CFG 樁技術在軟基工程施工中的應用

黃長庚

（福建省閩西交通工程有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

CFG 樁，就是Cement F1y-ash Grave1 的英文縮寫，是一種施工中應用到的具有較低強度的混凝土樁。CFG 樁的主要成分包括碎石塊、石頭屑以及砂土、粉煤灰等，由這些成分與水泥攪拌調和，運用專業化作業器械制樁而成[1]。CFG 樁在工程項目實際施工作業中具有良好的使用性能，并且經濟成本較低，在實踐中獲得了廣泛認可。本文結合晉江市370 縣道（快速通道東石連接線）工程A3 合同段項目施工，對CFG 樁技術的應用展開深入分析[2]。

1 CFG 樁技術的基本原理及工藝的規范性要求

1.1 CFG 樁技術的基本原理

CFG 樁技術是打造復合型地基的一種技術類型，誕生于20 世紀80 年代，并在1997 年獲得了國家級工法的榮譽稱號。在實際施工作業中，CFG 樁與樁間土以及褥墊層一起，共同構成復合型地基的基本結構。在CFG 樁技術應用中，無論CFG 樁的一端是埋設于軟土層還是硬土層下，均可以保證在整個作業過程中樁間土的有效參與。施工作業過程中，CFG 樁所承受的負載作用應力，相比樁間土表面承受的負載作用應力要更大，但是CFG 樁技術可以將這種負載承受應力向著更深的土層結構中進行有效傳遞，這樣就可以適當增加負載應力在樁間土表面的作用，在這樣的應力傳遞結構下，整體復合型地基的承載能力就會實現有效提升，地基的形變風險也會相應地隨之減少[3]。還應當注意的是，在CFG 樁技術原理中，褥墊層設計是一個關鍵環節，也是CFG 樁技術的一個重要核心。如果沒有褥墊層設計，那么CFG 樁技術下的樁間土的表面負載應力承受能力就無法得到有效發揮，復合型地基的設計就無法實現[4]。

CFG 樁技術在實踐中具有非常明顯的技術優勢。（1）CFG 樁技術的成本相對較低，不會加大工程項目本身的經濟負擔；（2）CFG 樁技術的實踐性能十分突出，技術成果顯著，在工程實際應用中能夠發揮良好的功能效果；（3）CFG 樁技術的施工速度非常快，作業效率較高，能夠幫助工程項目施工縮減時間成本[5]。

1.2 CFG 樁技術工藝的規范性要求

CFG 樁技術工藝的規范性要求，主要有以下幾個方面。（1）CFG樁技術在施工前應當按照工程項目標準要求嚴格控制各成分的含量和配比，結合工程實際情況控制成樁施工的坍落度以及成樁后頂部的浮漿厚度；（2）CFG 樁技術在施工過程中要準確掌握鉆桿拔出的時間與速度；（3）CFG 樁技術在施工過程中，頂部應當高于樁頂的設計高度，一般以0.5m 的高出量為最大值；（4）在CFG 樁技術成樁過程中，應當注意進行適當的抽樣試驗[6]。

2 CFG 樁技術在軟基工程施工中的應用

2.1 晉江市370 縣道(快速通道東石連接線)軟基工程情況

在晉江市370 縣道（快速通道東石連接線）軟基工程項目中，軟土地基采用CFG 樁復合地基處理的方式，主要段落包括YK14+840-YK15+760、ZK14+787-ZK15+800，在高速公路橋梁投影面范圍內，由于高度限制無法采用CFG 樁處理，故采用小直徑鉆孔灌注樁處理，其余范圍均采用CFG 樁施工。

2.2 CFG 樁技術的具體施工方案

CFG 樁設計樁徑為0.5m，平均樁長約22m，樁間間距2.4m、2.2m和2.0m，共14217 根，總長347055m。樁身混凝土強度為C25，樁帽為混凝土雙面配筋的現澆鋼筋混凝土板，樁帽與樁現澆混凝土連接，樁頂設50cm 級配碎石砂加筋，褥墊層加鋪設一層橫向180kN/m 聚丙烯單向土工格柵。

2.3 CFG 樁技術施工的前期準備

2.3.1 CFG 樁技術施工的現場準備

（1）場地平整：施工現場必須清除地上、地下一切障礙物后再予以整平。

（2）對各原材料質量進行檢驗，合格后方可使用。

（3）螺旋鉆機的組裝與檢查，合格后方可投入使用[7]。

2.3.2 CFG 樁技術施工的主要機具準備

包括可泵壓混合料的長螺旋鉆機（步履式長螺旋鉆機）、混凝土輸送泵等。

2.3.3 CFG 樁技術施工的材料準備

（1）水泥選擇：普通硅酸鹽水泥，型號選擇P·042.5。

（2）骨料選擇：新鮮機碎石，粒徑在8～25mm 之間，雜質含量要求不超過5%。

（3）石屑選擇：新鮮機碎石，粒徑在2～10mm 之間，雜質含量要求小于5%。

（4）砂選擇：中、粗砂，含泥量不超過5%。

（5）粉煤灰選擇：《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》規定的材質。

（6）水電選擇：施工用水、用電標準。

（7）外摻劑選擇：泵送劑。

（8）混凝土坍落度控制：16～20cm 之間。

（9）褥墊層材料選擇：碎石砂，碎石比例為70%，直徑在2～4cm 之間，砂比例30%，含泥量不超過5%。

2.3.4 CFG 樁技術施工的試樁準備

基于項目CFG 樁工程數量較大的實際情況，施工前應取得滿足質量要求的工藝技術以及具體的工程項目參數，對施工現場地質情況進行驗收與核查。隨后依據設計圖紙及方案要求進行試樁作業。在施工現場進行試樁的目的主要在于保證CFG 樁本身能夠與地基相適應，并滿足負載的基本沉降要求。試樁通常選擇每一段落的4 根樁進行，試樁過程中完整記錄相應數據以便于后續的統計分析。試樁完成后還需要對地基的承載力進行進一步試驗確認，并保證在整個過程中對現場進行完整有效地監測。

3 CFG 樁技術在軟基工程中的具體施工方案

3.1 CFG 樁技術的施工工藝及具體流程

在晉江市370 縣道（快速通道東石連接線）軟基工程中，CFG 樁技術采取長螺旋鉆管內泵壓施工工藝。具體工藝流程見圖1。

圖1 CFG 樁技術施工工藝流程圖

3.2 CFG 樁技術在工程項目中應用的重點環節

3.2.1 鉆機就位

施工前根據樁位布置圖及時測量基準點，由專職測量人員統一進行測放樁位線，在樁中心點用木質短棍插入地下，并用白灰明示。過程中應當根據設計樁的長度以及鉆孔的深度綜合確定機架應當架設的具體高度和鉆孔長度，在此基礎上進行設備的有效組裝。

3.2.2 攪拌混合料

在攪拌過程中應當注意加料的順序，依次為碎石、水泥、粉煤灰、外加劑、石屑、砂。攪拌時還應當注意將粉煤灰與外加劑置于石屑和砂之間，攪拌時間控制在一分鐘上下。混合料坍落度控制在16～20cm之間[8]。

3.2.3 鉆孔

首先要確保鉆頭閥門處于關閉狀態，將鉆頭移動至準確位置處。其次啟動鉆頭，在整個鉆孔過程中保證樁體的垂直度，盡量縮小垂直偏差與樁的中心位置偏移。鉆孔的具體深度由樁的具體長度所決定，當鉆頭到達樁的預設高度時，應當及時在相應位置處進行醒目的標記，以此來對樁的長度進行準確控制。

3.2.4 灌注與拔管

將攪拌好的混合料通過泵送入，在鉆桿的芯管內部被混合料充滿后再進行拔管作業，要嚴格控制先后順序。灌注完成后要及時用水泥袋蓋住樁頭對其進行有效保護。混合料的加入多少應當嚴格依照設計圖紙的方案要求進行。

3.2.5 移位鉆機、插鋼筋籠

完成一個CFG 樁施工后，要進行鉆機的準確移位，以進行對下一個CFG 樁的施工作業。前期應當將制作完成符合施工標準的鋼筋籠在樁基中進行插入準備。在具體施工過程中，CFG 樁鉆入排出的土比較多，會將臨近位置處的樁位覆蓋，影響樁位置的確定，在施工作業中應當注意對樁位進行及時校驗[9]。

3.2.6 處理樁頭

在CFG 樁施工完成后，要對各個樁之間的土進行清理。第一是使用挖掘機進行全面的清理，第二是人工作業。樁間土處理完成后，再按照要求對樁頭進行處理，采取人工方式鑿除。

3.2.7 CFG 樁帽施工

樁帽的施工應該在CFG 樁施工結束后，報請監理驗收合格后才可進行樁帽的施工。在樁頂設置級配碎石砂加筋褥墊層50cm，夾雙層（橋頭處理段落）或單層聚丙烯單向土工格柵（180kN/m）。

CFG 樁帽的施工質量控制見表1。

表1 CFG 樁帽的施工質量及檢驗表

4 結束語

軟基處理之CFG 樁（水泥粉煤灰碎石樁）技術是指用振沖、沖擊或水沖等方法在軟弱地基中成孔后，將水泥、粉煤灰、碎石、石屑（砂）加水拌和形成的混合料灌注壓入已成的孔中，形成較大直徑的樁體，從而與周圍軟土形成復合地基，是近年來新開發的一種地基處理技術，具有較好的技術性能和經濟效果。