CFG桩技术在公路软土路基处理中的应用

周滨

摘要：CFG桩是由碎石料、石料屑、粉煤灰加入一定比例的水泥和水混合而形成的半刚性桩体。在公路施工过程当中CFG桩技术运用较为广泛，本文主要介绍CFG桩技术在公路软土路基处理中的应用，主要内容包括CFG 桩对地基的加固、相关施工工艺流程、施工过程中应注意事项。并结合具体实例全面分析CFG桩技术研究和发展水平。

关键字：CFG桩；公路；软土路基

中图分类号：TU471.8

前言：CFG 桩又称水泥粉煤灰碎石桩，我们使用CFG 桩称呼其实是水泥粉煤灰碎石桩的一个简称。CFG 桩主要碎石料、粉煤灰、水泥和水为主要材料构成，在结构上它是一个复合桩体，具有很高粘结强度。在CFG 桩的构成要素中，碎石料是CFG桩的骨架，石料屑是用来填充碎石料之间的空隙，增加桩体的饱和度和强度。粉煤灰主要起到加强桩体的粘结度的作用。CFG 桩附近是由和碎石料或石料屑构成的人工桩土，它与CFG桩共同形成一种高强度的复合地基。这种地基主要用于软土层较厚、非饱和粘性土或砂土的地段，在这种情况下使用CFG桩技术可以增加软土路基的密度，防止砂土在自然条件的影响下所引起的流失，提高路基土强度，减少由于地质原因而引起的路基沉降，保障公路的正常运行。

一、CFG 桩对地基的加固技术

1、置换作用

CFG 桩复合地基由CFG 桩和桩间土构成。就特性而言，CFG 桩复合地基中的桩间土泊松比自然土的泊松要小的多，而在强度和加固程度上CFG 桩又大大高于桩间土，所以在日常的公路施工过程当中，CFG 桩承担的负荷要比桩间土大很多，所以为了提高CFG 桩复合地基的作用程度，在施工中可以采取相对应的置换措施。

2、挤密加固作用

CFG 桩复合地基在制作成型的过程中，一般是将相关组合材料进行振动挤压，加强桩间土密度，但是振动挤压的施工过程中，CFG桩的侧摩阻力也会大幅度提高，这时CFG 桩可以有效地将摩阻力传递到土地深处，增加了CFG 桩对地基的加固作用。从而保证了桩体的稳定。

3、 CFG 桩体作用

主要承担由复合地基各个方向传来的作用力，加强地基强度，并且有良好的排水通道，从而加速地基排水固结。

二、CFG 桩施工工艺

CFG 桩具体施工流程主要包括以下几个方面：

第一步、对现场进行考查处理；第二步、在现场进行数据收集，并测量放线；第三步、选择合适的位置确定定桩位；第四步、现场施工，开机进钻；第五步、沉管至设计深度；第六步对桩体浇灌混凝土；第七步、振动拔动沉管；第八步、CFG 桩成型；第九步、移位。从以上CFG 桩施工过程的九个步骤中，有以下几点值得注意。

1、施工放样

对工地考查完毕后就要根据设计要求进行放样，在放样中首先要选择合适的地点，这个地点对地理位置要求较高，包括排水通畅、地表干燥平整等要求。在具体CFG试桩施工放样中可以采用隔桩跳打，逐排施工的方式进行。

2、沉管

在沉管的施工前期首先要确保桩机的就位和正常运行，在装机的施工地面必须平整、稳固，待桩机就位后，应保证沉管与地面施工角度为九十度，施工过程中角度误差程度不能大于百分之一，在以上工作准备就绪后经过指定程序检查才能沉管。在沉管的施工过程中不应该从外向内逐步施工，而应该是从中心向外不断推进施工，或从一个方向向另一方向不断推进施工。

3、投料

在投料这一环节中对材料要求较高，其中投料充盈率必须在一点二以上，混凝土当中的各种材料的比例也要经过实验可行后方可进行配料。碎石料质量纯度必须在百分之九十五以上，杂质含量应低于百分之五。在材料的混合过程当中，必须保证材料搅拌的均匀，搅拌的时间应控制在两分钟左右

4、拔管

当沉管放置到规定的深度，并且在投料口混凝土与钢管对齐以后，要求沉管在放置处振动五至十秒才能拔管，对拔管速率必须严格控制好。如果拔管速度过快可能会导致桩颈偏小或缩颈断桩，而拔管速度太慢就会导致水泥浆内部分布不均匀，在桩顶水泥浆过多，造成浮浆现象，导致桩身强度质量较差或者是混合材料没有很好结合的问题。所以在施工的过程当中，要严格把握好拔管速度。一般来说，拔管速度应该控制在一点二到一点五米每分钟。

5、保护桩

在日常施工过程中，对保护桩的长度有一定的限制和要求，一般是在五十厘米左右。但在实际的工程中由于现场情况变化较大，可根据现场情况调整保护桩的长度。为防止缩颈、断桩及桩身强度不均等现象的发生，CFG桩在沉管时间的把握上应是越短越好，拔管速度控制在一点二到一点五米每分钟的基础上，不能够进行反复插管。在施工过程中要注意地面隆起变化和浮浆的控制，如果在施工过程当中发生断桩，则要求立即对断桩旁边地带进行补打，确保桩体具体承载力。从而保证桩体安全稳定运行。

三、CFG桩技术在具体工程当中的运用

1、工程项目概况

xx市xx至xx高速公路是xx市规划的七条快速出口公路之一，起于白马互通，终点在xx市xx镇新桥村。本软基处理段设计施工里程为K15+228～K16+230，实际处理长度954米。处理段填土高度2.7～5.4米。桩身设计强度等级为C10，主要材料为水泥、砂、碎石、粉煤灰，桩直径0.4米，桩间距1.4米、1.6米两种，桩长15～24米，累计长度396977米，总计19355根，桩顶设计有0.5米中粗砂（砾）垫层。

2、工程地质情况

本软基处理段地貌单元多属于丘陵、坡岗地、湖泊相间地貌，路线走廊带沿途地形起伏较大，植被较发育。地面标高一般在18.0～25.0之间。由淤泥质粘土、淤泥、粘土、淤泥质亚粘土、亚粘土构成

3、CFG桩法在高速公路软土处理中的应用

基于该工程的自然情况特点，该段软土路基处理可采用CFG桩法。它是施工过程为

（1）、施工测量。在开工前先进行施工测量，包括导线、中线及高程的复测，水准点的复测与增设，测量与绘制横断面。导线点、水准点及增设的点均埋设砼桩。

（2）、场地的清理。进场后进行用地范围的测量，清楚施工用地范围内的有碍施工的设施，为施工提供方便。对于地上、地下的各种管线要按设计要求在其所有者的指导下进行改移等处理，并在施工中注意保护。

（3）、施工配合比准备

混凝土配合比根据设计要求，再进行室内适配，待强度满足施工要求后，再进入现场试桩施工。

（4）、机械准备

机械设备：采用VD-85走管式沉管桩机；配以相应地搅拌和发电设备

（5）、试验检测

CFG桩施工完毕后，待桩经过一段时间（一般3-7天）桩体得到强化后可进行开槽。土方开挖时不可对设计桩顶标高以下的桩体产生损害，尽量避免在施工的过程中促动桩间土。剔除桩头时先找出桩顶标高位置，用钢钎等工具沿桩周向桩心逐次剔除多余的桩头，直到设计桩顶标高，并把桩顶找平，不可用重锤或重物横向击打桩体，桩头剔至设计标高处，桩顶表面不可出现斜平面。如果在基槽开挖和剔除桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，必须采取补救措施，可用C20豆石混凝土接桩至设计桩顶标高，接桩过程中保护好桩间土。主要检测过程包括：确定试验总体布置、选择试验方法（加载方法和读数方法）、实验结果分析三部构成。

四、结论

经过实践证明CFG桩技术是一种方便、高效、快捷的处理公路软土基的应用技术，在具体施工过程中对CFG桩技术要求不高，不需要运用一些专业性的设施设备，而且操作程序经过相关实践后很容易掌握。另外CFG桩能够将外界作用力，转移到较深的地底深处，这样就在一定程度上加固了软土地基，减少由于软土松散的性能而导致的施工后路基的下降，提高软土有效承载力。由于CFG桩体的加固作用，地基抗剪强度增强，这就大大提高地基的稳定性从而加快道路施工进度并缩短工期。从以上的分析我们可以看出CFG桩技术在公路施工过程中运用可以带来良好的社会效益和经济效益，在以后的道路工程中会有更广泛的用途。

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