CFG桩施工技术及施工质量问题控制措施

孟祥科 余海

摘 要：CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩），采用机械成孔后，将石屑、碎石、砂、粉煤灰掺少量的水泥，加水搅拌形成的一种密实桩体。它具有可用性强、施工便捷、工程造价低廉等特点，目前已经广泛应用于各行业地基处理领域。本文介绍了水泥粉煤灰搅拌桩的施工工艺及技术特点，对常见质量问题的成因进行分析，并针对性地提出预防措施。对于在不同地区、不同场地地层条件下，保证CFG桩施工质量达到要求具有借鉴价值。

关键词：CFG桩 复合地基 施工技术 质量控制措施

中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）04（c）-0077-02

CFG（C-Cement，F-Flyash，G-Gravel）桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，最早由中国建筑科学研究院于20世纪80年代提出，在碎石桩的基础上开发的一种新型刚性桩体，构成桩体的主要材料包括石屑、砂、粉煤灰、水泥，加水搅拌后形成密实的桩体。桩体与桩间土体共同作用，构成复合地基，共同承担上部荷载。加固处理后，地基承载力可达到200kPa以上。由于CFG桩体材料主要为粉煤灰（工业废料）、无需设置钢筋笼，并能与桩间土共同作用充分发挥地基土承载能力，工程造价不到钢筋砼桩基的一半，具有施工速度快、质量容易控制等特点。

CFG桩适用于加固粘性土、粉土、砂土及素填土（已完成固结）等，对于塑性指数较高的饱和软黏土地基要慎用。CFG桩桩长应根据场地地质条件、承载力要求确定，一半情况不超过25m；桩中心距一般为桩径的3～5倍（通常取350～600mm）；褥垫层厚度一般为150～300mm。

1 CFG桩成孔施工工艺

CFG桩的施工可根据设计结合现场地质情况及周边环境情况选择长螺旋钻杆成孔灌注成桩，长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩，振动沉管灌注成桩，泥浆护壁钻孔灌注成桩等适宜的方法施工[1-2]。上述施工方法具有各自的特点，适用于不同的地层。

1.1 长螺旋钻杆成孔灌注成桩

长螺旋钻杆成孔灌注成桩工艺适用于黏性土、粉土、素填土、稍密及密实的砂土，粒径不大的砾砂层。施工时由电动机提供动力，钻杆底部的螺旋叶片不停旋转使得土层被切割，切下的土屑通过旋转的叶片被提升到地表从而排除孔外。成孔过程中不需进行护壁，施工时无噪声污染，对环境影响较小，施工速度快。长螺旋钻孔灌注成桩要避免地基加固范围内有地下水影响，防止成孔时出现塌孔现象。

1.2 长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩

长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺适用于黏性、粉土、砂土，厚度不超过5m的卵石层（卵石含量≤30%），以及需要嚴格控制噪声、环境保护要求高的场地。施工设备主要由长螺旋钻机、混凝土泵和混凝土搅拌机三部分组成，是我国近期大量使用的一种新工法，其属于非挤土成桩工艺。具有钻进速度快、无噪声污染、无环境污染等诸多优势，对场地周边建筑和环境影响较小。

1.3 振动沉管灌注成桩

振动沉管灌注成桩适用于淤泥质土、黏性土、粉土、素填土、1～2m粉细砂地层，不宜在中粗砂较厚的砂层及厚层的硬塑、坚硬黏性土、厚层卵石土层中采用。成桩工艺是通过振动方法将桩管沉入地层中成孔，然后人工或机械将混合料由桩管内部灌注成桩。它具有无污染绿色环保、工程造价低、施工快捷的特点。

1.4 泥浆护壁钻孔灌注成桩

泥浆护壁钻孔灌注CFG成桩工艺是指在桩孔成孔时利用泥浆护壁，通过正、反循环由泥浆把渣土带到孔外，然后下入导管通过导管把混合料灌入孔内的成桩工艺。适用于砂土层、粒径较小的卵石土层、黏土层等能通过泥浆护壁成孔的地层，不宜在厚层的粉细砂、卵石20～30cm含量50%以上的地层使用，该成桩工艺适用于对环境污染要求较低而对噪声污染控制严格的场地。

2 CFG施工过程中常见质量问题

CFG桩在施工过程中，由于施工工艺不同及地质条件不同，可能会出现各种质量问题。常见的施工质量问题主要包括：桩成孔倾斜、孔底虚土较厚、灌料堵管、窜孔、断桩、桩头浮浆较厚等。

2.1 桩斜孔、孔底虚土

CFG桩在成孔的过程中可能会发生成孔倾斜从而导致桩的倾斜的情况。导致斜孔出现的主要原因是由于钻机安放不稳或者钻机钻杆的垂直度不够，孔底虚土是由于孔底为砂土层或砂层，虚土为稀砂土状，在钻杆提升时不跟随钻杆提出地面而留在孔底形成虚土。

2.2 灌料堵管

CFG桩发生堵管的主要原因如下。

（1）混合料注浆管路密封性能不好，造成导管进水或混凝土中的水分流失出去，造成混凝土的离析，砂石分离造成搭桥而堵管。

（2）管道在使用前未清洗干净。

（3）混凝土供应不及时。

2.3 窜孔

窜孔现象易发生回填较厚较短的地层和易液化的饱和粉土、粉细砂层中。

2.4 断桩

发生断桩的主要原因：

（1）在混合料灌注时发生堵管，经处理后继续灌注而未与前期的混合料连接上而造成断桩。

（2）地质条件原因，地下水丰富易产生断桩。

（3）混合料灌注时拔管速度快造成拔出下部混合料料面。

（4）在清理桩间土时，挖掘机碰撞转身造成上部断桩。

3 CFG桩的质量检验

3.1 施工检验记录

在成桩施工时要记录好施工班报表及灌注记录表，要详细记录桩号、成孔时间、成孔深度、桩径、成孔倾斜度、混合料灌注时间、灌注量、成桩桩顶标高、充盈系数都必须详细记录。混合料的按规范进行试块取样待养护期满后送实验室检测。

3.2 复合地基质量检验

CFG桩的质量检验采用单桩低应变检测以检测桩身完整性。承载力检测采用复合地基静载荷试验。试验数量严格按国家有关规范执行。

4 结语

CFG桩复合地基技术在铁路路基、高层建筑地基处理等领域应用较为广泛，了解 CFG桩施工工艺及施工技术的特点，掌握 CFG桩施工中的常见质量问题及预防措施，对于保证 CFG桩的成桩质量有着重大的意义。

参考文献

[1] 程宏生.CFG桩复合地基设计理论与应用[D].中南大学，2010.

[2] 刘利民.谈CFG桩施工工艺及常见问题处理[J].山西建筑，2012，38（34）：71-73.

[3] 李明生.CFG桩长螺旋钻机施工工艺及质量安全控制[J].四川建材，2011，37（6）：150-151.