柯荣利
中交二航局第二工程有限公司 重庆市 400000
摘要：CFG桩可明显提高地基的承载力，减少地基变形，消除不均匀沉降。以某公路工程为例，从准备工作、装机就位、钻进、灌注及拔管、制作及安装钢筋笼、桩帽施工等环节探讨CFG桩在公路地基处理的工艺，对类似工程具有一定参考价值。
关键词：CFG桩；地基；混凝土；钢筋笼；钻孔
CFG 桩即水泥粉煤灰碎石桩由碎石、石屑、粉煤灰，掺适量水泥加水拌和，用各种成桩机制成的具有可变粘结强度的桩型，桩、桩间土和褥垫层形成复合地基[1]。CFG桩应用于公路软土地基的处理中，能明显提高地基承载力，减少地基沉降。以某公路工程为例，探讨CFG桩在公路地基处理的工艺如下。
一、工程概况
某工程复线软土路基段落K2+109-K2+237段，地质从上到下分别为表层耕土→粉质粘土→（含泥）中砂→淤泥质土夹砂→粉质粘土层。地基处理方法为CFG桩复合地基处理，段落长度128m，该区域处理面积8618m2，共计2184根CFG桩，CFG桩桩身强度C20，桩顶设1m×1m的桩帽，CFG桩正方形布置，桩间距2m，桩顶0.5m，平均桩长30.9m，采用长螺旋钻管内泵压施工工艺。
二、施工工艺
1.准备工作
场地准备：拟建工程地貌原为鱼塘，其地势起伏较大，根据+2.7控制场地整平的标高，对低洼鱼塘区域，挖除淤泥后分层填砂并压实直到场地标高；对标高较高的区域，清表开挖外运。
技术准备：按照桩位平面图与主要轴线，采用全站仪放样；开展对施工人员、管理人员的培训及技术交底；进行混凝土配比试验。
施工机械准备：CFG桩施工所使用的机械设备主要包括混凝土输送泵、混凝土搅拌运输车、步履式长螺旋钻孔机、桩头切割机、发电机、装载机、挖机、自卸车及平板振动器。
2.施工流程
使用长螺旋钻机施工，钻机就位后启动马达开始钻进，钻进过程中，吊线对钻杆垂直度进行检查并做好记录，进入持力层记录钻压电流值。到达设计标高，泵压混合料，混合料到孔底后均匀提钻，结合泵入混合料的量来对提钻速度进行控制，确保混合料始终掩埋钻头矛尖。施工流程见图1。
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图1 CFG桩施工流程
3.桩基就位及调平
桩机就位前，全站仪根据CFG桩的里程桩号放试验区域控制桩，经线绳、钢卷尺放CFG桩的桩位，做好标记并用白石灰标识，为装机准确定位提供引导。
桩机就位后，采用布置于钻机塔身四周的垂直标杆检查塔身标杆并进行矫正，从而确保钻杆垂直对准桩位中心。施工每根CFG桩之前，都要检查垂直度，确保桩位对中，合格后才施工[2]。
4.钻进
开钻时先慢后快，由装机自控系统控制钻杆的下降、旋转速度，记录每米实际钻进速度及转速，正钻直到设计标高。每米均记录地质变化与电流变化的关系，记录钻孔深度。钻进过程中，专人清理钻渣，人工清理到已经整平的场地，之后经装载机、挖机集中装车运至制定弃渣场地，以免对环境及施工环境造成污染，影响成桩质量与混合料灌注质量。
施工过程中准确记录电流值及孔深记录，成孔到设计深度，确保桩端进入持力层能满足设计要求，施工时桩顶标高应高于桩顶标高0.3-0.5m，控制桩位偏差不超过50mm，垂直偏差不超过1.5%。
5.灌注及拔管
施工之前，使用水泥砂浆湿润管路。灌注混凝土前对管路是否顺畅、稳固进行检查。
采用商品混凝土灌注，由商品砼站集中生产，经混凝土罐车运输到施工现场后混凝土输送泵泵送浇筑。当钻孔达到设计标高后停止钻进，对成孔质量进行检查，确认无塌孔、缩孔且桩径、桩长、垂直度、桩位等均满足设计要求后泵送混凝土。钻杆芯管充满混凝土后拔管，杜绝先提管后泵料的情况。结合泵送量来控制拔管速度，确保二者匹配，灌注与提钻同步进行，做到连续灌注、均匀提升。灌注过程中，钻头全程埋入混凝土。
结合桩方量、混凝土泵输送能力控制成桩提管速度，要保证后台供料速度与成桩速度协调，以免由于供料过慢造成停机。完成灌注后，使用水泥袋将桩头盖好[3]。
成桩时，桩的投料量不能少于设计量。灌注时，根据泵压次数计算混合料投料量，记录泵压值、混合料坍落度、拔管提升速度、灌注时间及实际灌注量等。当灌注到桩顶部位时，要确保灌注部位超出设计标高0.3-0.5m，从而确保桩顶的标高、桩顶混凝土质量与设计要求符合。
施工期间，每台班制作混凝土试件不少于2组。待钻孔中心的混凝土形成柱状体后，将钻头缓慢提出，控制桩顶标高与地面标高的距离，待灌注到桩顶时才能将钻头提出地面。
6.制作、安放钢筋笼
按照设计图纸进行钢筋笼的制作，采用6根主筋与螺旋筋组成钢筋笼。桩顶桩帽与CFG桩现浇连接桩身上部4m 配筋主筋锚入承台并与桩帽顶面钢筋点焊连接。牢靠焊接主筋与加劲螺旋箍筋，错开钢筋接头位置，控制接头长度区段的钢筋接头数量。控制主筋间距误差不超过10mm；箍筋间距误差不超过20mm；钢筋笼外径不超过10mm；倾斜度不超过0.5%。
安放钢筋笼时，吊车竖直吊起钢筋笼，悬垂到孔上方，之后扶稳旋转，依靠人工及钢筋笼自重下方入孔。当下沉受到较大阻力时，由自带振动器压入，可采用平板振动插入器，将其与底板焊接，底板中间焊接与钢筋笼中心平行的钢管（图2）。垂直起吊后经平板振动插入器的激振力下放钢筋笼。通过该装置可以比较方便地插入钢筋笼到设计深度。完成灌注成桩后，覆盖桩头，设置标志以保护。完成一根CFG桩的成桩后，桩机移动到下一个桩继续施工。
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图2 震动板与钢筋笼的连接示意图
7.检测桩顶标高及承载力
桩身强度为设计强度的70%后开挖、清运桩间土，人工开挖以免对基层土造成扰动。控制开挖深度，禁止超挖。桩头切割机截桩头，要求切口平整，桩身无裂纹，对桩顶标高进行检查。
成桩7d内通过低应变方法对桩身完整性进行检查。成桩28d后于桩长范围内、桩中心处垂直钻孔取芯，检查桩身是否均匀、完整，桩身的上、中、下采样检测抗压强度，要求不低于20MPa。成孔28d后，检验复合地基承载力，要求不低于120KPa；检查单桩承载力，要求不低于320KN。
8.桩帽施工
桩帽施工流程：测量定点、确定标高→人工平整、打夯坑模→清洗CFG桩桩头（直至露出新鲜砼）→模板拼装→钢筋板扎→校正模板→向监理报检→砼浇注→养护→拆模→养护。
测量单个桩帽的顶面高程，标记钢筋上使用红油漆标记桩帽顶面线，拉线确定圆模顶高程，按照这一方法确定四角桩帽顶面高程，拉线确定中间桩帽高程。拍打倒锥形土模，清理桩头表面混凝土，牢固安装模板并进行校准，经监理检验后浇筑混凝土。汽车泵泵送入模，手持式振捣棒振捣，平板振动器收面，人工两次收面搓平。完成混凝土施工后，夏季洒水养护，冬季覆盖土工布洒水养护。混凝土初凝后拆除顶帽模板，继续采用土工布覆盖养护，洒水养护时间不小于7d。
结束语
CFG桩作为基础加固方法，其是高粘结强度桩复合地基典型也是目前比较常用的地基加固方法。CFG桩施工工期短、无泥浆污染、造价低和使用范围广，应用于公路软土地基加固能取得较高工程效益。
参考文献
[1]王二兵,徐良,沈强儒,等. 软土地基条件下的公路工程施工技术研究[J]. 公路工程,2020,45(3):153-156,174.
[2]徐宇,李永奎. 新建铁路下穿宜泸高速公路桥对其桩基变形影响分析[J]. 路基工程,2019(6):108-113.
[3]杜慧慧,赵冬梅,贾小盼. CFG桩网复合地基在深厚软弱地基中的研究与应用[J]. 公路工程,2019,44(1):106-110.