CFG桩软土路基加固施工实例

师为谱 袁锦浪

(1.中国公路工程咨询集团有限公司武汉特种路桥技术分公司,湖北武汉 430080;2.西安明锦公路工程有限责任公司,陕西西安 710065)

CFG桩软土路基加固施工实例

师为谱1袁锦浪2

(1.中国公路工程咨询集团有限公司武汉特种路桥技术分公司,湖北武汉 430080;2.西安明锦公路工程有限责任公司,陕西西安 710065)

结合工程实例,论述了CFG桩在软土地基加固中的应用,介绍CFG桩设计、施工、施工中容易出现的问题及解决措施以及质量控制,检测结果表明,在合理设计的前提下,严格工艺管理和质量管理,利用CFG 桩加固地基是可行的。

软土地基 CFG 桩 设计施工 桩体检测

CFG桩又称水泥粉煤灰碎石桩，是在素混凝土桩基工艺上发展起来的新型桩体，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成黏结强度较高的桩体，它与桩间土体及褥垫层共同作用，组成CFG桩复合地基[1]。

CFG桩复合地基法吸收了振冲碎石桩法、砂桩法和水泥搅拌桩法的优点，具有以下优点：(1)施工简单；(2)水泥用量少，便于就地取材，能够有效利用工业废渣；(3)成桩质量较水泥搅拌桩受地层影响小[2]。

1 工程地质概况

清远某一级公路软土路基几乎遍布全线，软土最大厚达20m。软土地基主要以淤泥质亚黏土为主，地表有1.0～2.0m的硬层，但多为软黏土，软土层埋深2.0～8.0m，具有含水率大、有机质含量高、抗剪强度低、高压缩等不良特性，地基承载力低，沉降量大。

该公路于2006年大修采用抛石挤淤方式处理软基，但是效果较差，并未有效解决软基问题，导致道路病害严重，于2011年9月对其进行全面大修。大修设计采用CFG桩复合地基方案处理深层软基。通过CFG桩、高压旋喷桩加固软弱地基的桩体作用、挤密作用和褥垫层作用彻底解决深层软基问题。

2 CFG桩设计

2.1 设计目标

地基处理后要求地基承载力特征值大于160kPa，压缩模量Es大于6.5MPa。CFG桩单桩承载力不小于180kPa。

2.2 布桩设计

本次设计布置Φ500mmCFG桩共4874根，理论延米数35976m。其中6m的CFG桩共1374根，理论延米数8284m；7m的CFG桩共794根，理论延米数5618m；8m的CFG桩共2388根，理论延米数18650m；9m的CFG桩共586根，理论延米数5374m；合计37926m，碎石褥垫层共3468m3。

3 工程施工

3.1 材料选用

水泥采用P·O32.5普硅水泥，碎石粒径为20~50mm之间的碎石，砂采用中粗砂。填料中含泥量不大于5%，不含粒径大于60mm的碎石，砂石体积比为3：7。

3.2 施工质量控制要点

(1)CFG桩桩径Φ500mm，有效桩长按区分为6、7、8、9m，正方形布置，间距1.2m×1.2m。CFG桩持力层进入硬塑状态土不少于1.5m。施工时，垂直偏差不应大于1%，桩径误差不得大于20mm；按配合比配制混合料。桩体强度不小于C20。(2)施工桩顶标高高出设计桩顶标高不少于0.5m，桩体连续密实，不得有断桩、缩劲等缺陷。(3)砂石桩桩径Φ 500mm，有效桩长按区域分为4、4.5、5、5.5、6.5、7m，正方形布置，间距1.6m×1.6m。施工时桩位水平偏差不大于0.3倍套管外径，导管垂直偏差不大于1%，桩径误差不得大于25mm，砂石桩施工采用振动沉管沉桩法。(4)CFG桩施工完毕，人工清理桩头后，铺设300mm碎石褥层和桩土共同承担荷载，减少沉降。

4 CFG桩施工中易出现的问题及处理措施

4.1 钻孔问题

因该公路2006年大修采用抛石挤淤方式处理软基，长螺旋钻孔遇到块石层无法进行钻孔，即使钻孔成功，成孔质量也较差，项目部严格复查地勘资料报告，排查设计文件中块石地段的设计缺陷，组织专家讨论审查，采取设计变更，在块石地段采用振动沉管方法进行CFG桩的施工。

4.2 施工顺序问题

对于满堂布桩，无论桩距大小，为防止桩间土向外侧向变形，造成大面积土体隆起，加大了断桩的可能性。施工时，需从中心向外推进的方案进行施工。施工时，现场技术人员、监理需时刻观察地表情况，如发生地表隆起应立刻停止施工，寻找原因。

4.3 混合料串孔问题

采用多台钻机先钻多孔后浇筑混合料的施工方法，当基底存在流变层时，混合料串孔问题就随之出现，对于容易出现串孔的地段采用振动沉管的方法，减慢拔管速度，有效防止混合料串孔问题。

4.4 缩颈、断桩问题

在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，这时若采用连打作业，新打桩对已成桩的作用主要表现为挤压，使被挤桩成不规则形，严重的会产生缩颈、断桩。

选择合适的拔管速度是防止断桩的重要手段。在成桩时如果拔管速度过快，会导致混凝土自重压力对周围淤泥挤压力减少而造成缩颈、断桩。而拔管速度过慢，则会使得桩的端部桩体水泥含量减少，桩顶浮浆过多，而且混凝土产生离析，造成桩身强度不均匀。

4.5 桩头凿除及成桩保护问题

CFG施工结束后，桩顶标高宜控制高出设计桩顶标高不少于0.5m，对桩头进行保护。不应贪图方便，在CFG桩成桩后不久，即使用钩机直接铲除桩头至设计标高，这样的做法极易造成桩身的扰动，特别桩顶部位的扰动，使得成桩质量不佳，承载力有所损失。

要求必须待桩体强度达到设计要求时方可进行桩头凿除。采取在截取桩头前应准确测量桩顶标高，并在纵横向挂线标示桩头水平位置。凿除桩头时严禁单边打眼凿桩头，防止桩头成斜面或破损，截取后的桩头面应是水平面。清理桩间土和截取桩头时，应采取相应的预防措施，防止造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

5 桩体检测

根据JGJ79-2002规范规定，成桩后28d，抽取总桩数的0.6%，进行CFG桩单桩复合地基承载力试验，采取单循环慢速荷载法进行试验。

检测结果：s/d=0.01时，对应压力值均大于地基承载力160kPa的设计要求，满足“沉降量小于3cm”的设计要求。低应变桩基动测试验检测结果表明，桩底反射清晰，桩身完整，为Ⅰ类桩。

6 结语

在软土地基的处理中，采用CFG桩可大幅增强地基承载力，减少地基变形沉降，能较好满足原料场工程设计要求。对于饱和软黏土上变形控制要求不严的工程，可采用砂石桩置换处理方法，也可用CFG桩-砂石桩组合型复合地基。

该公路历时一年时间进行软基处理，通过此次大修，采用可靠的软基处理设计(CFG桩)，先进的施工手段，严格的质量控制方法取得了软基处理问题的成功，保证了整个项目的顺利进展及路面工程质量，同时积累了丰富可行的软基处理及质量控制经验，可供其他工程参考借鉴。

[1]郑俊杰,张建平.CFG桩与石灰桩联合处理不均匀地基[J].施工技术,2000(9)：31-32.

[2]高峰.CFG桩软土地基应用与分析[J].山西建筑,2008,34(36)：99-100.

师为谱,男,中国公路工程咨询集团有限公司武汉特种路桥技术分公司,专业：公路与城市道路工程。