CFG桩的创新应用
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摘要：本文从工程概况，地质情况，地基处理方案，典型施工方案及检测结果，施工参数调整及检测结果，分析改变试验方案，设计方案变更等几方面阐述了cfg桩的创新应用。
关键词：CFG 施工 创新
中图分类号：TU473.1文献标识码： A 文章编号：
一、工程概况
京唐港首钢码头有限公司一期工程为专业矿石泊位，堆场面积约110万平米，设有6条轨道梁，堆场区域矿石堆载14米高，要求复合地基承载力特征值为350 kPa，先处理至250 kPa，经过堆载预压后最终达到地基承载力特征值350 kPa；轨道梁区域要求地基承载力特征值为250 kPa，并满足抗滑稳定要求。
二、地质情况
堆场表层为新吹填海砂形成陆域，原地面标高为-2m至+1m，吹填后平均地面约为+4.45m，根据地质资料，堆场区地质大致可分为以下两种情况：
堆场北部区域表层为厚度约12米的砂土，下部为平均厚度约4米的淤泥质土（3.5 —4.5米），堆场南部区域表层为厚度约10米的砂土，下部为平均厚度约8米的淤泥质土（7—9米），从地质勘查孔看部分区域有7击左右的标惯。
三、地基处理方案
堆场区域采用打设排水板+高真空击密法（夯击能为3000Kn.m和2000Kn.m）+强夯置换（夯击能为4000Kn.m）法进行处理，轨道梁区域采用高真空击密法（夯击能为3000Kn.m和2000Kn.m）+高压旋喷桩法处理。
四、典型施工方案及检测结果
1、典型施工方案
本工程典型施工安排在高真空击密典型施工区域内的轨道梁范围内进行。典型施工将水泥（p.s32.5矿渣硅酸盐水泥）掺量确定为22%，25%，27%，30%四种进行，每种水泥掺量的旋喷试验桩采用双重管和三重管施工，各为20根。采用高水泥掺量与低水泥掺量相间布置。
本工程施工机具采用XP-30B旋喷钻机；GPB-90三柱塞高压注浆泵（额定排出压力35Mpa，排量150L/min，冲次160次/min）；LGU55A型空压机(排气量10.2m3/min，额定工作压力0.8Mpa)；喷嘴（直径2.4mm~4mm）。水泥浆液的水灰比拟取1：1。浆液在旋喷前1 h以内配制，使用时滤去硬块、砂石等，以免堵塞管路和喷嘴。
大面积的高压旋喷桩施工各施工参数参照典型施工总结参数进行实施。
2、典型施工效果检测
（1）开挖检测：典型施工完成后，现场进行开挖检测，实测二重管桩体直径基本为0.85m-0.95m之间，三重管桩体直径基本在1.05-1.20m，二重管桩径不能满足要求。三重管桩径能满足要求，但施工参数需调整及水压需调稍小。
（2）抽芯检测：典型施工的桩体抽芯检测，共检测抽芯7根，检测结果如下：
二重管抽芯显示在地面10m以下，均不能成桩，仅少量水泥碎块；
三重管显示个别桩体成桩性较好，取芯率在90%以上。其他在地面12m（淤泥层）以下水泥块不连续，成桩性不连续。
五、施工参数调整及检测结果
鉴于典型施工检测成桩性不好，二重管桩径及成桩较差，因此在后续施工中经与设计讨论，将淤泥层中水泥掺量定为30%，砂层中水泥掺量定为27%，采用三重管进行施工，并将施工中相应参数进行调整。
在施工时，为保证淤泥层中的成桩性，将淤泥层中的水泥掺量进一步调整至42%，并通过复喷来进行施工。
施工后经过检测，开挖检测其桩体直径为1.02-1.05m，满足要求。抽芯检测6根，其中2根成桩性良好，取芯率均在90%以上，其它2根在地面12-15m以下均呈现水泥碎块，成桩性不连续，2根在地面12-15m以下水泥含量很少。
在检测后由于施工成桩性问题一直未解决，我们组织勘察、设计、监理、施工等召开专题会，进行重新试验桩施工。主要组织以下一些试验桩施工：
1、在淤泥层中采用（喷高压水1遍+喷水泥浆2遍）对淤泥进行切割施工3根；淤泥层中水泥掺量42%，高压水压力29MPa；
2、在淤泥层中采用（喷高压水2遍+喷水泥浆2遍）对淤泥进行切割施工3根；淤泥层中水泥掺量42%，高压水压力29MPa；
3、在淤泥层中采用（喷高压水3遍+喷水泥浆1遍）对淤泥进行切割施工3根；淤泥层中水泥掺量42%，高压水压力29MPa；
4、在淤泥层中采用（喷高压水2遍+喷水泥浆1遍）对淤泥进行切割施工3根；淤泥层中水泥掺量42%，高压水压力29MPa；
施工完成后对桩体进行抽芯检测，在淤泥层中成桩连续性仍然不能保证。
六、分析改变试验方案
通过对典型施工及调整参数后施工检测结果结合地质资料经过对比分析，发现高压旋喷桩在砂层中成桩性较好取芯率高，在淤泥层成桩性差芯率较低。从地质资料看，在本工程施工区域下部均存在一层淤泥层，而通过典型施工及调整参数后施工淤泥层成桩性不连续问题一直未得到有效解决，不能保证淤泥层成桩率，又鉴于工期紧张，马上进入冬季施工，高压旋喷桩施工速度慢（约4小时/桩），水泥浆液在冬季施工时容易结冰造成管路和喷嘴堵塞，不能有效地保证工期和质量，因此我们调整思路，决定改变方案进行试验，以保证工期和质量要求。
本试验施工机具采用CFG20-600长螺旋钻桩机和砼泵，填料采用商混站搅拌M5砂浆混合料。钻机就位后进行成孔，到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，泵送5～6次后，当钻杆芯杆充满混合料并淹没喷浆口后开始拔管，严禁先提管后泵料。成桩时应采取静拔，提拔速度40型砼泵控制在1.8~2.2m/min，60型砼泵控制在2.5~3 m/min，成桩过程宜连续进行。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
通过开挖检测桩体直径基本为0.65m左右，能满足要求；从抽芯情况来看，桩身完整，取芯率高，芯样多呈长短柱状，局部块状，强度较高，连续性较好。并且通过低应变对桩身完整性进行了进一步验证，结果和抽芯情况吻合。
七、设计方案变更
原方案采用高压旋喷桩为柔性桩不仅要求能满足轨道梁区域地基承载力还要求能满足抗滑稳定要求，通常情况下CFG桩填料为混凝土，成桩后为刚性桩，虽然能满足承载力的要求，但是在土体产生位移时桩体容易断裂，不能满足抗滑稳定性，而本方案将填料改为M5砂浆混合料使成桩后桩体为柔性桩，在满足承载力的同时也能满足抗滑稳定要求，作用和原方案的高压旋喷桩基本一致，可以替代高压旋喷桩。
通过上述施工方案的改变，成桩速度有了显著的提高，成桩速度从高压旋喷桩4h/根提高到“CFG”砂浆桩30min/根，满了工期的要求，桩体成桩率也有了显著的提高，经过低应变检测Ⅰ、Ⅱ类桩占检测桩总数的96.5%以上，符合设计及规范标准，满足了质量的要求，并且在造价方面，经过计算分析两种方案的造价基本一致。
八、结语
本工程中高压旋喷桩的施工速度直接影响到后续轨道梁施工，是整个项目的关键工序。通过变更设计方案，大幅度的提高了施工效率，保证了工程质量。在复杂的工矿条件下按期完成“CFG”砂浆桩的施工，为京唐港首钢码头有限公司一期工程按期完工投产打下了坚实的基础。
参考文献：
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