CFG 桩施工方案

1 前言

CFG桩复合地基技术已在全国广泛推广应用，但CFG桩施工在某些地区存在着一些不可忽视的问题，比如，长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，施工设备不具备排气装置，钻孔到预定标高后开始向管内泵料，钻杆中的空气排不出，导致桩体产生孔洞；又如，钻孔到预定标高后，怕钻头活门打不开，先提30～50cm再灌料，导致桩端有虚土承载力偏低等等。需要指出的是，一些施工人员由于缺乏对这一技术的深入了解，甚至把先提30～50cm再灌料的错误施工方法作为经验来交流，以至于这种错误的施工方法在全国广泛流传。

为了更好地推广CFG桩复合地基技术，避免施工发生一些质量问题，根据多年对CFG桩施工工艺、施工设备的试验研究，特别是通过处理工程发生的一些事故，对CFG桩施工技术做了回顾和总结，归纳了CFG桩施工技术要点，供施工人员参考。

2 CFG桩施工技术要点

2.1 CFG桩施工可根据现场条件选用下列施工工艺：

（1）长螺旋钻干成孔灌注成桩：

适用于地下水以上、提钻不塌孔的土层条件；

（2）长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩：

适用于粘性土、粉土、砂土、粒径不大于60mm厚度不大于5m的卵石层（卵石含量不大于30％），以及对噪声和泥浆污染要求高的场地；

（3）振动沉管灌注成桩：

适用于粘性土、粉土、素填土，对夹有较厚卵石、砂和孔隙比小液性指数较低的粘土层无合理有效的辅助措施不宜采用，软土地基应通过现场试验确定其适用性；

（4） 泥浆护壁钻孔灌注成桩：

对遇有较厚卵石、砂和孔隙比小液性指数较低的粘土层以及饱和软土，桩端持力层具有水头很高的承压水，长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩容易发生窜孔，对噪声污染要求严格的场地，不宜采用前述施工工艺时，可采用该工艺。

2.2 当采用挤土成桩工艺，新打桩对已打桩可能产生不良影响时，可选用非挤土成桩工艺，或挤土和非挤土成桩工艺联合使用的施工方案，挤土和非挤土成桩工艺联合施工时，宜先打挤土桩、后打非挤土桩；在有较厚软土的地基上施工时，混合料宜用低坍落度（3～5cm），以防止桩体自身塌落发生断桩；

2.3 通过试成桩检验地质条件是否与地质报告相符、复合地基设计参数是否合理，对发现的问题，及时向地基处理设计单位提出报告。

2.4 振动沉管CFG桩施工要点

（1）通过在桩机卷扬系统加动滑轮，调整拔管线速度控制在规范建议的范围（不是平均速度）；

（2）打桩前、打桩过程中测地表标高，观测地表隆起或下沉量；

（3）通过试成桩，观测地面标高变化和测定新打桩对已打桩的影响（新打桩对未结硬的已打桩的影响；新打桩对已结硬的已打桩的影响），确定合理的施打顺序；

（4）软土中可采用静压振拔技术，沉管过程可不启振动锤、静压沉管，减少对桩间土的扰动，拔管启锤使混合料振密；

（5）软土中可采用大直径予制桩尖，以获得较大的端阻力，而保持桩身混合料用量不变；

（6）经施工监测确认桩体断裂并脱开，应逐桩静压（跑桩）将脱开的上下桩接起来；

（7）拔管不宜长时间留振，防止粗骨料与水泥浆发生分离。

2.5 长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工要点：

（1）基础埋深较大时，宜在基坑开挖后的工作面上施工，工作面宜高出有效桩顶标高300～500mm，工作面为卵石和粗砂取小值，工作面土较软时应采取相应施工措施（铺碎石、垫钢板等），保证桩机正常施工。基坑较浅在地表打桩或部分开挖打桩空孔较长时，应加大保护桩长，并严格控制桩位偏差和垂直度；

（2）基坑降水应控制在标高最低的电梯井、集水坑底标高以下500～1000mm；

（3）软土地基中施工宜通过掺加减水剂、泵送剂制备泵送性能好坍落度较低的混合料，以防止桩体自身塌落发生断桩、或充盈系数过大。

（4）桩体混合料配比碎石最大粒径不宜大于25mm，粉煤灰选用Ⅱ级或Ⅲ级细灰，每立方米混合料掺量70～90kg为宜；

（5）桩端为饱和粉土、砂土和卵石层时，应选用下开式专利钻头（专利号ZL 00 2 63200.4），以防止钻头活门打不开、桩端有虚土不能发挥土的端阻；

（6）严禁先提钻后灌料；

（7）桩径400mm时提钻速度宜为2.5~3.5m/min,桩径增大钻头活门断面应相应增大，若桩径增大而钻头活门断面不变时应相应降低提钻速度；

（8）夹有松散饱和粉土、粉细砂的土层，成孔时在剪切荷载作用下，土体液化，导致刚打完处于流动状态桩的桩周土丧失对桩的侧向约束能力，桩体侧向澎出、桩顶下沉，产生窜孔，液化区域连成片甚至导致基坑失稳或周边建筑物倾斜开裂、道路破坏（例如，郑州地区、山东东营、菏泽地区），在这类地基上施工应采取如下措施：

（a）降饱和粉土、粉细砂中的水；

（b）采用小叶片螺旋钻杆成孔，减少剪切能积累并对桩间土具有挤密作用；

（c）合理设计施打顺序和控制日成桩数量，避免在某个区域产生成片的液化区，也可采用跳打等方法减少剪切能量的积累；

（d）快速钻进，减少剪切能量在可液化土层上的积累；

（e）选用下开式专利钻头，防止阀门打不开在同一桩位多次复钻；

（f）混合料尽量采用较小的坍落度；

（g）把施工因素作为基坑支护的设计条件；

（h）设计宜采用大桩距大桩长。

注：当上述措施仍无效时，可采用泥浆护壁钻孔灌注成桩工艺。

2.6 清土、剔桩头防断桩和防扰动桩间土措施

2.6.1 打桩弃土和预留保护土层可采用人工清除、或机械人工联合清除方案。当采用机械人工联合清除方案时：

（1）对基坑开挖后打桩的场地，采用人工预断桩、挖掘机清土，具体方法如下：

（a）成桩后混合料结硬前人工将有效桩顶标高200mm以上的桩体挖除，用水准仪严格控制挖除后的桩顶标高；

（b）全部桩施工完后，挖掘机自垫路（路面至挖除后桩顶的距离不小于1.5m，基底下土和弃土较软时取高值）进入现场清除现桩顶标高以上的土：

（c）人工清除余土至有效桩顶标高。

（2）在地表打桩后再进行基坑开挖的场地，由现场试挖确定预留人工开挖深度，以保证桩的断裂部位高于有效桩顶标高以上。

2.6.2 截桩头宜用无尺锯在有效桩顶标高处切深1～2cm的园环，再用两钢钎相对同时敲击断桩。

2.6.3 清土、截桩头后禁止对桩间土产生扰动的施工设备（如轮胎式运土车等）在施工场地内通行，防止产生“橡皮土”。

2.7 混合料试块的制作和现场养护

施工过程中，应随机选取具有代表性的混合料制作试块（边长为150mm的立方体）并捣实，送实验室前应在现场按标准养护条件对试样进行养护，特别在冬期，不得将试样随意放置在施工现场或工棚里，避免养护条件不标准导致试验结果不能反映桩体的真实强度。