CFG桩复合地基施工工法

CFG桩复合地基施工工法

1. 适用范围

CFG桩复合地基处理技术应用广泛，适用于处理淤泥质黏土、软土及承载力在200kPa左右的较密实性土。

2. 工艺原理

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。

3. 施工方法及操作要点

CFG桩的施工方法按施工设备的不同主要有振动沉管和长螺旋钻管内泵压两种工艺。

3.1 振动沉管CFG桩施工工艺 3.1.1 施工设备

施工设备为振动沉管机，分为DZ、DZKS、DZJ系列。其中DZ系列为普通垂头；DZKS系列又名中空锤，除具有普通DZ系列的功能外，中间有Φ500mm的通孔，可以配合重锤或内夯管进行夯扩桩施工；DZJ系列可通过液压遥控调整偏心力矩，可在运转条件下，实现偏心力矩的调整。 3.1.2 施工程序

（1）施工准备

施工前应具备下列资料和条件：

建筑物场地工程地质勘察报告。

CFG桩布桩图。图应注明桩位编号以及设计说明和施工说明。

建筑场地邻近的高压电缆、地下管线、地下构筑物及障碍物等调查资料。 建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料。 具备“三通一平”条件。 施工技术措施包括以下内容： 确定施工机具和配套设备。

材料供应计划。标明所用材料的规格、技术要求和数量。

试成孔应不少于两个，以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜，核定选用

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的技术参数。

按施工平面图放好桩位，若采用钢筋混凝土预制桩尖，需埋入地表以下30cm左右。

确定施打顺序。

复核测量基线、水准点及桩位、CFG桩的轴线定位点，检查施工现场所设的水准点是否会受施工影响。

振动沉管机沉管表面应有明显的进尺标记，并以米为单位。 3.1.3 CFG桩施工

桩机进入现场，根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装。

桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。 启动马达沉管到预定标高，停机。

沉管过程中做好记录，每沉1m记录电流表上的电流一次。并对土层变化处予以说明。

停机后立即向管内投料，直到混合料与进料口齐平。混合料按设计配比经搅拌机加水拌合，拌合时间不得少于1min，如粉煤灰用量较多，搅拌时间还要适当放长。加水量按坍落度3~5cm控制，成桩后浮浆厚度以不超过20cm为宜。

启动马达，留振5~10s，开始拔管，拔管速率一般以1.2~1.5m/min（拔管速度为线速度，不是平均速度），如遇淤泥或淤泥质土，须在拔管过程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求。成桩后桩顶标高还应考虑计入保护桩长。

沉管拔出地面，确认成桩符合设计要求后，用粒状材料或湿粘性土封顶。然后移机进行下一根桩的施工。

施工过程中，抽样做混合料试块，一般一个台班做一组（3块），并测定28d抗压强度。

3.1.4 施工中常见的几个问题

（1）施工扰动土的强度降低

振动沉管成桩工艺与土的性质具有密切关系，土的密实度对土的挤密性影响很大。密实的砂土或粉土会振松，松散的砂土或粉土可振密。

（2）缩颈和断桩

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在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，当采用连打作业时，新打桩对已打桩的作用主要表现为挤压，即使得已打桩被挤成椭圆形或不规则形，严重的产生缩颈和断桩。

在上部有较硬的土层或中间夹有硬土的土层中成桩，桩机的振动力较大，对已打桩的影响主要表现为振动破坏。采用隔桩跳打工艺，若已打桩结硬强度又不太高，在中间补打新桩时，已打桩有时被振裂。

（3）桩体强度不均匀

桩机卷扬系统提升沉管线速度太快时，为控制平均速度，一般采用提升一段距离，停下留振一段时间，非留振时，速度太快可能导致缩颈断桩。拔管太慢或留振时间过长，都会使得桩的端部桩体水泥含量较少，桩顶浮浆过多，而且混合料也容易产生离析，造成桩身强度不均匀。

（4） 桩料与土的混合

当采用活瓣桩靴成桩时，可能出现的问题是桩靴开口打开的宽度不够，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较小。

若采用反插办法，由于桩管垂直度很难保证，反插容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土等缺陷。

3.2 长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺 3.2.1 施工设备

长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式搅拌机组成的完整的施工体系。其中长螺旋钻机是该工艺设备的核心部分。 3.2.2 施工准备

（1）材料

CFG桩原材料包括砂、石、水泥、粉煤灰和外加剂，在进场前需确定原材料的种类、品质，并将原材料送至试验室进行化验和做混合料配合比试验。

水泥：施工中多采用袋装42.5号普通硅酸盐水泥； 卵石或碎石：粒径多采用8~25mm； 砂：含泥量小于5%；

粉煤灰：Ⅱ级、Ⅲ级粉煤灰； 泵送剂。

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（2）施工现场

施工前场地的降水、开挖、水、电等需满足CFG桩施工要求。 ①降水

CFG桩施工要求地下水位应降至基底标高下0.5~1m，确定降水深度时还应考虑集水坑等的深度。

②基坑开挖

当CFG桩在基坑内施工时，基坑开挖需满足下列要求： A、开挖深度

开挖深度应根据基底设计标高和保护土层厚度确定。开挖时，要求工作面平整，严禁超挖。

B、开挖范围

开挖范围需考虑CFG桩边桩和角桩施工时的工作面，工作面的确定取决于机身尺寸和工作特性。另外还需根据场地料场和搅拌机的布置情况，在基坑内预留混凝土泵的位置。

C、坡道

为方便施工机械进出坑底作业面，需在基坑适当的位置开挖一段坡道。坡道宽度、弯度和坡度需保证施工机械顺利进出基坑。坡道表面需做适当硬化处理。

③施工道路及料场

通往坡道、料场的道路及料场的表面需做适当硬化处理，保证施工时道路平整、通畅。

④施工用水、电

施工时需保证混合料搅拌的用水量，要求所用的水对CFG桩混合料没有腐蚀性。

施工用电根据施工工艺所采用的设备用电的总容量确定。 ⑤施放桩位

在CFG桩施工前应根据设计图纸，确定建筑物的控制轴线，并将CFG桩的准确位置施放到CFG桩作业面上。施放的桩位应明显、易找、不易被破坏。

（3）施工资料

施工前应准备下列资料：

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工程地质勘察报告；

建筑物场地邻近的高压电缆、地下管线、地下障碍物及构筑物的调查资料； 地基处理方案； 施工组织方案； CFG桩复合地基施工图；

施工中各种记录、报审、报验表格。 3.2.3 CFG桩施工

（1）钻机就位

CFG桩施工时，钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大子l%。

（2）混合料搅拌

混合料搅拌要求按配合比进行配料，计量要求准确，上料顺序为：先装碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加刺，最后加砂，使水泥、粉煤灰和外加剂夹在砂、石之间，不易飞扬和粘附在筒壁上，也易于搅拌均匀。每盘料搅拌时间不应小于60s。混合料塌落度控制在16～20cm。在泵送前混凝土泵料斗、搅拌机搅拌前应备好熟料。

（3）钻进成孔钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面 时，启动马达钻进。一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。钻进的深度取决于设计桩长，当钻头到达设计桩长预定标高时，于动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。正式施工时，当动力头底面到达标记处桩长即满足设计要隶。施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。在钻进过程中，当遇到圆砾层或卵石层时，会发现进尺明显变慢、机架出现轻微晃动。在有些工程，可根据这些特征来判定钻杆进人圆砾层或卵石层的深度。

（4）灌注及拔管

CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混

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复检合格后方可使用，避免对混合料有腐蚀性。 5.2 主要设备

表5.2-1 主要机具设备表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 机具设备名称 挖掘机 装载机 自卸汽车 搅拌机 CFG桩钻机 坍落度测定仪 测温装置 含气量测定仪 抗压试模 全站仪 水准仪 数量 1台 1台 2辆 1台 1台 1套 1个 1台 30组 1台 1台 备 注 150×150×150 6. 安全与质量控制措施 6.1 安全措施 6.1.1 建立安全检查制度 （1）定期安全检查 项目经理部每月组织一次由有关部门参加的安全生产检查。查思想、查隐患、查安全知识掌握及制度执行情况，总结经验，及时推广，发现隐患及时采取措施整改，落实到人。 （2）专业性安全检查 由专业技术人员、安全技术人员和有实际操作和维修能力的工人参加，对某项专业的安全问题或者在施工中存在的普遍性安全问题进行单项检查。 （3）经常性安全检查 ①班组进行工前、工后岗位安全检查。 ②各级安全员及安全值班人员日常进行巡回检查。 - 11 -

③各级管理人员在检查生产同时检查安全。 （4）季节性及节假日前后安全检查

针对气候特点可能给生产带来的危害而进行的安全检查。节假日前后防止职工纪律松懈、思想麻痹等进行的检查。施工现场各班组要经常进行自检、互检和交接检。

由公司工程部向项目经理、项目安全负责人交底，项目安全负责人向施工主管和部门负责人交底，施工主管、部门负责人向施工班组交底。 6.1.2 施工用电安全措施

（1）施工用电必须有经批准的临时施工用电施工组织设计，现场用电按照设计进行。

（2）所有电力线路和用电设备，必须由持证电工安装，并负责日常检查和维修保养，其他人员不得私自乱接、拉电线。

（3）现场使用的用电线路，一律采用绝缘导线，移动线路必须使用胶皮电线，不得有裸露。导线要架空设置，以绝缘子固定，不得捆绑在脚手架上。

（4）在潮湿场所及容器、罐内作业时应使用24V 的安全电压做照明。 （5）室外的配电箱必须做防雨罩，并上锁，钥匙由值班电工统一管理。总配电箱和分配电箱均设漏电开关，开关箱内的漏电开关动作电流不大于30mA，所有用电设备均采用“一机一闸一漏电”。

（6）配电系统采用TN-S 接零保护系统，PE线截面不小于1/2 相线。所有出线电缆末端均做重复接地，接地电阻不大于10Ω。电力设备的外壳及所有金属工作平台均与PE线相接。 6.1.3 施工机械安全措施

（1）施工现场机械设备的安装，应严格执行验收制度，并由持有操作证的人员操作，实行定机定人。

（2）各类施工机械的安全防护设施和安全措施，必须严格按照有关的安全技术规程配置，并保持齐全有效，严禁拆除机械设备上的各种安全防护设施。

（3）所有施工现场的机械保管、修理，操作人员必须严格执行机械设备的保养规程和安全操作规程，必须严格执行设备定期保养制度、定期维修制度，做好机械设备的清洁、紧固、润滑、调整和防腐工作，严禁机械超负荷使用、带病

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运转和在作业中进行维修。

（4）所有机械设备必须在醒目处悬挂操作规程及注意事项。 6.2 质量控制措施

（1）钻孔过程中钻机电流表如交替升降为正常，若发现电流持续高电流不下降而且钻杆摇晃或难钻时要放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移及钻杆、钻具损坏。

（2）终孔要以设计桩长、钻至基岩面（钻机不在下降，并有上顶晃动现象为准）为原则，如与设计差别较大要上报监理提出变更。

（3）钻机钻至设计标高时要上提10cm左右，保证钻机端部阀打开，灌混凝土畅通。

（4）提钻时要严格控制拔管速度拔管，提拔钻杆要采用静止提拔，必须保持混凝土面始终高于钻头面，钻头低于混合料面20cm以上。确保钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续；

（5）施工中提钻与混合料供应必须密切配合，保证提钻和泵料的一致，未泵料不能进行拔管，以防断桩。

（6）施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵管及时清洗，以免成桩空心。

（7）CFG桩桩顶必须按设计要求比设计要求高出50cm，以确保桩身有效桩长的强度。

（8）要严格按配合比拌合混合料，坍落度要控制在160～180mm之间。施工过程中坍落度的损失速度根据现场试验测试得出，并根据测试结果调整坍落度，避免因坍落度损失过快造成混合料堵管；

（9）桩顶破除不能采用机械挖除，要人工用钢钎对称截除，以防破坏桩身，而且禁止重型机械在打完桩的上面调头，急转通行。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2jop.html