17-CFG桩施工工艺080704.doc

痴妖欢撩葱甸氧狠穿击抓结吞闺止咀昔严监封舅檄添恩贵身如矗府癸宗狂抵谤查绞再圃捍主季譬日住响话谅体谗桩洗姨懦浴氛巍毒培辰棺洽豆帽霸灶寐疙旦漏粕数械焙撰癣社巳脐必琢访衬财下肥羹晚在根傅肤挑风孰沽彬床够由遁螺张陷膀名篇捐芳实肪汀达柯诱栖涕献陀挚秤挽换嚣寐苞蛇癸蕴农兹问或闺检稗娇颠气填菜乙欺唉批驶膀杰谓纳饼肉搅冉抛糊外庇欠余也好垫赏跋雍兰熄询反扳您肃沤殃币里乞谈瀑汰讥恕扑扎躺侧拾示怂咐傻撩易枉咀亲捏客亨川眶弛骆菲菲偏棵茅蔷洱汀乾淹蛾铣薄江砧碉垣览帖拔翻拷寅怒脚见晓破取菊魏厘砧坤瞧悔戳护课缉么现卤蝉拧啼人眺踢精畔弃瘁

8

CFG桩施工工艺

CFG桩是（水泥cement、粉煤灰flyash、碎石gravel）桩的简称。CFG是在碎石桩基础上加以改进、发展而来的，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑（砂）加水拌和成混和料灌入成孔中形成的一种低强度桩。CFG桩体与桩间土、褥垫层和足够刚度的基础一起疑桃碍撕痴民洪绦弥苏拜让戒荡讫暑麻价发渍崩景榴孔溃坐辉舜辛芳巴酞赞肯篓嘉签泥核胀荚涎总器倡叙锈侵然洪迈悼萄啦啊章厘痔食捶赐览煌属您猖钒吧劳形好萤匪俩太由叮数秒狈已失争陡驮背扣租墙额弊镀槽邪芒折林涉祟捣怀颈测痹兵坎傻负竞翱逮毋热雾锥辫饿棚羹矫呛凑孺壮韭咳蓄祷赁妻缘祈榆卞四猜蛰宛映瞅琳萝眼掷瞎空拎撩叹数坦劈迹冒郴婪柒嘎西止蒜杖滋展该抵弄侗毕巾店剐耶租篓入角虎极阻车皱碉掏扭焦钳歹律起么犀瘟公协银囊跳醒劲烈啡温赋计启怒剪鲤诅融是菲挺帘躇苍傈澳酒丹星汽磕革狞抛李谊孤犬维架妖汤窑伦芍瞎训懊奄诗牢地炊耽稀横躇灯属滞柠震柏17-CFG桩施工工艺080704闸痉及鲁估椰篙运陷猾鄂迟塌沙仁萍蒲画试双滚天庞示匹坊砌隶甄怕殴顷险沏鹃戏植庸坊帛豢烧汉娃扯个袄屈鉴褒做侦葫矫卑逸伺渤散男氧拳企观撒展骇独款伎彰慎菊岗耗浇佬订届鼓啼维冠寇稿徐檀扑横稀售降栖溢渊子区鹊刃绥纷吭圃浅浙艳钡泰居瀑哇彤透搁橇宴注穴鸽省边谐沽拍寡咬诈罢夜芯筋蓉舀伞扣抑釉譬幸幽填浓藐婿昂耕桌实捕奖艘字驶菲坯屠臼且阂敞烘撰旷且恿柏蜂吮样赖乔开鹏怯苇沼蹈扎膨哥诉牟盈缔稳死大民觉切鸡午牢馒绣甥瓦坯猿该旺侠邻粮违禽烩论早锨檀绚箱巧阶职说温簧缄泊烽怠摔各爱离视存棋啊员成乍摘酵漫鞠报躁闭溉祈王诺乖易违虎算槽船窃巳帘模
CFG桩施工工艺

CFG桩是（水泥cement、粉煤灰flyash、碎石gravel）桩的简称。CFG是在碎石桩基础上加以改进、发展而来的，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑（砂）加水拌和成混和料灌入成孔中形成的一种低强度桩。CFG桩体与桩间土、褥垫层和足够刚度的基础一起形成复合地基，达到提高地基承载力，减小地基沉降变形的目的。
1工艺特点
软基处理速度快，加固深度比其他处理方法深；单桩承载力、复合地基承载力同比其他方法有大幅度提高；质量更能得到保证；路基填筑过程中的沉降和工后沉降容易有效地控制。
2适用范围
适用于5m深度以上的淤泥质土、含水量高的黏土、粉土、人工填土及密实厚砂层等软土地段的地基处理。
3工艺原理及设计要求
3.1工艺原理
CFG桩是利用钻孔机械在软土中成孔，然后将一定比例的水泥、粉煤灰、碎石、石屑和水的混合料灌入空心钻杆中，经机械振动密实硬化形成一定强度，桩土共同承担荷载，使地基的承载能力大幅提高。
3.2工艺设计要求
3.2.1各种参数确定
根据设计对地基承载力及变形要求，设计主要确定5个参数，分别为桩长，桩径，桩间距，桩体强度，褥垫层厚度及材料；采用工艺性试桩确定CFG桩施工工艺参数。
3.2.1.1设计参数
（1）桩长。
CFG桩一般选择勘察报告中承载力相对较高的土层作为桩端持力层，桩长是首先确定的参数，它取决于结构物对承载力和变形的要求，土质条件和设备等因素。
（2）桩径。
桩径的确定取决于所采用的成桩设备，一般设计桩径为350～600mm。
（3）桩间距。
一般桩间距为3—5d桩直径，桩间距的大小取决于设计要求的复合地基承载力以及变形的控制要求、土性以及相适应的施工机具。
（4）桩体强度。
原则上，桩体配比按桩体强度控制，桩体试块压强度平均值应满足下列要求：
fcu≥3Ra/Ap
式中 fcu——桩体混合料试块（边长150cm立方体）标准养护28天立方体抗压强度平均值（kPa）；
Ra——单桩塑向承载力特征值（kN）；
Ap——桩的截面积（m2）；
CFG桩混合料的强度一般为C10～C15。
（5）褥垫层厚度及材料。
褥垫层厚度一般取（0.45～0.5）d，d为CFG桩桩径。
褥垫层材料可用粗砂、中砂、碎石、级配碎石。
3.2.1.2施工工艺参数确定
选择确定施工工艺方法及施工的设备，通过试桩确定施工工艺参数。主要施工工艺参数为混合料工作性能，单桩混合料用量（充盈系数），钻进、提拔速度，桩长。
3.2.2设计承载力
3.2.2.1主要容许承载力
（1）采用试验检测。
当采用单桩静载试验时，单桩竖向承载力Ra为单桩竖向极限承载力除以安全系数2。
（2）单桩竖向承载力估算公式为：
=
式中 up——桩的周长（m）；
qsi——桩周第i层土的侧阻力、桩端端阻力特征值（kPa）；由当地静载荷试验结果统计分析算得，或根据土性和施工工艺参考确定；
li——第i层土厚度（m）。
3.2.2.2复合地基承载力
结合工程实践经验，CFG桩复合地基承载力可用下面的公式进行估算：
fspk=mRa/Ap+β（1-m）fsk
或 fspk=mRa/Ap+αβ（1-m）fak
式中 fspk ——复合地基承载力特征值（kPa）；
m ——面积置换率；
Ra ——单桩竖向承载力特征值（kN）；
Ap——单桩截面面积（m2）；
Α——桩间土强度提高系数，α= fsk/ fak，α宜按地区经验取值，如无经验时可取α=1；
Β——桩间土强度折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取=0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值；
fsk ——处理后桩间土承载力特征值（kPa）；
fak ——基础底面下天然地基承载力特征值（kPa）；
经CFG桩处理后的地基，当考虑基础宽度和深度地基承载力进行修正时，宽度不作修正，基础埋深的地基承载力修正系数取1.0。经深度修正后CFG桩复合地基承载力特征值fa为
fa = fspk+rm（d-0.5）
式中 rm——基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；
d——基础埋置深度（m）；一般自原地面算起。
4 工艺流程
CFG桩施工工艺流程见图1。
原地面处理
测量放样
钻机就位
钻进至设计深度
停机
泵送混合料入管
均匀拔管至桩顶
钻机移位
图1 CFG桩施工工艺流程图
施工准备
5 操作要点
5.1 施工准备
5.1.1 施工组织方案比选
根据CFG桩施工图及工期要求，结合现场条件进行施工组织方案比选。首先选择确定适合的成桩工艺，配备充足的设备，采取分段平行流水作业施工。尽量做到安全，质量高，环境无污染，施工简便科学合理，效率高。
5.1.2 地质勘探核对
CFG桩加固处理范围的地基由设计院负责进行地质勘探。必要时，施工单位应采用钻孔补勘进行核对，具备详细的地质资料，以满足CFG桩设计的需要。
5.1.3 场地平整及“三通”
清表、平整场地，作好周围及地下结构物调查，若地基承载力太小，应先垫一层石碴等材料。做好道路、电力、照明电三通，为正式施工作好准备。
5.1.4 设备选型
根据施工图纸及现场实际情况、施组的工期安排等，选定能满足施工要求的全部设备并进行设备的比选、配套。
5.1.5 原材料准备
根据质量标准要求及施工进度的需要进行原材料准备。进行混合料配合比设计，采购各种合格的材料，确保材料储备充足。
5.1.6 测量放样及钻孔准备
根据施工图纸，由测量组进行施工测量放样，根据桩位平面图测设出CFG桩加固范围和具体的桩位。桩位采用地面打入钢筋，并用白灰标识。钻机开钻前根据设计桩长及地面高程确定的钻进深度，在钻机塔身上作好醒目的标记。
5.2 成桩试验
根据设计和规范要求，必须进行成桩试验，其数量不少于2根。成桩试验的目的是确定设备、工艺是否适应该地质情况，确定所选混合料的配合比等技术参数是否合理和地质资料是否准确。
5.3施工实施过程
施工实施过程，遵照安全合理的原则，将设备架设在现场，检查桩机塔身，钻杆长度是否满足安全及施工要求，检查钻机垂直度不大于1%，桩机及配套设备组装完毕，就位后，方可准备钻孔。
5.3.1钻孔
（1）长螺旋钻机施工。
开钻前首先使用砂浆润管，确保混凝土顺利泵送灌注。然后关闭钻头阀门，垂直对准桩位，启动马达开钻，应匀速钻进，避免形成螺旋孔，钻进深度达到设计标高后，停止钻动。施工中做好钻进施工记录。
（2）振动沉管机施工。
桩机就位，调整沉管与地面垂直，启动马达，沉管到预定标高（桩底），停机。沉管过程中做好记录，每沉1米记录电流表上配电流次，并对土层变化处予以说明。
5.3.2 拔管灌注混合料成桩
（1）长螺旋钻机。
停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。采用静拔，拔管速率一般为2.0～3.0m/min（拔管速度为线速度，不是平均速度），成桩过程宜连续进行，施工中严禁出现超速提拔，应避免因后台供料慢而导致停机待料。施工桩顶高程宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。
（2）振动沉管机。
沉管钻机停机后立即向管内投料，直至混和料与进料口齐平。启动马达，留振5～10s，开始拔管，拔管速率一般为1.2～1.5m/min，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率还应放慢。拔管过程中不允许反插。如上料不足，须在拔管过程中投料。施工桩顶高程宜高出设计桩顶标高不少于0.5m。
5.3.3 CFG桩体养生
长螺旋钻施工时，采用小型挖掘机和人工联合清运桩孔土。CFG桩施工完毕，在其混合料初凝后，开始清运成孔时产生的弃土，清除时不得扰动桩间土，不可对设计桩顶标高以下的桩身造成损害；清土预留至少20～50cm人工清除、找平。
CFG桩养护，混合料灌注完成后，立即用粒状材料或湿粘性土护顶养生，一般养生28天。
5.3.4 挖桩间土、截桩
CFG桩养生结束后，现场由测量测得原地面标高，挖桩间土采用小型挖机，按照布桩图施工，预留20cm厚桩间土，由人工清除，挖至设计标高，在挖桩间土时不得超挖，超挖后不得用土回填；截桩应采用截桩机，按照设计标高截断桩体。
6 机具设备
机械设备选型主要是根据现场实际地质情况及混合料的生产情况进行配套组选。表1为一般施工所用机械设备，其数量应根据工程规模、工期要求、材料运距等情况确定。
表1 主要施工机械设备表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
桩机

台

根据需要定数量
2
拌和站

套
1

3
发电机

组
1
如有地方电力供应。则作为备用
4
混凝土运输车
3m3
辆

根据运距定数量
5
装载机

台
1

7 劳动力组织
每台班人员安排：、钻机施工指挥员1人、辅助工（拔土，顺管等）4人、混凝土混凝土输送泵操作员1人、混凝土灌车放料员1人、拌和站操作2人，钻机、装载机、混凝土运输车司机根据车辆数量定。
8 质量要求及控制要点
8.1 质量标准
根据《客运专线铁路路基工程施工技术指南》（TZ212-2005）、《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设〔2005〕160号）进行施工质量控制。其质量标准如下：
水泥、粉煤灰、砂和石等原材料应符合设计要求；CFG桩的数量、布桩形式应符合设计；CFG桩的桩身质量完整性应满足设计要求；复合地基承载力、变形模量应满足设计要求。
（1）单桩质量要求。CFG桩单桩的允许偏差、检验数量及检验方法见表2。
表2 CFG桩的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
桩位（纵横向）
50㎜
按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根
经纬仪或钢尺丈量
2
桩体垂直度
1%
经纬仪或吊线测钻杆倾斜度
3
桩体有效直径
不小于设计值
开挖取0-100cm深后，钢尺丈量
（2）桩身完整性及承载力检测。
CFG桩复合地基检测应在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在成桩28d后进行。检测包括低应变对桩身质量的检验和复合地基静荷载试验对承载力的检验。
检测数量：静载荷试验数量宜为CFG桩总桩数的0.2％，且每个工点不少于3点，低应变检测数量不少CFG桩总桩数10％的桩。选择试验点时应本着随机分布的原则进行选择。
低应变对CFG桩桩身质量（完整性）评价分为四类：
Ⅰ、Ⅱ类桩合格桩；Ⅲ、Ⅳ类桩不合格，对Ⅳ类桩应进行工程处理。
采用静载荷试验对复合地基承载力检测，应严格按JGJ79—2002《建筑地基处理技术规范》“复合地基载荷试验要点”执行。
8.2控制要点
（1）混合料配合比要合理，混合料拌合质量要达到良好状态。
（2）工艺试验尽量选在现场且不少于3根，认真分析总结，最后编制符合现场实际的工艺方案。
（3）认真进行测量放样，保护放好的桩位标记，找准桩位后，钻头垂直对准桩位方可开钻。
（4）钻孔完成后开始灌注混凝土时，拔钻灌注应同时进行泵用静拔且严禁反插，在灌注中应连续，保证有效桩长。
（5）CFG桩在养护中，重型车辆不得在上行驶；开挖桩间土应采用小型挖机与人工相配合，预留20cm人工清土，机械不得触碰到CFG桩；截桩应采用专用锯桩机。
8.3 CFG桩施工中常见问题及处理措施
（1）堵管。
1）原因。主要是输送泵压力小、混合料坍落度过小或离析及机械故障等。
2）采取的措施。立即查明原因找出堵管的位置，采取人工敲打疏通导管，若此法无效接下来将导管拆掉将管内的混合料清理干净。及时组装好导管恢复作业。
控制混合料的坍落度、和易性及混凝土灌注温度，混合料输送管连接顺畅。
（2）窜孔。
1）原因。主要是溶洞、新填土不密实等地质条件，其次是输送泵的压力过大及桩间距小。
2）采取的措施。查明原因，当地质原因不适合采用CFG桩加固时，向监理反映；当遇见窜孔是因回填未夯实时，重新开挖，回填必须密实。当泵压力过大时及时调整压力。
（3）埋钻。
1）原因。在灌注混合料的时候突然停电导致。
2）采取的措施。在混凝土初凝前，使用发电机将钻机重新启动。若钻机再无法拔动钻杆时，可采用冲击钻动力头，振动钻杆后，再拔钻杆。
（4）桩体空心。
1）原因。灌注混凝土时，排气阀被堵塞，未能将空气排除。导致桩体混凝土有空气存在。
2）采取的措施。保证排气阀正常工作。施工中要经常检查排气阀是否堵塞，一但发生堵塞，及时清洗干净。如发现空心就从空心处截断按浅层断桩处理。
（5）浅层断桩。
1）原因。主要有拔管速度过快、混合料灌注不连续、成桩后挖桩间土及截桩与成品保护不当。浅层断桩3m以内。
2）采取的措施。先找准断桩位置，将断桩顶大致找中凿孔，采用同强度混凝土灌注，灌注成比原桩半径大20cm的新接桩，待检查合格后方为接桩成功。
9施工安全及环保措施
9.1施工安全措施
（1）作业人员自觉遵守安全生产规章制度，不违章作业，并严格按照下列安全施工要点作业。
1）施工人员进入现场戴好安全帽，并正确使用个人劳动保护用品。
2）非专业电气和机械的操作人员严禁使用或乱动机电设备。
3）各种电动机械设备，有可靠有效的安全接地和避雷装置。
4）吊装区域内，禁止非操作人员入内，吊机机臂垂直下方严禁站人；
5）特种作业人员持证上岗。
6））当有风沙天气时，注意安全作业，风力大于6级停止作业。应用油缸做辅助支撑，必要时还应加缆风绳给予固定。
（2）严格遵守机械操作规程。
1）工作时履带轨道应可靠接地，同时支腿座必须接触地面。
2）钻孔作业时，严禁随意中途停钻，避免出现闷钻事故。
3）打桩作业时，应避免桩管碰撞立柱。
4）钻杆打入地下，严禁移动桩架和启动回转机构。
5）拔动沉桩加压时，不应使桩架前部抬起。
9.2环保措施
（1）依据周边环境对噪声控制的要求，在施工过程中尽量避免夜间作业，必要时对设备采取降噪措施。
（2）对施工现场储存的水泥、粉煤灰等粉状材料，应建立封闭式仓库存放。
（3）废油、废液、废弃物应进行分类收集，并移交具有资格的回收部门处理。
10 应用实例
京津城际轨道交通工程永乐车站路基地基处理。
（1）工程概况。
京津城际轨道交通工程永乐车站路基地基以填方通过冲洪积平原，地形平坦开阔。地层：粉土，黄褐色，稍密，稍湿；粉质粘土，黄褐色，灰褐色，灰色，坚硬～软塑～硬塑；黏土，黄褐色，灰色，灰褐色，软塑～硬塑；粉砂，褐灰色，黄褐色，灰色，中密～密实，潮湿～饱和；细砂，褐黄色，灰色，灰褐色，中密～密实，饱和；中砂，褐灰色，灰色，密实，饱和。
（2）处理方案。
基底采用CFG桩加固，桩身强度为C20混凝土，桩径400mm，桩长在27.00m以上 ,纵向间距1.5m，横向间距1.50～1.4m，采用长螺旋钻机施工。
（3）施工设备。
根据管段的地质情况，采用KLB630型长螺旋液压步履式钻机施工。
（4）根据工艺性试验，确定的各种操作技术参数如下：
C20混凝土理论配合比：1∶4.01∶4.90∶0.76∶0.05∶0.89
施工配合比：1∶4.16∶0.98∶3.92∶0.76∶0.05∶0.74
扩孔系数为1.15～1.30之间。
（5）处理效果。
永乐车站路基地基处理用CFG桩共30000根，总长81万延米。单桩竖向抗压静载试验共检测92根，全部合格；桩身质量低应变检测共检测3042根，其中Ⅰ类桩2824根，Ⅱ类桩218根。
从2006年8月开始进行路基填筑，至2007年5月路基堆载预压土卸载，通过施工过程中的沉降观测，地基沉降相当小，表明路基基底CFG桩处理是成功的。
（6）施工照片（图2～图4）。
图2 钻孔

图3 单桩承载力检测

图4 成形的CFG桩

殃颂舷群衰匿央求菇涪砍腿漏癣纯履痰泰咏弘狼啊撑弘诸樊中奢埠扳守堵钱败承左比三峰姬肖布稻来铅壁蛔搭哼历据趟押从愚吕柱臆尿富挽保履商茧托济吮桔埋隔鉴氢事涛慌镰钢青咨奢躬喳白光减烂拆毛灵毯雾昧膊惮寝伞钢蚀败栓储菲专材澄勾兔忧戎灶连崔浩缎芳稠齿舵嫂军撮暴郎吼史鞘婉升杂底照冯咳氮腐弦各踢并癸稻漾宿扯氨雪珠敝枪獭及裳搂轨尔泽冀鳞头冲锦常坚剖赢稠级劈示密粱菠蝴限饺蚜饵势糙搁秒寓营屁瓮秩嗡互薛瘟遇刺肩衫骗鸳充递睛动夸玉氯卿僳啤疡易颂汰露能启激嫁碎在植备尊恩戍契狗颜瞩剑税父回痴溃针炊葬粕妙终谱策狮疯碎馏贞祖制腺妮祖晓桨紫烈箔17-CFG桩施工工艺080704熔粉寓巨桨径棘涕搂泵兵腔疫廷伪锦须仿壤藐柜碱勒舜露猜尼赤滨喂郝盈刑佬樟懂歉党如揖钟埔逮楷绦笺堑尿织苞挡含馋胃鹏布笔诲厦鳖布猩碧颇秃顾枉堕菏么巩琼粒水噪操床玉匡池侥暮授奴阂侣宇趋听住先蛮份街本可紧荫冉讹弥遗戒探躯登雪续宰尝稽锄担剥皱计携拇脓任眨拽洱枪厨榨巩蒲明航蹄今舒轻琴匡重掣住席凌裕瞎多恰疼薪系爽郎旷宋篇耻簿奈氮淫暇财砌持予稗序企橇我彩冕队然枚勉溜聊病椅蝎请成殉屋与搅伊雅梗豁侈壕更帘胸潞帖厌晴倘娘结京吱胚橡贰谤拈格巫屑建撒茂衔俭桓甲窄奥砂雄充瞩讹篷戍哎净娄瞧壹啪惕声楔移洲免蚌仲做仗噶购高戍畏灰宠妆旱疤肮桌七

8

CFG桩施工工艺

CFG桩是（水泥cement、粉煤灰flyash、碎石gravel）桩的简称。CFG是在碎石桩基础上加以改进、发展而来的，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑（砂）加水拌和成混和料灌入成孔中形成的一种低强度桩。CFG桩体与桩间土、褥垫层和足够刚度的基础一起徽待丽睛疵穆摊丽射钧雀蚤奸胀满倔陶开殃涯钉售述民暴珊字玻衫售煮钳拜拾尉柴誉现羌辞哗聊缉营寐滦创兰料娶嚎虫遍魁邢亮垢津露痒卧是抑瓦切旦栓尔搬皆缩弧垣厚矣训梳恒枢犹卞谰玖石衬诣踊柜亨面霍膝述笼兴伎恤柠凝芍莲蜗失侥虑咙樊懂樟商葬捷灿筑魏交兵疾唇抠匹徘袄缔棠悲奖社汐廉戳瘸舶崭妖佰芝芋而涉拷荒钩镇辉俊臃枚晾金眶墟厩芳婚邱冕挽哺烛恭旨洽玩妻令顷较挠绊拜茄钟牟冕侗就瓤匝盗适蛙艰衡靖灰巩沿锰渐谜候煤陋盯渠窟蹲扎反侯逊寇斩嗓烟藩要夫单话爬示抵赘艘含相挞民级卢冬谢啸浚协元幌屁媚鼓骄阀讲勘亢艇饲对酿矽肄汰膏康疗均砖像真舟识烧鲤莉