CFG桩复合地基施工工法

CFG桩复合地基施工工法

1. 适用范围

CFG桩复合地基处理技术应用广泛，适用于处理淤泥质黏土、软土及承载力在200kPa左右的较密实性土。

2. 工艺原理

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。

3. 施工方法及操作要点

CFG桩的施工方法按施工设备的不同主要有振动沉管和长螺旋钻管内泵压两种工艺。

3.1 振动沉管CFG桩施工工艺

3.1.1 施工设备

施工设备为振动沉管机，分为DZ、DZKS、DZJ系列。其中DZ系列为普通垂头；DZKS系列又名中空锤，除具有普通DZ系列的功能外，中间有Φ500mm的通孔，可以配合重锤或内夯管进行夯扩桩施工；DZJ系列可通过液压遥控调整偏心力矩，可在运转条件下，实现偏心力矩的调整。

3.1.2 施工程序

（1）施工准备

施工前应具备下列资料和条件：

建筑物场地工程地质勘察报告。

CFG桩布桩图。图应注明桩位编号以及设计说明和施工说明。

建筑场地邻近的高压电缆、地下管线、地下构筑物及障碍物等调查资料。

建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料。

具备“三通一平”条件。

施工技术措施包括以下内容：

确定施工机具和配套设备。

材料供应计划。标明所用材料的规格、技术要求和数量。

试成孔应不少于两个，以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜，核定选用

的技术参数。

按施工平面图放好桩位，若采用钢筋混凝土预制桩尖，需埋入地表以下30c m左右。

确定施打顺序。

复核测量基线、水准点及桩位、CFG桩的轴线定位点，检查施工现场所设的水准点是否会受施工影响。

振动沉管机沉管表面应有明显的进尺标记，并以米为单位。

3.1.3 CFG桩施工

桩机进入现场，根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装。

桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。

启动马达沉管到预定标高，停机。

沉管过程中做好记录，每沉1m记录电流表上的电流一次。并对土层变化处予以说明。

停机后立即向管内投料，直到混合料与进料口齐平。混合料按设计配比经搅拌机加水拌合，拌合时间不得少于1min，如粉煤灰用量较多，搅拌时间还要适当放长。加水量按坍落度3~5cm控制，成桩后浮浆厚度以不超过20cm为宜。

启动马达，留振5~10s，开始拔管，拔管速率一般以1.2~1.5m/min（拔管速度为线速度，不是平均速度），如遇淤泥或淤泥质土，须在拔管过程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求。成桩后桩顶标高还应考虑计入保护桩长。

沉管拔出地面，确认成桩符合设计要求后，用粒状材料或湿粘性土封顶。然后移机进行下一根桩的施工。

施工过程中，抽样做混合料试块，一般一个台班做一组（3块），并测定28d 抗压强度。

3.1.4 施工中常见的几个问题

（1）施工扰动土的强度降低

振动沉管成桩工艺与土的性质具有密切关系，土的密实度对土的挤密性影响很大。密实的砂土或粉土会振松，松散的砂土或粉土可振密。

（2）缩颈和断桩

在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，当采用连打作业时，新打桩对已打桩的作用主要表现为挤压，即使得已打桩被挤成椭圆形或不规则形，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的土层中成桩，桩机的振动力较大，对已打桩的影响主要表现为振动破坏。采用隔桩跳打工艺，若已打桩结硬强度又不太高，在中间补打新桩时，已打桩有时被振裂。

（3）桩体强度不均匀

桩机卷扬系统提升沉管线速度太快时，为控制平均速度，一般采用提升一段距离，停下留振一段时间，非留振时，速度太快可能导致缩颈断桩。拔管太慢或留振时间过长，都会使得桩的端部桩体水泥含量较少，桩顶浮浆过多，而且混合料也容易产生离析，造成桩身强度不均匀。

（4）桩料与土的混合

当采用活瓣桩靴成桩时，可能出现的问题是桩靴开口打开的宽度不够，混合料下落不充分，造成桩端与土接触不密实或桩端一段桩径较小。

若采用反插办法，由于桩管垂直度很难保证，反插容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土等缺陷。

3.2 长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺

3.2.1 施工设备

长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式搅拌机组成的完整的施工体系。其中长螺旋钻机是该工艺设备的核心部分。

3.2.2 施工准备

（1）材料

CFG桩原材料包括砂、石、水泥、粉煤灰和外加剂，在进场前需确定原材料的种类、品质，并将原材料送至试验室进行化验和做混合料配合比试验。

水泥：施工中多采用袋装42.5号普通硅酸盐水泥；

卵石或碎石：粒径多采用8~25mm；

砂：含泥量小于5%；

粉煤灰：Ⅱ级、Ⅲ级粉煤灰；

泵送剂。

（2）施工现场

施工前场地的降水、开挖、水、电等需满足CFG桩施工要求。

①降水

CFG桩施工要求地下水位应降至基底标高下0.5~1m，确定降水深度时还应考虑集水坑等的深度。

②基坑开挖

当CFG桩在基坑内施工时，基坑开挖需满足下列要求：

A、开挖深度

开挖深度应根据基底设计标高和保护土层厚度确定。开挖时，要求工作面平整，严禁超挖。

B、开挖范围

开挖范围需考虑CFG桩边桩和角桩施工时的工作面，工作面的确定取决于机身尺寸和工作特性。另外还需根据场地料场和搅拌机的布置情况，在基坑内预留混凝土泵的位置。

C、坡道

为方便施工机械进出坑底作业面，需在基坑适当的位置开挖一段坡道。坡道宽度、弯度和坡度需保证施工机械顺利进出基坑。坡道表面需做适当硬化处理。

③施工道路及料场

通往坡道、料场的道路及料场的表面需做适当硬化处理，保证施工时道路平整、通畅。

④施工用水、电

施工时需保证混合料搅拌的用水量，要求所用的水对CFG桩混合料没有腐蚀性。

施工用电根据施工工艺所采用的设备用电的总容量确定。

⑤施放桩位

在CFG桩施工前应根据设计图纸，确定建筑物的控制轴线，并将CFG桩的准确位置施放到CFG桩作业面上。施放的桩位应明显、易找、不易被破坏。

（3）施工资料

施工前应准备下列资料：