CFG樁復合地基加固施工技術探析

李 濤

（中鐵十六局集團第二工程有限公司，天津 300162）

0 引言

CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）是一種半剛性樁，在軟土地基處理中較為常見。大量實踐證明，采用CFG樁進行地基加固處理不僅施工簡便、速度快、成本低、質量高，還能夠顯著提高地基處理質量以及地基結構強度，并增強軟土路基的承載力與穩定性[1]，而且不會產生太多灰塵及噪聲，對周邊環境影響小，因此在我國應用較廣。為提高CFG樁復合地基加固技術施工質量，本文結合新建石家莊至濟南鐵路客運專線軟土地基加固工程實例,介紹了CFG樁復合地基加固施工流程及質量控制標準，探討了CFG樁施工中常見質量問題，并提出了控制措施，以期為軟土基地處理提供參考。

1 CFG樁復合地基加固施工流程

新建石家莊至濟南鐵路客運專線工程不同地段CFG樁樁徑基本一致，均為0.4m，但是在樁間距方面存在明顯差異，路基地段CFG樁間距為1.8m，涵洞地段CFG樁間距為1.5m。同時基于不同區段項目施工要求以及地質特點，全線CFG樁樁長也存在較大差異，設計樁長根據設計檢算確定，具體以工點設計圖紙為準，有10m、13m、15m、18m、20m、22m幾種。CFG樁施工工藝流程見圖1。

圖1 CFG樁施工工藝流程圖

（1）樁位放樣。首先采用全站儀確定路基兩旁的縱向控制樁精確位置，施工開始前再依據設計樁位布置圖選用鋼尺準確放出每個樁的點位，然后對每個CFG樁位用石灰進行標記并插上筷子。在所有放樣工作完成之后，為了確保準確無誤，還需要再次進行核對，具體核對內容包括樁的位置、數量以及布設形式等[2]。

（2）鉆機就位。鉆機就位要確保鉆塔天輪的外緣、鉆頭尖以及樁位點三點于一線，保證鉆桿垂直于地面，鉆頭矛尖與樁位點對準之后方可固定鉆機，對鉆機液壓腳進行調節，確保鉆機保持水平。鉆桿垂直度容許偏差要控制在1%以內。根據樁底設計的標高與地面標高位置差別，于鉆機塔上面做好明顯標記，用于控制CFG樁施工長度。

（3）鉆機成孔。鉆孔施工進行時，鉆頭閥門要確保關閉，將鉆桿向下移動，直至鉆頭抵住地面，然后啟動鉆機開始鉆孔。在鉆進過程中通常需要遵循先慢后快的原則，避免鉆桿發生大幅度晃動，同時有助于施工作業人員在鉆進過程中對鉆孔的偏差進行觀察，如果偏差大小超出預設范圍則需要及時進行糾正。鉆機在遇到圓礫層或卵石層時，由于這些地層硬度較大，并且顆粒較粗，鉆進速度會明顯下降，同時鉆機會出現輕微的晃動。施工人員可以通過這些特點來判斷是否鉆遇圓礫層或卵石層。如果鉆進速度明顯下降，鉆桿晃動較為劇烈，此時應該控制鉆速在較慢的范圍內，避免鉆頭或者鉆桿發生損壞，同時避免鉆孔發生傾斜。在軟硬突變地層中，需要鉆頭進入持力層一定深度之后方可停止鉆進；在軟硬平緩地層中，鉆孔鉆至預設深度位置后便可停止鉆進。

（4）灌注及拔管。鉆孔完成后，方可進行泵送混合料，灌注施工前要提鉆30cm，留足充分的空間，讓鉆頭滑瓣打開，進行混合料灌注，待混合料灌滿鉆孔底部位置后均勻轉動鉆桿，向上提鉆。在具體操作過程中嚴禁先提管后泵料，容易導致鉆孔底部位置灌注不充分，影響CFG樁質量[3-4]。灌注施工時混合料灌注速度與提鉆速度要相匹配，通常來說提鉆速度快需要加大混合料泵送量，提鉆速度慢需要降低混合料泵送量，只有這樣才能夠保障灌注體的均勻性。因此，在混合料灌注過程中司鉆人員與泵工之間的協同配合至關重要。還需要注意的是，為了避免混合料灌注過程中發生斷樁，要控制鉆頭始終處于混凝土內1m深度。在施工過程中，受到外界因素影響無法進行連續灌注作業時，不能在飽和砂土以及粉土層內中斷灌注作業，這些地層含水豐富，容易導致混合料離析，嚴重影響灌注質量。混合料灌注量不能低于施工設計量，同時應該基于設計樁樁頂距離地面的距離合理控制保護樁長度，通常距離地面不足1.5m時，保護樁長度控制在0.5～0.7m；距離地面超過1.5m時，保護樁長度控制在0.7～1.0m。

（5）灌注成樁。灌注完成后，鉆具提離孔口，嚴防車輛等重型機械在樁頂行走碾壓。特別需要注意的是在成樁初凝前，樁頭部位非常脆弱，容易受到破壞，因此需要采取有效的保護措施，避免樁頭發生損壞。

（6）施工順序。CFG樁施工順序采用從線路中心向兩側順序推進，且用跳樁法施工，以避免造成相鄰樁斷樁。為了保障施工過程的科學性和合理性，在施工時應該嚴格按樁位布置圖順序進行施工，避免發生漏樁。在施工過程中如果發現樁位布置圖存在問題，應該及時進行反饋調整。

（7）移機。CFG樁施工按照樁位順序依次展開，在完成當前樁的施工后需要移機到下一根樁繼續進行施工。CFG樁施工過程中排出大量的土可能會影響到下一根樁位的標記，因此在進行施工前需要對樁位進行再次復核。對排出的土進行清運時，需要注意保護灌注成樁的樁體和樁頭不受損壞。

2 CFG樁施工質量控制及檢驗

為保證CFG樁的成型質量，應對其原材料進行控制，對成樁進行檢驗，CFG樁質量控制、檢驗標準如表1所示。

表1 CFG樁質量控制、檢驗標準

（1）混凝土強度檢測。在灌注混凝土過程中，要求每臺班制作試件1組（3塊），試件標準養護28d后進行抗壓強度檢驗。

（2）CFG樁的樁身完整性檢測。對于每個工點的CFG樁，第三方檢測機構按照每個工點CFG樁施工總根數的10%檢測，且數量要在3根及以上。

（3）CFG樁單樁承載力檢測。對于每個工點的CFG樁，第三方檢測機構按照每個工點CFG樁施工總根數的2‰檢測，且數量要在3根及以上。

3 CFG樁施工常見質量問題及控制措施

在CFG樁施工過程中容易出現一些質量問題[5-6]，針對存在的問題采取了相應的控制措施。

（1）導管堵塞。產生的主要原因為導管彎折度過大、混合料配比不合理或攪拌不均勻，此外冬季施工保溫處理不充分也容易造成導管堵塞。針對該問題，一方面要避免灌注管路發生過大的彎折，在每次拆卸導管時均進行徹底清洗；另一方面要科學控制混合料的配合比，并加強冬季施工保溫措施。

（2）偏樁。產生的主要原因為場地因素以及地層因素，導致樁機對位不準確。針對該問題，要及時清理場地各種障礙物，在樁位放樣時進行認真核對，同時在開鉆以及鉆進過程中需要對樁機的垂直度進行嚴格控制[7-8]。

（3）斷樁。產生的主要原因為提鉆太快導致混合料灌注不足或者相鄰樁位太近導致穿孔。針對該問題，一方面在混合料灌注過程中應該嚴格控制提鉆速度，實現提鉆速度與灌注量之間的有效匹配；另一方面在設計時應該合理控制樁位之間的距離，并在鉆進過程中確保不發生偏樁。

（4）樁身混凝土強度達不到要求。產生的主要原因為混合料配比不合理，特別是對用水量控制不當。針對此問題，一方面在確定混合料配比時需要適當優化粗骨料級配，并合理選擇外加劑，在無特殊要求情況下，盡量采用早強型減水劑而不采用普通泵送劑。

（5）樁身回縮。產生的主要原因為樁身混凝土收縮，這是CFG施工中較為常見的問題[9-10]，通常采用添加合理的外加劑或者超灌的方式來解決，確保灌注的混合料不小于設計的混合料。

（6）樁頭質量問題。主要包括夾泥、氣泡以及混凝土不足等，產生的主要原因為操作原因，針對該問題應該加強施工操作人員的技術培訓，嚴格按照施工設計要求以及各項操作規范進行施工作業，防止混凝土中積氣，避免施工中產生過多樁頂浮漿等。七是單樁承載力低，產生的主要原因為鉆孔入巖和樁底嵌固不符合要求，因此解決該問題最為有效的措施便是增加入巖深度，對嵌巖樁務必在帶壓灌注混凝土一定量之后再進行提鉆，有效保障樁底嵌固良好。

4 結束語

本文結合新建石家莊至濟南鐵路客運專線軟土地基的加固處理工程實例,對CFG樁復合地基加固技術在軟土地基中的應用進行了分析。明確了CFG樁復合地基加固施工的關鍵技術及質量檢驗要點，針對CFG樁復合地基加固技術施工常見的質量問題提出了相應的控制措施，可為高鐵地基軟土地層沉降問題提供解決思路。總而言之，為保證CFG樁的成型質量，CFG樁復合地基加固施工技術需執行嚴格的工藝流程及質量控制標準，應對其原材料進行控制，對成樁進行檢驗檢測，包括混凝土的強度、樁身的完整性和單樁的承載力。施工中應杜絕導管堵塞、偏樁、斷樁、樁身混凝土強度不足、樁身回縮、樁頭質量差及單樁承載力低等現象發生。