長螺旋CFG樁施工工藝及質量控制

周玲 董明光

摘要：CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，是在碎石樁加固地基方法的基礎上發展起來的一種地基處理技術。CFG樁具有施工簡單、工期短、質量容易控制、工程造價低廉等特點，廣泛應用于地基處理和加固。本文結合工程案例對CFG樁施工工藝及施工中質量控制進行闡述。

關鍵詞：CFG樁；施工工藝；質量控制

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，是在碎石樁加固地基方法的基礎上發展起的一種新型樁體。CFG樁主要由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高粘結強度樁，并由樁、樁間土和褥墊層三部分一起形成復合地基的處理方法。由于CFG樁體材料可以摻入工業廢料粉煤灰、不配筋以及充分發揮樁間土的承載能力，工程造價一般為樁基的1/3～1/2，具有施工速度快、工期短、質量容易控制，可節約水泥、鋼材，降低成本等特點；目前已成為應用較為普遍的地基處理技術。

一、工程概況

昆明市官渡區官渡 ××號路新建工程 K0+355.515～K0+686.741 為填方路基，路基邊坡高度 1.35～3.57m 不等，道路南側為地鐵 2 號線延伸段施工區，北側為荒地；根據勘察單位提供的中間勘察資料可知，K0+355.515～K0+686.741 基底壓縮層厚度范圍內，從上至下分布有 1.1～3.5m 的素填土（回填時間約 2～3 年，自重固結尚未完成）、0.5～3.1m 的可～硬塑粘土，3.5～4.5m 的泥炭質軟土，厚度較大承載力較高的可～硬塑粘土，地下水位距現狀地表 0～0.3m；經計算，上述兩段填方路堤的工后沉降均不滿足設計要求，需進行地處理。

通過本段范圍的中間地勘資料，結合昆明滇池附近區域的地基處理方式及周邊環境限制因素，本設計采用長螺旋 CFG 樁進行地基處理。

二、CFG樁施工工藝

（一）CFG樁施工機械設備

長螺旋鉆機、高壓混凝土泵、混凝土泵管等輔助設施與機具，混凝土拌和站應具備混凝土生產條件，配備足夠的混凝土運輸設備。

（二）混合料配合比選定

1、水泥：水泥采用強度等級 32.5 級及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其性

能必須符合《硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥》GB175-1999 的規定。

2、粉煤灰：采用細度不大于45%的Ⅱ級或Ⅱ級以上的粉煤灰；

3、水：宜采用飲用水，使用非飲用水時必須經化驗合格方能使用。

4、碎石、礫石：泵送混合料礫石最大粒徑不宜大于 25mm，碎石粒徑不宜大于 20mm。

5、砂：采用干凈的河砂，類型宜為中粗砂，含泥量小于 5%。

6、石屑：石屑率一般在 0.25～0.33。

7、外加劑：根據施工需要通過試驗確定。

水泥粉煤灰碎石樁（CFG）配和比最終應按實驗（室內配比試驗確定并通過成樁工藝性試驗驗證的配合比）來確定，CFG 樁參考配和比為：

碎石：砂：粉煤灰：水泥：水=45.6：31.7：3.9：10.9：7.9。

（三）CFG樁施工工藝流程

本文采用長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁方法，其施工工藝流程為：原地面處理→測量放樣→鉆機就位→鉆進至設計深度→停鉆→泵送混合料→邊泵邊均勻拔管至樁頂→鉆機移位→成樁。

1、原地面處理CFG樁施工前，要清除施工范圍內的地表腐植土及地上、地下障礙物，并將場地整平，整平標高=設計樁頂標高+0.5～0.7m。施工場地應具備"三通一平"條件。

2、測量放樣根據設計樁位圖采用全站儀測量放樣， CFG 樁樁徑 0.5m，樁間距 1.8m，按三角形梅花布置，樁端進入可～硬塑粘土層不少于 1m。

3、鉆機就位按測量放樣的CFG樁樁位，現場就位鉆機，鉆機就位后采用懸掛垂球法對支撐桿進行垂直調整，以確保鉆桿垂直對準樁位中心。機架和鉆桿的垂直度偏差不大于 1.0%。

4、鉆進至設計深度長螺旋鉆、管內泵壓混合料灌注成樁鉆孔開始時，關閉鉆頭閥門并檢查其密封性，向下移動鉆桿至樁位點，啟動電機將鉆頭旋轉至設計標高。成孔過程應先慢后快，避免鉆桿搖晃導致樁位偏差過大。成樁過程中，若發現鉆桿搖晃或難鉆時，應放慢進尺。

5、停鉆CFG 樁成孔至設計標高后，關閉電機，停止鉆進，清理鉆孔周圍泥土。

6、泵送混合料混和料應按設計配合比（室內配比試驗確定并通過成樁工藝性試驗驗證的配合比）經攪拌機拌和，坍落度（160mm～200mm）、拌和時間應按工藝性試驗確定的參數進行控制，且拌和時間不得小于 60s；攪拌的混和料必須保證混和料圓柱體能順利通過剛性管、高強柔性管、彎管和變徑管而到達鉆桿芯管內。

7、拔管當鉆桿芯管充滿混和料后開始拔管，嚴禁先拔管后泵料。拔管應準確掌握提拔鉆桿時間，混凝土泵送量應與拔管速度相配合，邊灌注邊提鉆，保持連續灌注，均勻提升，同時應保證鉆頭始終埋入混和料中。鉆桿應靜止提拔，施工中應嚴格按工藝性試驗確定并經監理工程師批準的參數控制提拔速度和泵送量，提拔速度一般宜控制在 2m～3m/min。

8、鉆機移位完成一根樁之后移機到下一樁位施工時，應根據軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行復核，保證樁位準確。然后重復上述施工順序及施工方法進行下一根樁的施工。同時在施鉆前要檢查一下樁位（確認無誤后就位鉆機）以及鉆機的工作性能，必要時移機后要清洗鉆桿和鉆頭。

9、成樁成樁過程宜連續進行，應避免因后臺供料慢而導致停機待料。灌注成樁完成后，用水泥袋蓋好樁頭，進行保護。CFG 樁施工完成 28 天以后，按《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）要求進行樁身質量、單樁及復合地基承載力檢測。檢測合格后，方可進行上部墊層施工。

三、CFG 樁施工過程中的質量控制

（一）設備就位后必須平整，確保施工過程中不發生傾斜和移動，機架和鉆桿的垂直度偏差不大于 1.0%，施工中采用吊錘觀測鉆桿的垂直度，如發現偏差過大，必須及時調整。鉆機位置對中偏差不得大于 20mm。

（二）施工過程中要隨時測量施工場地標高及樁頂標高，CFG樁樁頂必須按設計要求比設計標高高出50cm，以確保樁身有效樁長的強度。打新樁時對已打并硬結成樁的樁頂進行樁頂位移測量，判斷是否發生斷樁，一般當樁頂位移超過 10mm 時，

需開挖進行檢驗。如果存在斷樁情況，必須采用必要的補助措施。

（三）混合料要嚴格按設計配合比進行拌和，計量要求準確，上料順序為：先裝碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和泵送劑，最后加砂或石屑，使水泥、粉煤灰和泵送劑夾在砂、石之間，每盤料攪拌時間不應小于 60s，坍落度要控制在160mm～180mm之間。施工過程中坍落度的損失速度根據現場試驗測試得出，并根據測試結果調整坍落度，避免因坍落度損失過快造成混合料堵管。在泵送前混凝土泵料斗、攪拌機攪拌桶應備好熟料。

（四）提鉆時嚴格按試樁調整拔管速度拔管，提拔鉆桿要采用靜止提拔，在特殊情況下采用邊旋轉提拔，同時通過混凝土輸送泵的泵送次數來確定實際投料量，必須保持混凝土面始終高于鉆頭面，鉆頭低于混合料面15～25cm，提拔速度一般宜控制在 2m～3m/min。確保鉆桿內管及輸送軟、硬管內混合料連續；如遇有淤泥或泥炭質土等敏感土層，拔管速度應適當減慢，并保證連續提拔，不得停泵待料，避免造成混合料離析、樁身縮徑、斷樁和夾泥等。施工中嚴禁出現超速提拔。

（五）為了保證樁CFG樁在施工時不影響相鄰樁的樁身質量，施工中根據地質條件，必須遵循打樁順序的規定。必要時采取隔樁、隔排跳打方法施工。

（六）施工中應經常檢查排氣閥的工作狀態，保證排氣閥正常工作，要求每工班經常檢查排氣閥，防止排氣閥被水泥漿堵塞。若發現堵塞及時清洗，以免成樁空心。

（七）施工中提鉆與混合料供應必須密切配合，保證提鉆和泵料的一致，以防止樁端不飽滿而影響CFG樁的承載力。若拔管速度過快混合料充填不足，將造成縮徑或斷樁。

（八）清土時，應采用小型機械或人工剔除等措施，打樁棄土清運不可對設計樁頂標高以下的樁身造成損害；不可擾動樁間土；不可破壞工作面未施工的樁位。清運完畢后人工開挖其下 50cm 保護土層，清運保護土層時不得擾動基底土，防止形成橡皮土。施工時嚴格控制標高，不得超挖。

（九）CFG 樁施工完成 28 天內不得有任何機械在上面行走。施工完成 28 天以后，按《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）要求進行樁身質量、單樁及復合地基承載力檢測。檢測合格后，方可進行上部墊層施工。

四、結語：

長螺旋鉆孔灌筑成樁工藝是目前國內最常用的CFG樁施工工藝，長螺旋鉆機在施工中無震動、低噪音、無污染、易操作、成孔效率高、質量好、具有施工速度快、工期短、質量容易控制、沉降變形小、工程造價低廉等特點，它能大幅度提高地基承載力，廣泛應用于水利工程、房屋建筑、公路、鐵路等工程的地基處理和加固，具有廣泛的經濟效益和社會效應。

參考文獻：

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