珠海十字门中央商务区路基软基处理CFG桩施工要点林欣

珠海十字门中央商务区路基软基处理CFG桩施工要点林欣

林欣

广东省建筑工程机械施工有限公司广东广州510000

摘要：CFG桩是公路工程中一种重要的软基处理技术。如果对工程建设中出现的软土地基不进行有效地处治，就会导致路基不均匀沉陷，路面开裂等病害的发生，对道路的稳定性、安全性影响较大，本文结合珠海十字门中央商务区道路工程软基处理的施工方法，对CFG桩在软基处理中的施工要点进行了详细论述。

关键词：软基处理；CFG桩；施工要点

前言

CFG桩（CementFly-ashGravelPiles），即水泥粉煤灰碎石桩，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和，用各种成桩机械在地基中制成的强度等级为C8~C25的高粘结强度的桩。该种处理方法是通过在碎石桩体中添加以水泥为主的胶结材料，添加粉煤灰增加混合料的和易性并有低标号水泥破的作用，同时还添加适量的石屑以改善级配，使桩体获得胶结强度，从散体材料桩转化为具有高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基，共同承担上部荷载。

1、概述

1.1工程概况

珠海横琴岛十字门中央商务区位于正在开发中的横琴新区十字门水道两侧，地处西江入海口，东与澳门一水相隔，南至横琴环岛东路，西邻珠海保税区及横琴大桥，北靠将军山脉。本次施工范围位于规划南部核心岛，紧邻珠海市湾仔码头，与澳门隔江相望。本次施工属于市政基础设施，工程包括三段次干道、二段支路，城市次干路为30m：城市支路为18m，车道宽度：次干路为40.00米，支路24米。沥青混凝土路面，路面设计年限15年，桥涵100年。

1.2地质条件

地形地貌：道路场地位于横琴新区十字门水道两侧，拟建道路场地地势整体较为平坦，属海陆交互相沉积地貌单元。建道路场地地层按地质年代、成因类型及岩土特征划分，道路路基自上而下分为人工填筑土，第四系海陆交互沉积，燕山期花岗岩残积，燕山期花岗岩风化带。

水文地质条件：场地地表水主要为鱼塘和海水，以及场地低洼处有积水。根据勘察报告反映，大部分钻孔可以直接遇见地下水。拟建场地地下水主要为孔隙潜水。主要受大气降水以及地表水补给，水位变化因气候、季节而异，且受潮水影响较大，潮涨是水位上升。潮落水位随之下降，水位不太稳定。勘察测得场地地下水稳定水位埋深1.10—2.60m，平均埋深1.53m，地下是水位标高-0.80—3.21m，平均标高为0.96m。场地地下水水质对混凝土不具分解类、结晶类腐蚀性；对混凝土具结晶分解复合类弱腐蚀性。

1.3软基处理

根据项目工程地质情况，本区一般路段道路软基处理设计采用塑料排水板堆载预压法和桥头路段等特殊范围采用CFG桩法处理。这里只对CFG桩法进行阐述。

2、CFG桩施工要求

2.1施工前准备

（一）场地平整。结合施工现场的原地面的情况，地表处理采用机械为主，人力为辅，人工配合挖掘机、推土机进行，处理后的基底要求平整，无石块、树根等杂物，且无积水、无软土地带，确保桩机在施工过程中不下沉、不倾斜。根据设计文件要求，施工场地之前回填土中夹杂有大量石块，导致管道施工时钢板桩围护、管桩施工、CFG桩等施工困难，故在软基处理前要求对管线沟槽范围（包括工作面）内的回填土进行番挖并清除大于10CM粒径的石块。同时考虑到该地雨季降雨集中，降雨量丰富，介于1700—2200mm之间，年平均降雨为1993.70mm。所以在场地内要合理规划并开挖排水沟等排水措施并储备抽水设备确保施工现场排水。

（二）施工用水、用电、道路及临时设施均已就绪。

（三）现场已设置测量基准线、水准基点，并妥加保护。

（四）现场测量放线定位：根据分区及编号的桩位采用全站仪放样，设好控制桩，定出桩位。桩定位采用20cm左右长的一次性筷子或竹尖，中间夹彩色布条打入地面做标志桩。

（五）CFG桩施工前修整施工便道，保证混凝土运输通畅。

2.2施工顺序

打桩顺序有连打法、间隔跳打法。具体采用何种打法最好由现场试验来确定。连打法易造成邻桩被挤碎或缩颈，在粘性土中易造成地面隆起；跳打法不易发生上述现象；但土层较硬时，在已打桩中间补打新桩，可能造成已打桩被震裂或震断。

在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打，但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7天；在饱和的松散粉土中，如桩距较小，下宜采用隔桩跳打；满堂布桩时，应遵循由“中间向四周”或“一边向一边”的原则。

桩基就位、调平→沉管至设计高程→泵送混合料→边灌注混合料边振动拔管至设计高程→移机。在沉管达到设计标高后需尽快泵送混合料，当沉管内充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料，拔管速度控制在1.2～1.5m/min。施工桩长应根据设计要求、地质情况和钻进变化综合控制，确保桩体穿透软土层进入持力层不小于1.0m。桩体经检查合格后，人工平整场地，开始施工桩顶褥垫层。

3、CFG桩成桩技术措施

3.1桩位放线

按照设计图纸中的控制点放桩位，在每个桩位上采用20cm左右长的一次性筷子或竹尖，中间夹彩色布条打入地面做标志桩，或者在桩位上钉入木棍，便于以后寻找桩位。测放完成后由技术负责人进行校验，确定无误后报监理进行验线。施工前由技术员复测后，才能施工。

3.2钻机就位

钻机就位前，技术人员对桩点进行十字定位，并设定位桩，便于随时检查孔位偏差。根据设计桩长确定机架高度，并在钻机表面做好明显的深度标计；钻机就位后，钻头对准桩中心的误差控制在50mm内，保证钻杆垂直，并在沉孔过程中，随时注意检查钻杆垂直度，及时调整。CFG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%。

3.3沉管钻进

①桩机就位，桩管保持垂直，垂直度偏差不大于1%；

②若采用预制钢筋混凝土桩尖，需埋人地表下300mm左右；

③开始沉管，为避免对邻桩的影响，沉管时间应尽量短；

④记录激振电流变化情况，一般可1m记录一次。

针对不同的土层，机手应采取不同的进尺，遵守桩机操作规程。当遇到大石块无法沉入时，必要时可换成冲击钻钻进。

3.4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。

3.5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，当钻杆芯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1.2～1.5m/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。若施工中因其它原因不能连续灌注，须根据勘察报告和已掌握的施工场地的土质情况，避开饱和砂土、粉土层，不得在这些土层内停机。灌注成桩完成后，用湿粘土盖好桩头，进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。

3.6振捣

CFG桩在砼灌注过程中，主要采用砼自身重力进行振捣。为保证桩身的连续性，在桩身灌注完毕后，使用便携式振捣帮对桩顶以下2.5m范围内的砼进行振动捣固。

3.7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。

3.8截桩

1）第一步清土。在灌压桩施工完毕后立即将多余砼铲除；成桩5天后利用PC60小型挖掘机清理桩周土，拖拉机或自卸汽车外运。施工时严格控制标高，不得超挖。

2）第二步剔桩。在成桩后5天左右剔桩，避免因桩身强度提高较大时剔桩困难。截桩头采用带合金钢锯的截桩机，在桩顶设计标高处沿桩周边切15cm深的切口，共切3刀，刀间距按120布置，以确保桩周边均被切割为宜。采用3根扁口钢钎间隔120，沿径向楔入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用钢钎修平。桩顶标高用水准仪严格控制，桩顶允许偏差0～+20mm。

3）截桩过程中，不得造成桩顶设计标高以下的桩体断裂和扰动桩间土。如果发生断裂，必须及时清除桩头余土，桩顶凿毛后采用同标号的混凝土补齐到相应标高并做好养护。

4、褥垫层铺设与施工

4.1褥垫铺设

褥垫厚度由设计设定，虚铺厚度按下式控制：

式中：

h———褥垫层虚铺厚度；

△H———褥垫层设计厚度、设计厚度；

λ———压实系数，一般取0.87~0.9。

褥垫层虚铺厚度比基础宽度大，其宽出的部分不宜小于褥垫层的厚度。

4.2褥垫层施工

（一）CFG桩检测合格后，除设置钢筋混凝土板地段外，桩顶（或桩帽顶）铺0.3m厚中粗砂垫层并分层压实，含泥量不能大于5%，不含植物残体、垃圾等杂质垫层内夹铺两层双向40KN/m土工格栅，垫层用碎石应由未风化的干净砾石或轧制碎石而成，级配良好，粒径小于2mm的部分不应超过总重的45%，最大粒径不易大于50mm，。

（二）褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面桩间土的含水量较少时，采用动力夯实。

（三）褥垫层内铺设双层土工格栅，先铺设0.1m厚碎石垫层，碾压密实，其上铺设一层土工格栅，再铺设0.2m厚碎石垫层，碾压密实铺设上层土工格栅，填筑其上碎石，碾压密实后施工其上填土。

（四）土工格栅铺设前先按幅宽在铺筑层划出白线，然后用铁钉固定格栅的端部（每米宽用钉8根，均匀距离固定）。

（五）固定好格栅端部后，用铺筑机将格栅缓缓向前拉铺，每铺10m长进行人工拉紧和调直一次，直至一卷格栅铺完，再铺下一卷，操作同前。

（六）铺完一卷后用压路机从起始点向前进方向碾压一遍即可。

（七）以卷长为单位作为铺设的段长，在应铺格栅的段长内铺满以后，再整体检查一次铺筑质量，然后铺筑下一段。下一段铺筑时，格栅与格栅搭接10cm，并用铁钉固定后继续向前进方向铺设第二段。

5、结语

随着我国公路建设的高速发展，地基处理手段也日趋多样化，CFG桩在公路软基处理中具有显著的桩体作用，复合地基承载力提高幅度大、变形小、沉降稳定快、工程造价低等特点，在公路软基处理中具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1]李海勤.CFG桩复合地基高速公路软基处理的研究[D].合肥工业大学硕士学位论文，2007.

[2]李育燕.浅谈长螺旋钻机施工CFG桩工艺及质量控制.甘肃科技.2011

[3]秦勤，等.公路工程特殊地基处理技术［M］.合肥工业大学出版社，2007.

[4]JTGD30-2004，公路路基设计规范.