水泥粉煤灰碎石桩(CFG)地基施工方法.docx

水泥粉煤灰碎石桩（CFG ）地基施工方法
水泥粉煤灰碎石桩（Cement Fly-ash Gravel P）il简称CFG桩，是近年发展 起来的处理软弱地基的一种新方法。它是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤 灰和少量水泥，加水拌合后制成具有一定强度的桩体。其骨料仍为碎石，用掺入 石屑来改善颗粒级配；掺入粉煤灰来改善混合料的和易性，并利用其活性减少水 泥用量；掺入少量水泥使具一定粘结强度。它不同于碎石桩，碎石桩是由松散的 碎石组成，在荷载作用下将会产生鼓胀变形，当桩周土为强度较低的软粘土时， 桩体易产生鼓胀破坏；并且碎石桩仅在上部约3倍桩径长度的范围内传递荷载， 超过此长度，增加桩长，承载力提高不显著，故此碎石桩加固粘性土地基，承载 力提高幅度不大（约20%~60% ）。而CFG桩是一种低强度混凝土桩，可充分利 用桩间土的承载力，共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，具有较好的技术 性能和经济效果。
1. 特点及适用范围
CFG桩的特点是：改变桩长、桩径、桩距等设计参数，可使承载力在较大范 围内调整；有较高的承载力，承载力提高幅度在250%~3%，对软土地基承载 力提高更大；沉降量小，变形稳定快，如将CFG桩落在较硬的土层上，可较严 格地控制地基沉降量（在10mm以内）；工艺性好，由于大量采用粉煤灰，桩体 材料具有良好的流动性与和易性，灌筑方便，易于控制施工质量；可节约大量水 泥、钢材，利用工业废料，消耗大量粉煤灰，降低工程费用，与预制钢筋混凝土 桩加固相比，可节省投资30%~40%。
CFG桩适于多层和高层建筑地基，如砂土、粉土、松散填土、粉质粘土、粘 土、淤泥质粘土等的处理。
2. 构造要求
（1）桩径
根据振动沉桩机的管径大小而定，一般为350~4mm。
（2）桩距根据土质、布桩形式、场地情况，可按表1选用。
桩距选用表表1
土质
桩距
布桩形式一一一一一一一--二卜
挤密性好的
土，如砂土、
'粉土、松散填
可挤密性土，
如粉质粘土、
非饱和粘土等
不可挤密性 土，如饱和粘 土、淤泥质土

土等

等
单、双排布桩的条基
(3~5)d
(3.5~5)d
(4~5)d
含9根以下的独立基础
(3~6)d
(3.5~6)d
(4~6)d
满堂布桩
(4~6)d
(4~6)d
(4.5~7) d
注：d桩径，以成桩后桩的实际桩径为准。
(3) 桩长
根据需挤密加固深度而定，一般为6~12m。
3. 机具设备
CFG桩成孔、灌筑一般采用振动式沉管打桩机架，配DZJ90型变矩式振动 锤，主要技术参数为：电动机功率：90kW ;激振力：0~747kN ;质量：67kg。 也可根据现场土质情况和设计要求的桩长、桩径，选用其他类型的振动锤。亦可 采用履带式起重机、走管式或轨道式打桩机，配有挺杆、桩管。桩音外径分e 325mm和* 377mm两种。此外配备混凝土搅拌机及电动气焊设备及手推车、吊 斗等机具。
4. 材料要求及配合比
(1 )碎石
粒径20~5 0mm，松散密度1.39t/m3杂质含量小于5%。
(2)石屑
粒径2.5~10mm,松散密度1.47t/m3杂质含量小于5%。
(3 )粉煤灰
用II级粉煤灰。
(4) 水泥
用强度等级32.5普通硅酸盐水泥，新鲜无结块。
(5) 混合料配合比
根据拟加固场地的土质情况及加固后要求达到的承载力而定。水泥、粉煤灰、 碎石混合料的配合比相当于抗压强度为C1.2~C7的低强度等级混凝土，密度大 于2.0t/m。掺加最佳石屑率(石屑量与碎石和石屑总重量之比)约为25%左右情 况下，当w/c(水与水泥用量之比)为1.01~1.47 F/c(粉煤灰与水泥重量之比) 为1.02~1.65混凝土抗压强度约为8.8~1.42MPa。
5. 施工工艺方法要点
(1)CFG桩施工工艺如图1所示。

图1水泥粉煤灰碎石桩工艺流程
3)打入桩管；(b)、(c)灌水泥、粉煤灰、碎石振动拔管；(d)成桩
1-桩管；2-水泥、粉煤灰、碎石桩
(2)桩施工程序为：桩机就位T沉管至设计深度T停振下料T振动捣实后 拔管—留振10s —振动拔管、复打。应考虑隔排隔桩跳打，新打桩与已打桩间隔 时间不应少于7d。
(3 )桩机就位须平整、稳固，沉管与地面保持垂直，垂直度偏差不大于1.5%; 如带预制混凝土桩尖，需埋入地面以下3mm。
(4) 在沉管过程中用料斗在空中向桩管内投料，待沉管至设计标高后须尽 快投料，直至混合料与钢管上部投料齐平。如上料量不够，可在拔管过程中继 续投料，以保证成桩标高、密实度要求。混合料应按设计配合比配制，投入搅拌 机加水拌合，搅拌时间不少于2min，加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度 为30~50mm ;成桩后桩顶浮浆厚度一般不超过2mm。
(5) 当混合料加至钢管投料齐平后，沉管在原地留振10s左右，即可边 振动边拔管，拔管速度控制在1.2~1.5m/min左右，每提升1.5~2.0m留振20s。 桩管拔出地面确认成桩符合设计要求后，用粒状材料或粘土封顶。
(6) 桩体经7d达到一定强度后，始可进行基槽开挖；如桩顶离地面在1.5m 以内，宜用人工开挖；如大于1.5m,下部7mm亦宜用人工开挖，以避免损坏 桩头部分。为使桩与桩间土更好地共同工作，在基础下宜铺一层150~3mm厚 的碎石或灰土垫层。
6. 质量控制
(1)施工前应对水泥、粉煤灰、砂及碎石等原材料进行检验。
（2）施工中应检查桩身混合料的配合比、坍落度、提拔杆速度（或提套管 速度）、成孔深度、混合料灌人量等。
（3）施工结束后应对桩顶标高、桩位、桩体强度及完整性、复合地基承载 力以及褥垫层的质量进行检查。
（4）水泥粉煤灰碎石桩复合地基的质量检验标准见表2。
水泥粉煤灰碎石桩复合地基质量检验标准表2
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控
项目
1
原材料
符合有关规范、规程要求、设 计要求
检查出厂合格证及抽样送 检
2
桩径
mm
-20
尺量或计算填料量
3
桩身强度
设计要求
查28d试块强度
4
地基承载力
设计要求
按规定的方法
一般
项目
1
桩身完整性
按有关检测规范
按有关检测规范
2
桩位偏差

满堂布桩＜0.4D
条基布桩＜0.25D
用钢尺量，D为桩径
3
桩垂直度
%
<1.5
用经纬仪测桩管
4
桩长
mm
+1
测桩管长度或垂球测孔深
5
褥垫层夯填度
<0.9
用钢尺量

注：1.夯填度指夯实后的褥垫层厚度与虚体厚度的比值。
2.桩径允许偏差负值是指个别断面。