标高，提升速度宜控制在2m/min-3m/min，严禁先拔管后灌料，掌握好灌料与提钻的时间差，尽量避免提升灌料过程中停机待料现象。

5）停灌桩顶标高、移机下一桩位：尽量控制好桩顶标高停灰面这一环节，在达到技术要求的条件下，做到尽量少浪费混合料。

4.通病及事故处理措施

1）堵管：堵管是长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩常遇到的问题。这直接影响CFG桩的施工效率，同时增加工人劳动强度，造成材料浪费。特别是故障排除不畅时，使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬，增加再次堵管的机率，给施工带来很多困难。产生堵管的原因有：

①混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时，混合料和易性不好，常发生堵管。因此，要注意混合料的配合比，将粉煤灰掺量控制在70kg/m3～100kg/m3内，坍落度控制在160mm～200mm之间。

②混合料搅拌质量有缺陷。在CFG桩施工中，坍落度太大的混合料，易产生泌水、离析。在泵压作用下，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。

③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。

④冬期施工措施不当。冬期施工时，混合料输送管及弯头均需做防冻保护，防冻措施不力，常常造成输送管或弯头处混合料的冻结导致堵管。可采用加热水的办法提高混合料的出口温度，但水温最好不要超过60℃，否则会造成混合料的早凝，产生堵管，影响混合料的强度。

⑤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，也会造成管路的堵塞。

2）桩头空芯：主要是施工过程中排气阀不能正常工作导致桩体存气形成空芯。施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞及时清洗。

3）桩端不饱满：在施工中为方便阀门打开，先提钻后泵料所致。这可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔，影响CFG桩桩端承载力。在施工中前、后台工人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性。

4）桩孔偏斜：主要因为地面不平、导向设施出现偏差，钻架不正或钻杆弯曲，钻杆刚度不够所致。另外钻进时土层硬度发生突然变化或遇到障碍物也会导致桩孔偏斜。施工前应对安装好的钻机设备做全面检查，做到水平、稳固，对钻杆、接头要逐个检查，保证钻杆顺直，有足够的刚度。在钻进时，土层由软变硬时要少加压慢给进。

5）钻进困难：主要是因遇到地下障碍物如石块、混凝土块等，钻机功率不够或钻进速度太快造成憋钻。应选用硬质合金钻头，采用合适的钻速。遇到障碍时如障碍物不深，应进行清除后复钻，如不易挖出则改变桩位。

5.结语

通过对加固后的复合地基承载力进行现场荷载试验及沉降值观测，复合地基承载力、沉降值均达到设计要求标准。综上所述，CFG桩复合地基，具有经济、安全、高效、环保的特点，在市政道路工程领域同样具有广阔的前景。

参考文献

[1] 朱明，吴耀宗. 高速铁路CFG桩复合地基现场试验对比研究[J]. 路基工程. 2010（04）

[2] 司文明，唐元丽. CFG桩复合地基在不同领域的应用讨论[J]. 路基工程. 2010（04）