王龙1陈玉国1何明2
1.河北建设勘察研究院有限公司河北石家庄050031
2.河北地矿局第四地质大队河北承德067000
【摘要】基础是建筑物的根本，施工质量是关系到建筑结构安全的关键，特别是在一些不良地质情况下，更要确保基础的施工质量满足要求，才能确保上面结构物的安全。本文主要结合工程实际，对水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩）的施工方法和施工工艺、质量控制做了简要分析。
【关键词】CFG桩，施工工艺，质量控制
在软弱地基的处理方式中，我们常用的方法主要有换填垫层法、强夯法、预压法和强夯置换法、水泥粉煤灰碎石桩法、砂石桩法、夯实水泥土桩法等地基处理方法。水泥粉煤灰碎石桩法（CFG桩）是软土地基处理中常见的一种施工方法。CFG桩施工工艺有以下几种：包括长螺旋钻孔管内泵压砼成桩、振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔灌注成桩。
一、工程概况
在某工程中，表层为填砂，含表层素填土，厚度为5.0～7.80m；第二层为淤泥质土，局部分布，厚度0.60～1.20m；第三层含泥中粗砂，厚度3.20～6.00m；第四层全风化花岗岩，厚度220～6.10m；第五层砂粒状强风化花岗岩，厚度5.80～13.50m。根据以上的地质资料和地质勘测报告得出，该场地分布较厚的填砂土层，而且场内大部分地段存在软流塑淤泥质土层，抗震不利，而且地下水对混凝土结构有弱腐蚀。因此经过多方验证，采用CFG桩复合地基进行地基加固是最有效的方法。既避免了地下水对混凝土和混凝土内钢筋的腐蚀性，又保证复合地基的承载力要求，并可确保地基处理后地面不出现沉降。
二、施工工艺的选择
CFG桩施工工艺有以下几种：包括长螺旋钻孔管内泵压砼成桩、振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔灌注成桩。本工程采用振动沉管灌注成桩的施工工艺。CFG桩复合地基设计桩身混合料强度为C25，桩直径为400mm，桩端持力层为圆砾层或残积土层，采用钢制活瓣桩尖。CFG桩单桩承载力特征值为450kN，复合地基承载力特征值为380kPa，桩间土承载力特征值为100kPa。CFG桩顶与基础间的褥垫层厚300mm，采用级配砂石，砂石比各为50%(体积比)，拌合后回填夯实。
三、振动沉管灌注成桩施工工艺
1施工工艺流程
振动沉管灌注成桩施工工艺流程如下，首选将桩基就位，沉管至设计标高、停机，将运送到现场的已经拌合好的CFG混合料投入到沉管中，启动马达拔管，本基施工完后移机到下一处。
2施工工艺优点
振动法施工过程中的沉管和拔管的振动作用可使桩间土孔隙比减小、密实度增加，提高桩间土的强度和模量；施工操作简便、施工费用较低、对桩间土的挤密效应显著，可应用于挤密效果好的土和可液化土的地基加固工程；使用该工艺施工的CFG桩复合地基可以提高地基承载力、减少地基变形以及消除地基液化。
3施工工艺缺点
振动法施工过程中施工时若缺乏有效控制，易出现混合料离析及缩颈和断桩；当采用活瓣桩尖成桩时，易出现活瓣桩尖打开的宽度不够，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缩小；在饱和黏性土中成桩，会造成地表隆起挤断已打桩；在淤泥质土中施工可能导致桩间土强度的降低；针对振动沉管CFG桩施工工艺存在以上缺点提出质量通病及预防控制措施。
四、施工质量控制措施
1施工前的工艺试验
施工前的工艺试验主要是考察工程桩的施工顺序和桩距能否保证桩身质量。工艺试验也可结合工程桩施工进行，并需做如下两种观测：①新打桩对结硬的己打桩的影响，在己打桩尚未结硬时，将标杆埋置在桩顶部的混合料中，待桩体结硬后观测打新桩时己打桩桩顶的位移情况；②新打桩对未结硬的已打桩的影响，在已打桩桩顶表面埋设标杆，在施打新桩时量测已打桩桩顶的上升量，以估算桩径缩小的数值，待已打桩结硬后，开挖检查其桩身质量并量测桩径。
2原材料的质量
在严格按施工规范和操作规程的基础上，还要把好原材料的进场关，特别是CFG桩的主要材料碎石，粒径范围控制在20～50mm，杂质含量小于5%，使用前一定要加强检验碎石中的含泥量及风化石的数量，超过规范规定的严禁使用。
3原材料的配合比
为了保证桩身灌注质量和强度，应严格控制好混合料的配合比。本工程混合料的配合比相当于抗压强度为C25强度等级的混凝土，同时混合料的坍落度应严格控制在80～120mm，混合料坍落度过大，会形成桩顶浮浆过多，桩体强度也会降低。
4施桩顺序
在新近填砂土中成桩，应采用隔桩跳打施工方案，否则新打桩将挤压已打桩，形成椭圆或不规则形态，产生严重的缩颈和断桩;桩机的振动力较大，对已打桩的影响主要为振动破坏，当采用跳打法施工时，跳打应在相邻成型的桩达到设计强度的60%以上后进行；否则已打桩结硬强度不高，在中间补打新桩时，已打桩有时被振裂，为避免上述现象的出现，应根据不同土质，在施工中选择合适的打桩顺序。但仅凭打桩顺序的改变并不能完全避免新打桩的振动对已结硬的已打桩产生影响，此时，应采用钻机引孔的方案，避免新打桩的振动造成已打桩的断桩。
5振动法沉桩过程的质量控制
1)桩机沉管垂直度≤1%，沉管过程中应注意控制桩机的稳定，严禁桩管倾斜错位。
2)必须严格控制最后30s的电流、电压值，沉管至持力层电流值应严格控制在140A。
3)混合料的坍落度严格控制在80～120mm，成桩后的桩身混合料顶面应高于桩顶设计标高500mm以内，桩顶浮浆厚度小于200mm。
4)混合料的充盈系数不得小于1.0；对于充盈系数小于1.0的桩，应全长复打，对可能断桩和缩颈桩，应采用局部复打。全长复打时，桩管入土深度宜接近原桩长，局部复打应超过断桩或缩颈区1.0m以上。
5)在一般土层内，拔管速度宜为1.2～1.5m/min，用活瓣桩尖时宜慢，在软弱土层中宜控制在0.6～0.8m/min，桩管内灌满混合料后，应先振动5～10s，再开始拔管，应边振边拔，每拔出0.5～1.0m，应停拔留振5～10s；如此往复，直至桩管全部拔出。
6静压振拔处理技术
针对施工场地局部存在塑性指数较高的淤泥质软土，管桩振动将引起土体孔隙水压力上升，同时造成土的强度降低，振动时间越长，对土和已打桩的不利影响越严重。因此，部分管桩采用静压振拔技术沉桩。静压振拔就是沉管时不启动马达，借助桩机自身的重量将桩管沉至预定标高，填满料后再启动马达振动拔管。
五、结语
工程施工结束，最大沉降量为9mm，最小沉降量为1mm，绝对沉降量和差异沉降量均小于设计要求。通过工程实践证明，在地质情况较差，有腐蚀性的区域，采用振动沉管灌注法施工方法的CFG桩效果显著。
参考文献：
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[2]冯国卫.CFG桩施工工艺总结[J].山西建筑.2011(03)
[3]刘平金.浅谈CFG桩施工[J].内蒙古科技与经济.2007(08)