浅析公路软基处理施工中CFG桩的应用

浅析公路软基处理施工中CFG桩的应用

作者：刘志川

来源：《建筑与文化》2013年第01期

【摘 要】软基处理是高速公路施工的一个重要组成部分，而CFG桩作为一种软基处理方式，广泛应用于许多公路的施工，并取得了明显的经济效益和使用效果。本文介绍了CFG桩的特点，适用范围，施工工艺，安全措施，质量控制，以及进行了经济性分析。 【关键词】CFG桩；适用范围；施工工艺；安全措施；质量控制 1. 前言

随着我国经济的发展，公路建设事业取得了巨大的成就，公路交通等基础设施配套不断完善，人们的出行越来越方便，对公路行车的舒适度和安全性提出了更高的要求，但在含水量高，压缩性大，渗透性差、强度低和厚度不均的软土地基修筑高速公路时，若处理不当，会导致路基失稳或沉降达不到预期目的，这严重影响了公路的正常使用。为了解决这些问题，公路施工建设者尝试和使用了多种软基处理方法，CFG桩就是其中一种方法。由于CFG桩施工速度快、污染小，与散体桩相比，CFG桩更容易达到提高地基承载力、减小基础变形的效果，因此得到了迅速的推广，广泛应用于许多公路的软基处理。 2. CFG桩特点及适用范围

CFG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，通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15～C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。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，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。

CFG桩适用于处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土地基，既可用于挤密效果差的土。当CFG用于挤密效果好的土时，承载力的提高既有挤密作用，又有置换作用；当CFG桩用于挤密效果差的土时，承载力的提高只与置换作用有关。CFG桩和其它复合地基的桩型相比，它的置换作用很突出，这是CFG桩的重要特征。

经过分析，虽然CFG桩属高粘结强度桩，但与素砼桩的区别仅在于桩体材料的构成不同，在其受力和变形特性方面没有什么区别。公路CFG桩软土地基处理设计适用于填土高度大于8m，软基土底部埋深大于6m的路段或预制砼桩不适用的路段。 3. CFG桩施工工艺 3.1施工主要设备

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螺旋钻机，混凝土输送泵，搅拌机，发电机，小型挖掘机，钢钎，小推车，自卸车，压路机，推土机，装载机，平地机等。 3.2施工前准备

1）施工场地应保持半整通畅。池塘积水地段先排水，清除淤泥层，并平整压实。 2）复核测量基线及水准点，对CFG桩桩位钻孔进行放线，偏差应符合设计及规范要求。 3）CFG桩选用的水泥、粉煤灰、碎石、石屑、水等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验。

4）长螺旋钻机、混凝土输送泵、混凝土输送管路等设备应经检查、维修，保证浇筑过程顺利进行。检查电源、线路，并做好照明准备工作。

6）配齐所有管理人员和施工人员，并对所有人员进行安全交底。

7）开工前施工方应在监理、业主监督下先进行成桩工艺性试验，试成孔应不少于3～5个，以复核地质资料及设备、工艺、施工顺序是否适宜，确定混凝土坍落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数。 3.3 施工工艺

1）桩机就位后，调整钻杆与地面垂直，并使钻杆对准桩位中心，现场技术人员检查调整桩位偏差及垂直度。CFG桩垂直度允许偏差不大于1.0%，桩位偏差不大于50mm。 2）钻孔开始时，关闭针头阀门，操纵下移钻杆，钻头触及地面时，启动马达，钻孔的速度应先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。

3）钻孔深度在钻杆上应有明确标记，钻孔过程中应做好记录，每钻进1米记录电流表电流一次。

4）钻孔至设计深度后，钻机停钻，并同时开始灌注混合填料，混凝土泵送量应与拔管速度相配合，边灌注边提钻，保持连续灌注，均匀提升，做到钻头始终埋入混凝土内1m左右。 5）CFG桩施工完工28天后，对CFG桩桩身和CFG桩复合地基进行无损检测，检测包括低应变对桩身质量的检测和静载荷试验对承载力的检测，静载荷试验采用单桩或多桩复合地基，根据试验结果评价复合地基承载力。

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6）桩体达到设计强度后，进行桩头凿毛处理。桩头处理完毕后进行垫层铺设，垫层所用材料为级配砂石，最大粒径不超过2㎝. 垫层一般厚度30㎝，松铺后采用静力压实，垫层高度比基础宽度要大，其宽出部分不宜小于垫层的厚度。 4. 安全措施及质量控制 4.1安全措施

1）钻孔作业施工应做好施工防护，防止人或异物坠入。 2）夜间施工应有足够的照明。主要路口设专人指挥车辆。

3）钻机放置平稳，安装钻杆中心线的斜度部小于全长的1%。安装钻杆施工人员上塔必须佩戴安全带。

4）高压泵不得超过压力范围使用，防止高压泵管破裂。

5）钻杆上的土应及时清理干净，防止下坠伤人，施工人员进入工地必须佩戴安全帽。 6）钻机操作人员必须持证上岗，严禁无证人员上机违规操作。操作人员离开操作室时应关闭操作室门。

7）施工区域应设警示标志，严禁非工作人员出入。为保证施工安全，现场应有专人统一指挥。

4.2、质量控制指标。

1）桩的质量应符合设计及JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》，桩长允许差≤10㎝；桩径允许差≤设计值；垂直度允许差≤1.0%。 2）桩位允许偏差：

孔的中心位置（mm）：群桩：100；单排桩：50. 倾斜度：小于1%；

孔深：支承桩：比设计深度超深不小于50mm。

3）CFG桩施工完工28天后，对CFG桩桩身和CFG桩复合地基进行无损检测。桩身完整性要求：抽取不少于总桩数10%的桩进行低应变动力检测。单桩静载试验测定桩的承载力：不少于总桩数的0.5～1%。复合地基承载力试验试验数量为总桩数的0.5%～1%，每个单体工程

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的试验数量不应少于3根。选择试验点时应本着随机分和的原则进行。检测规程依据为：JTG/T F81-01-2004《公路工程基桩动测技术规程》。 5. 经济性分析

5.1、CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，可保证桩问土始终参与工作，与舒张的桩基相比，桩的数量可大太减少，且CFG桩不配筋，桩体利用粉煤灰和石屑做为掺合料，又大太降低了工程造价。在荷载作用下，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。这样，由于桩的作用使处理后的复合地基承载力可大幅度提高．提高系数可高达2倍以上。

5.2、有资料记载，CFG桩长可以从6米到30多米，并可全桩长发挥桩的侧阻力．桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%～75%之问变化。因此复合地基承载力具有很大的可调性，可通过调整桩长、桩距等参数来满足不同的承载力要求。 6. 结论

6.1、CFG桩适用于处理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥质土，既可用于挤密效果好的土，也可用于挤密效果差的土。CFG桩既适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。

6.2、本文从施工工艺、质量控制等方面描述了CFG桩的工程性质特点，经济使用价值。在公路工程软基处理中，推广和合理使用CFG桩，将会产生显著的经济效益和社会效益。 参考文献：

[1]姜蓉，李昌宁. 软土地基CFG桩加固技术[J].交通运输工程学报，2004，（3）：4～7 [2] JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》.人民交通出版社.2011

[3]刘亚军.CFG桩技术在高速公路软基处理中的应用 [J].中国新技术新产品，2010，（10）：77

[4] JTG/T F81-01-2004《公路工程基桩动测技术规程》.人民交通出版社.2004