学文网摘要：本文介绍了CFG桩的优越性和施工技术要点，对采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺以及工艺流程进行说明。
关键词：对比优越性流程
Abstract: this paper introduces the advantages and CFG pile construction techniques, the spiral of long drilling, tube the pump pressure mixture into piles with technology and process specification.
Key words: comparative advantages process
中***分类号： U443.15+4文献标识码：A 文章编号：
定义：
CFG桩是英文Cement Fly-ash Grave的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水伴和，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C5-C25只见变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。
一、CFG桩的加固原理
CFG桩加固软弱地基主要有两种作用：桩体作用和挤密作用。
CFG桩是具有一定粘结强度的桩，在外荷载作用下，桩身不会向碎石桩那样出现鼓涨破坏，并可全桩长发挥侧摩阻力，桩落在好土层上具有明显的端承力，桩承受的荷载通过桩周的摩阻力和桩端阻力传到深层地基中，其复合地基承载力可大幅提高。CFG桩介于碎石桩和钢筋混凝土桩之间。与碎石桩相比，CFG桩桩身具有一定的刚度，不属于散体材料桩。与钢筋混凝土桩相比，桩体强度和刚度比一般混凝土桩小得多。这样有利于充分发挥桩体材料的潜力，降低地基处理费用。CFG桩常采用地方材料，因地制宜配制低强度混凝土
1)、桩体的排水作用
CFG桩在处理饱和粉土和砂土地基的施工中，由于成桩过程中的震动作用（螺旋转成孔有震动作用），会使土体内产生较大的超静孔隙水压力。刚刚施工完的CFG桩将是一个良好的排水通道，特别是在较好透水层上面还有透水性差的土层覆盖时，这种排水作用更加明显，孔隙水沿着刚完工的桩体向上排出，直至CFG桩体结硬为止。这种排水过程可延续几小时。这样的排水现象不会影响桩体的强度，反而对减小因孔压消散太慢引起地面隆起和增加桩间土的密实度大为有利。
2)、震动挤密作用
CFG桩施工利用螺旋转动法施工，由于其震动作用，将会对桩间土产生扰动和挤密，特别是对高灵度土，会使其结构强度丧失，强度降低。成桩结束后，随着恢复期的增长，结构强度逐渐恢复，新的结构强度的形成，桩间土的承载力有所提高。
当桩体强度大于某一数值时，提高桩体标号对复合地基承载力没有影响。因此复合地基设计时，不必把桩体标号取得很高，一般取桩顶应力的3倍即可，这是由复合地基的受力特性决定的。
需要特别指出的是，复合地基承载力不是天然承载力和单桩承载力的简单叠加，需要对下面一些因素予以考虑：
1、施工时是否对桩间土产生扰动或挤密，桩间土的承载力在加固后与加固前比较是否有降低或提高。
2、桩对桩间土有约束作用，使土的变形减小，在垂直方向上荷载水平不太大时，对土起阻碍变形的作用，使土沉降减小，荷载水平高时起增大变形的作用。
3、复合地基中的桩呈加工硬化型，比自由单桩的承载力要高。
4、桩与桩间土承载力的发挥都与变形有关，变形小，桩与桩间土承载力的发挥都不充分。
5、复合地基桩间土承载力的发挥与褥垫层厚度有关。
考虑上述因素，结合工程实践经验的总结，CFG桩复合地基承载力可用下面公式进行估算。
二、施工工艺
工艺流程
钻机就位----钻孔至设计标高----泵送CFG桩混合料----边送料边提拔钻杆---成桩---钻机移位。
清弃土凿桩头---CFG桩复合地基检测----验桩----褥垫层施工及验收---CFG桩复合地及验收
CFG桩检测----单桩静载试验、小应变检测、复合地基承载力试验
（一）施工准备及过程
1、桩机进入现场，根据设计桩长、钻孔深度确定机架高度和钻竿长度，并进行设备组装。
2、桩及就位，调整钻竿与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。
3、启动马达钻进至预定标高，停机。
4、钻进过程中做好记录，每钻进1m记录电流表的电流一次，并对土层变化予以说明。
5、停机后立即向混凝土输送泵内投料，直到混合料与进料口齐平。开始提钻并开始泵料，切记不可先泵料后提钻这样容易造成堵管，也不可提钻过高再泵料，这样容易造成桩尖部松散影响承载力
6、施工过程中，应随时做好施工记录。
7、在成桩过程中，随时观察地面升降和桩顶的上升。
（二）长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工控制要点：
1、基础埋深较大时，宜在基坑开挖后的工作面上施工，工作面宜高出有效桩顶标高300～500mm，工作面为卵石和粗砂取小值，工作面土较软时应采取相应施工措施（铺碎石、垫钢板等），保证桩机正常施工。基坑较浅在地表打桩或部分开挖打桩空孔较长时，应加大保护桩长，并严格控制桩位偏差和垂直度；
2、软土地基中施工宜通过掺加减水剂、泵送剂制备泵送性能好塌落度较低的混合料，以防止桩体自身塌落发生断桩、或充盈系数过大。
3、桩体配比碎石最大粒径不宜大于25mm，粉煤灰选用Ⅱ级或Ⅲ级细灰，每立方米混合料掺量70～90kg为宜；
4、桩端为饱和粉土、砂土和卵石层时，应选用下开式钻头，以防止钻头活门打不开、桩端有虚土不能发挥土的端阻；
5、严禁先提钻后灌料；
6、桩径500mm时提钻速度宜为2.0~3.5m/min,桩径增大钻头活门断面应相应增大，若桩径增大而钻头活门断面不变时应相应降低提钻速度；
7、夹有松散饱和粉土、粉细砂的土层，成孔时在剪切荷载作用下，土体液化，导致刚打完处于流动状态桩的桩周土丧失对桩的侧向约束能力，桩体侧向膨出、桩顶下沉，产生窜孔，液化区域连成片甚至导致基坑失稳或周边建筑物倾斜开裂、道路破坏（在这类地基上施工应采取如下措施：
（1）降饱和粉土、粉细砂中的水；
（2）采用小叶片螺旋钻杆成孔，减少剪切能积累并对桩间土具有挤密作用；
（3）合理设计施打顺序和控制日成桩数量，避免在某个区域产生成片的液化区，也可采用跳打等方法减少剪切能量的积累；
（4）快速钻进，减少剪切能量在可液化土层上的积累；
（5）选用下开式钻头，防止阀门打不开在同一桩位多次复钻；
（6）混合料尽量采用较小的塌落度；
（7）把施工因素作为基坑支护的设计条件；
（8）设计宜采用大桩距大桩长。
注：当上述措施仍无效时，可采用泥浆护壁钻孔灌注成桩工艺。
（三）清土、剔桩头防断桩和防扰动桩间土措施
1、打桩弃土和预留保护土层可采用人工清除、或机械人工联合清除方案。当采用机械人工联合清除方案时：
（1）对基坑开挖后打桩的场地，采用人工截桩、小型挖掘机配合人工清土，具体方法如下：
（a）成桩后混合料结硬前人工将有效桩顶标高200mm以上的桩体挖除，用水准仪严格控制挖除后的桩顶标高；
（b）全部桩施工完后，挖掘机自垫路进入现场清除现桩顶标高以上的土：
（c）人工清除余土至有效桩顶标高。
（2）在地表打桩后再进行基坑开挖的场地，由现场试挖确定预留人工开挖深度，以保证桩的断裂部位高于有效桩顶标高以上。
2、截桩头宜用无齿锯在有效桩顶标高处切深10cm左右的圆环，再用两钢钎相对同时敲击断桩，严禁用大锤直接敲打桩头。
3、清土、截桩头后禁止能对桩间土产生扰动的施工设备（如轮胎式运土车等）在施工场地内通行，防止产生“橡皮土”。
（四）施工监测
信息施工能及时发现施工过程中的问题，可以使施工人员有根据地把握施工工艺的决策，对保证施工质量是至关重要的。
施工过程中，特别是施工初期应作如下一些观测：
1、施工现场标高观测
施工前要测量场地的标高，注意测点应有足够的数量和代表性。
打桩过程中随时测量地面是否发生隆起，因为断桩常常和地面隆起相联系。
2、桩顶标高的观测
施工过程中注意已完成桩桩顶标高的变化，特别要注意观测桩距最小部位的桩。如发现附近桩头隆起或者急剧下降则很有可能是串孔所造成。
3、对桩顶上升或桩顶下降量较大的桩，或怀疑发生质量事故的桩应开挖查看，或采取重新钻孔处理。
（五）施工验收
桩的施工允许差应满足下列条件：
1、桩长允许差。
2、桩径不得小于设计值。
3、垂直度允许差1%。
4、桩位允许差：cm
三、施工中存在的问题及处理措施
（一）缩径和断桩
在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，当采用连打新打桩对已打桩的作用主要表现为挤压，即，使得已打桩被挤扁成椭圆形或不规则型，严重的产生缩颈和断桩。
在上部有较硬的土层或中间夹有硬土层中成桩，桩机的振动力较大，对已打桩的影响主要为振动破坏，故一般采取隔桩跳打工艺
（二）桩体强度不均匀
桩机卷扬系统提升钻杆速度太快时，可能导致缩颈断桩。拔管太慢，使得桩的端部桩体水泥含量较少，桩顶浮浆过多，而且混合料也容易离析，造成桩身强度不均匀。
在施工过程中，要严格控制拔管速度在2.0～3.5m/min，并始终保持速度均匀一致，并很好地控制提管和泵料的时间差。
四、超方控制
施工中钻进速度控制不均匀，施工时前段钻进速度过快，造成钻杆摇摆幅度过大，孔径加大造成超方。施工过程中对每根桩施打前的垂直度校正不认真，倾斜度过大，施工机械操作手，质量意识不强，操作随意性较大，提钻和泵料不同步。
五、施工工艺的优越性
这种成桩方法在施工时，首先用长螺旋钻孔到达设计的预定深度，然后提升钻杆，同时用高压泵将桩体混合料通过高压管路的长螺旋钻杆的内管压到孔内成桩。这一工艺具有低噪音、无泥浆污染的优点，是一种很有发展前途的施工方法。
参考文献：
闫明礼,张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践.中国水利水电出版社，2000.
客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准
客运专线铁路路基工程施工技术指南
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