CFG桩施工工艺设计

　CFG 桩的施工工艺

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　发布时间：2011-1-13 1:48:48

　水泥粉煤灰碎的施工，应按设计要求和现场条件选用相应施工工艺，并应按照现行有关规执行：

　(1)长螺旋钻灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基；

　(2)泥浆护壁钻灌注成桩，适用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎（砾）土及风化岩层分布的地基；

　(3)长螺旋钻、管泵压混合料成桩，适用于粘性土、粉土、砂土等地基，以及对噪音及泥浆污染要求格的场地；

　(4)沉管灌注成桩，适用于粘性土、粉土、淤泥质土人工填土及无密实厚砂层的地基。

　 2、 长螺旋钻、管泵压混合料成桩施工和沉管灌注成桩施工除应执行现行有关规外，尚应符合下列要求：

　(1)施工时应按设计配比配臵混合料，投入搅拌机加水量由混合料塌落度控制，长螺旋钻、管泵压混合料成桩施工的塌落度以为 180-200mm，沉管灌 注成桩施工的塌落度宜为 30-50mm,成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过 200mm;

　(2) 长螺旋钻、管泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应同拔管速度相配合，以保证挂有一定高度的混合料，遇到饱 和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌注成桩施工拔管速度应按均匀线速度控制，拔管线速度应控制在 1.2-1.5m/min 左右，如遇淤泥或淤泥质 土，拔管速度可适当放慢

　(3)施工时，桩顶标高应高出设计桩顶标高，高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和成 桩顺序等综合确定，一般不应小于 0.5m.

　(4)成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组(3 块)试块（边长为 150mm 的立体），

　标准养护 28d,测定其抗压强度；

　(5)沉管灌注成桩施工过程中应观测新施工桩对已施工桩的影响，当发现桩断裂并脱开时，必须对工程桩逐桩静压，静压时间一般为 3min，静压荷载以保证使断桩接起来为准。

　3、 复合地基的基坑可采用人工或机械、人工联合开挖。机械、人工联合开挖时，予留人工开挖厚度应由现场开挖确定，以保障及械开挖造成桩的断裂部位不低于基础底面标高，且桩间土不受扰动。

　4、 褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，也可采用动力夯实法。

　5、 施工中桩长允偏差为 100mm,桩径允偏差为 20mm,垂直度允偏差为 1%.对满堂布桩基础，桩位允偏差为 0.5 倍桩径；对条形基 础，垂直于轴线向的桩位允偏差为 0.25 倍桩径，顺轴线向的桩位允偏差为 0.3 倍桩径，对单排布桩桩位允偏差不得大于 60mm。

　质量检验

　1、复合地基检测应在桩体强度满足试验荷载条件时进行，一般宜在施工结束 2-4 后检测。

　2、复合地基承载力宜用单桩或多桩复合地基载荷试验确定，复合地基载荷试验法宜符合本规附录 A的规定，试验数量不应少于 3 个试验点。

　3、对高层建筑或重要建筑，可抽取总桩数的 10%进行底应变动力检测，检验桩身结构完整性。

　最后需要注意的是，封头是的规，和普通的灌注桩有点不同

　碎桩、 CFG 桩施工工艺流程图

　一)施工准备：平整清理打桩场地，宽度再向处延伸 3m，保证桩基的施工位臵，作为施工的工作垫层。根据设计文件，按桩间距布臵准确测放桩位，将打桩机及其配套机具运至施工现场安装架高完好。

　(二)根据该工程的地质特性，其成桩工艺宜采用逐步拨管法：

　1. 桩管垂直对准桩位（活瓣桩靴闭合）

　2. 启动振动锤将桩管振动入土中，达到设计深度，使桩管围的土进行挤密或挤压。

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

　4. 从桩管上端的投料漏斗加入料，数量根据试桩确定。

　5. 逐步拨管边振边拨管，每拨管 1.0m—1.5m 停止拨管而继续振动，停拨时间 5—10S，直至将管拨出地面。

　碎桩、CFG 桩施工工艺流程图

　CFG 桩复合地基施工 CFG 桩(钻压灌素混凝土桩)复合地基为近几年研究采用的一种新型地基处理案，该法施工简

　单、速度快、质量便于控制。某工程中采用此技术，且开创了首次在总高度超过 100m 的工程中运用此技术，效果良好。

　一、工程概况 某工程总建筑面积约 23 万 m2，由四栋高档塔式涉外公寓组成，其中 1#楼已施工完毕交付施工，现进行 2#楼施工，2#楼总建筑面积 62089mm2，地下三层，地上 34 层。主楼基础为箱形基础，主体结构类型为全现浇剪力墙结构。

　2#楼工程总高度 102m，设计±0.00 相等于绝对标高 38.5m，基底标高为-15.86m、-16.36m、-15.56m，分别相等于绝对高程 22.64m、22.14m、21.94m。

　二、CFG 桩设计情况 （一）地质勘测情况：基底持力层为细粉砂⑤层（局部为粘质粉土、粉质粘土⑥层），其地基承载力标准值为 220kpa。

　（二）CFG 桩设计要求：

　1. 建筑物主楼最终沉降量≤80mm； 2. 建筑物最大倾斜≤总高度的 0.8‰； 3. 不考虑地下室的抗浮问题。

　4. 地基承载力需≥615 kpa。

　（三）CFG 桩设计参数：

　桩 数 988 根 平均桩长 11.5m 平均桩径 420mm 混凝土 等 级 C20 单桩承载力标准值 750kN 桩 间 距 1.29×1.30m 1.39×1.36m 1.52×1.42m 褥 垫 层 150mm 厚砂褥垫层 （四）CFG 桩复合地基承载力简要验算：

　1. 复合地基围的面积为：1795.08m2 2. 复合地基承载力为：

　750×988/1795.08＋220=632.79 kPa＞615 kPa（设计要求地基承载力）

　地基承载力符合设计要求。

　三、施工工艺：

　（一）施工准备：

　1. 主要设备机具准备：

　长螺旋钻机（45kW×2）

　1 台； 混 凝 土输 送 泵 1 台 搅 拌 机 1 台 坍落度测筒 1 个 试块模具 2套 配 电 箱 1 台 经 纬 仪 1 台 水 准 仪 1 台 2. 材料准备：

　水泥：32.5#普通硅酸盐水泥； 碎：粒径 5-20mm； 砂子：细中砂，含泥量≤5%； 粉煤灰。

　3. 劳力准备：

　施工总指挥 1 人 技术负责 1 人 质 检 员 1 人 钻机操作 6 人 钻机记录 2 人 钻机指挥 2 人 搅拌机操作 3 人 上 料 20 人 4. 现场条件 ⑴ 基槽开挖完毕，预留土层厚度（300mm），并办理好中间验收记录。

　⑵ 总包单位对 CFG 桩施工单位做好测量交底。（包括基槽的高程、控制轴线网、等）

　⑶ CFG桩施工单位测量人员对基槽槽地底标高进行复测，根据总包单位提供的控制轴线定出 2 个轴线控制点。

　............

　第一节 CFG 桩地基加固 一、特点和适用围 CFG 桩为桩体中掺加适量 屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高的桩体，与桩间土和褥垫层一起构成 CFG 桩复合地基。桩，桩间土与基础之间必须设臵一定厚度的褥垫层，即褥垫层是高粘结强度桩复合地基的一部分。

　CFG 桩属高粘结强度桩，与素硷桩的区别仅在于桩体材料的构成不同，在其受力和变形特性面无什么区别。复合地基性状和设计计算，对其它高粘结强度桩复合地基都 适用。CFG 桩可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。就土性而言，CFG 桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好的土，又 可用于挤密效果差的土。

　二、材料 CFG 桩的骨干材料为碎。屑为中等粒径骨料，当桩体强度小于 5MPa 时，屑的掺入可使桩体级配良好，对桩体强度起重要作用，相同碎和水泥掺量，掺入屑可比不掺屑强度增加 50％左右。

　其它材料为粉煤灰、水泥、及水，其中粉煤灰可使用桩体具有明显的后期强度。

　三、施工准备 1、资料和条件 （1）建筑物场地地质勘探报告 （2）

　CFG 桩布桩图以及设计说明 （3）建筑物场地的水准控制点和建筑物位臵控制坐标等资料 （4）具备”三通一平”条件 2、技术措施 (1) 确定施工机具和配套设备。

　(2) 材料供应计划，标明所用材料的规格、技术要求和数量。

　(3) 试成应不少于 2 个，以复核地质资料以及设计、工艺是否适宜，核定选用的技术参数。

　(4)按施工平面图放好桩位。

　(5)确定施打顺序 施打顺序与土性与桩距有关。软土中桩距较大，可采用隔桩跳打，饱和的松散粉土中施工，如果桩距较少，不直采用桩跳打案；满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四转圈向推进施工。

　(6)复核测量基线、水准点及桩位、CFG 桩的轴线定位点。

　(7)振动沉管机沉管表面应有明显的进尺标记（以米为单位）。

　3、施工设备：螺旋钻机，混凝土输送泵，搅拌机。

　4、施工工艺 （1）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。

　（2）桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于 1%。

　（3）启动马达沉管到予定标高，停机。

　（4）沉管过程中做好记录，每沉 1 米记录电流表电流一次，见表 1。

　（5）停机后立即向管投料，直到混合料与进料口齐平，混合料设计配批经搅拌机加水拌和，拌和时间不得少于 1 分钟，如粉煤灰用量较多，拌和时间还要适当放长，落度要求 3-5 厘米，成桩后浮浆厚度以不超过 20 厘米为宜。

　（6）启动马达，留振 5-10 秒，开始拨管，拨管速度为 1.2-1.5 米/分钟（拔管速度为线速）如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率还可放慢。拨管过程中不允反插，如上料不足，须在拨管过程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求，成桩后桩顶标高应考虑计入保护桩。

　（7）沉营拨出地面，确认成桩符合设计要求后，用粒状材料湿粘土封顶，然后移机进行下一根桩的施工。

　（8）施工过程中，抽样做试块，试压 28 大抗压强度。

　（9）待桩体达到一定强度（一般 3-7 天），进行开槽及桩头处理。

　（10）桩头处理完毕后进行褥垫层铺设，褥垫层所用材料为级配砂，最大粒径不超过 3 厘米。褥垫层一般厚度 10-30 厘米，虚铺后采用静力压实，褥垫层高度比基础宽度要大，其宽出部分不直小于褥垫层的厚度。

　5、质量要求，安全措施及成品保护 （1）质量要求 A、桩长允差≤ 10cm B、桩径允差≤ 2cm C、垂直度允差≤ l % D、桩位允偏差：

　满堂红布桩的基础茎≤ 1/2 D 条基：垂直轴线向≤ 1/4 D，单排布桩不得大于 6 厘米。

　顺轴线向≤ 1/3 D，单排布桩不得大于 1/4 D E、 CFG 桩施工完毕，对桩进行低应变桩身完整性检测和单桩承载力检测，桩身完整性随机抽取桩数的 10%，静载抽几根即可。桩的承载力，必须达到桩的极限承载力。

　（2）安全措施 A、电器系统设专人负责，配备电器保护装臵，随时检查。

　B、设备定期检修，钻机，混凝土泵，搅拌机等必须由专职人员按操作规程操作。

　C、施工人员进入现场必须戴安全帽。

　D、施工前对施工人员进行专项交底。

　E、现场设专职安全员，负贡现场安全施工。

　（3）成品保护 A、CFG 桩施工完毕，待桩基达到一定强度（一般 3-7 天）后可进行开槽。

　B、土开挖时不可对设计桩顶标高以下的桩体产主损害，尽量避免扰动桩间土。

　C、剔除桩头时先找出桩顶标高位臵，用钢钎等工具沿桩向桩心逐次剔除多余的桩头，直到设计桩顶标高，并把桩顶找平，不可用重锤或重物横向击打桩体，桩头剔至设计标高处，桩顶表面不可出现斜平面。

　D、如果在基槽开挖和剔除桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，必须采取补救措施，可用C20 豆混凝土接桩至设计桩顶标高，接桩过程中保护好桩间土，见下图。

　6、技术经济指标 CFG 桩桩长可以从几米到 20 多米，并且可全桩长发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的

　百分比可在 40％ ~ 75％之间变化，使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。

　CFG 桩复合地基通过褥垫与基础联接，保证桩问土始终参与工作，与传统的桩基相比，桩的数量可大大减少，且 CFG 桩不配筋，桩体利用粉煤灰和屑做为掺合料，大大降低了工程造价。

　摘要：采用水泥粉煤灰碎桩对场杂填土等软弱地基进行复合地基处理，提高地基承载力至设计要求。本文通过工程实例阐述水泥粉煤灰碎桩的施工技术及实施效果。

　1 基本概况

　1.1 工程概况

　某工程占地面积为 48000m2，场地平坦。场地的原始地形：东西部为山丘，中部和北部为冲沟和水塘，从地面向下，0～20m 均为河流阶地 第四系冲积物，主要为粘土、砂砾、圆砾等，在中部和北部杂填土的厚度较大，达8.20m。采用 CFG 桩对场杂填土等软弱地基进行复合地基处理，提高地基 承载力至设计要求。

　1.2 工程水文地质概况

　1.2.1 工程地质条件

　根据钻探资料，场地自地面以下 20m 主要为河流阶地第四系冲积物，自上而下分别为：

　① 杂填土：主要由粘土、粉粘土等组成，含砖碎块杂物等，稍湿，可塑。大部分为多年老填土，填筑时间大于20a。该层在场地零散分布。

　② 淤泥质粘土：以粘土为主，含少量腐植有机质及少量粉细砂，很湿，软塑～可塑，仅场区北部有分布，为原始水塘沉积物。

　③ 粘土：以粘土为主，含少量粉粒，底部含粉粒稍多。稍湿，硬塑～坚硬，分布普遍。

　④ 粉质粘土：以粉粒和粘粒为主，含少量细砂、粉砂，底部有粗砂和和少量小砾。稍湿，可塑。场区中、东部分布较稳定，西部分布变化较大。

　⑤ 含粘性土砾砂：由砾、砂、粘性土组成。砾含量 25～48%，最大粒径 30～40mm；砂含量 25～35%，以中、粗砂为主；冲填物为粘性土，约 20～30%。普遍分布。

　⑥ 含砾粗砂：以粗砂为主，含砾、中砂和粘土质。砾最大粒径 20～30mm，透水性中等，中密～密实，湿。

　普遍分布。

　⑦ 中砂：以中砂为主，含细砂和粘土质，下部含少量粗砂，局部见小砾。中密状态，饱和。仅西北角局部见。

　⑧ 圆砾：以砾为主，含量 55～60%，大小不均，最大粒径 40～50mm；含砂 35～40%，以中砂和粗砂为主，含粘土质 5～10%。中密～密实，饱和。普遍分布。

　各层分布情况详见表 1：

　1.2.2 水文地质条件

　场地围及临近无任地表水体，湘江位于场地西侧约 3 公里以外。场地砾粗砂、中砂、圆砾层属弱中等隙潜水，为场地主要含水层：上部杂填土、淤泥质粘土中含微弱上层滞水；粘土、粉质粘土、含粘性土砂砾层为相对隔水层。

　1.3 水泥粉煤灰碎桩简介

　水泥粉煤灰碎桩简称 CFG 桩。它是由水泥、粉煤灰、碎、屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。它不同 于简单的碎桩，碎桩是由松散的碎组成，在荷载作用下将会产生鼓胀变形，当桩土为强度较低的软粘土时，桩体易产生鼓胀破坏；而且碎桩仅在上部约 3 倍桩径长度的围传递荷载，超过此长度，增加桩桩长承载力提高不显著。而 CFG 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。

　本工程采用振动沉管灌注桩机成，桩身混凝土强度等级为 C20，设计桩复合承载力值为 200KPa。CFG 桩桩距为 1.4m，排距为 1.2m。

　2 施工技术

　CFG 桩是水泥粉煤灰碎桩的简称，用于处理软弱地基时常采用振动沉管法施工，适用于多种地质条件和工程项目。

　该技术具有施工速度快、工期短、质量容易控制，工程造价低廉等特点。

　2.1 施工工艺流程

　CFG 桩（振动沉管法）施工工艺，单打法是最基本的工法。分为移机就位、沉管造、填料加密和成桩四道工序，其中分层填料加密是关键工序。其工艺流程如下图。

　施工时，根据土质情况和荷载要求，分别选用单打法、复打法等。CFG 桩目前一般是采用振动沉管灌注成桩。由于它是一项新兴发展起来的地基处理技术，工程施工经验尚不够成熟，施工前进行了试桩，数量为 9 根，经试验桩确定的有关技术参数后，再精心组织正常施工。

　CFG 桩工艺流程图（图 1）：

　2.2 施工工艺

　2.2.1 施工顺序

　桩位的施工流水顺序,依次向后退打，以有利于保护先施工的桩不被挤坏或挤歪。施工顺序考虑隔排桩跳打（即隔一根桩位），施工新桩时与已打桩间隔时间不少于 7 天。

　2.2.2 混合填料配制

　格选择原材料，水泥选用大厂生产优质 32.5 强度等级普通硅酸盐水泥，选择洁净的河砂、卵、Ⅱ级粉煤灰等。施工前按设计要求由试验室进行 了配合比试验，配合比（1m3）为：水 186.0kg、水泥 252.4kg、中砂 452.0kg、粉煤灰 175.0kg、砾 11350kg；施工时按配 合比配制混合料，以保证混合料强度等同于 C20 混凝土。混合料中掺入的粉煤灰主要是改善拌和物的和易性，提高桩的施工质量。

　混合料配比格执行规规定，碎和中砂含杂质不大于 5%。按设计配合比配制混合料，投入搅拌机加水拌和，加水量由混合料的坍落度控制，一 般坍落度为 30-50mm，成桩后浮浆厚度一般不超过 200mm。混合料的搅拌须均匀，每盘搅拌时间不得少于 60s 。后台设磅秤计量装臵，保证砂、、粉煤灰计量准确。

　2.2.3 测量放线定桩位

　在填土分层压实后，具备了处理条件时，根据施工图开始按照南北向间距 1.20m，东西向间距 1.40m，“梅花型”布设测放 CFG 桩位，并打入木桩与地面平齐。

　2.2.4 移机就位

　桩机就位须平整、稳固，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于 1%。采用活瓣式桩尖和 D325mm 桩管，桩尖对准桩位。

　2.2.5 沉管造

　1）沉管过程中注意桩机的稳定，禁倾斜和错位。沉管过程中做好记录，激振电流每沉 1m 记录本一次和沉管所耗的总时间，格控制最后 30s 电机的电流电压值。并对土层变化处理应特别说明，直到沉管至设计标高。

　2）

　沉管过程中观察沉管的下沉速度是否正常，沉管是否有挤偏现象，若有异常情况应分析原因，及时采取措施。

　3）当沉管到达设计深度或持力层时，应判定该深度或贯入度是否已达到规规定和设计要求，或试桩时规定的并经设计认可的要求，满足了这些要求和规定，可终止沉管。该工程控制贯入度标准为每 30 秒加压一次，最后 30秒贯入度 4-5cm。

　2.2.6 填料加密

　1）沉管达到要求深度后，立即填灌桩芯混合料，尽量减少间隔时间。填料前检查沉管是否吞进桩尖或进水进泥。若存在则及时处理。

　2）在沉管过程中可用料斗进行空中投料。待沉管至设计标高后须尽快投料，直到管混合料面与钢管投料口平齐。如上料量不够，须在拔管过程中空中投料，以保证成桩桩顶、桩高满足设计要求。控制管混合料面不低于自然地面。

　3）填料量应按沉管外径和桩长计算出的体积再乘上充盈系数值（大于 1.3）。

　2.2.7 成桩

　1）当混合料填加至钢管投料口平齐后，先振动 5～10s，再开始拔管，边振边拔，每拔 0.5～1.0m，停拔留振 5～10s，如此反复，直至沉管全部拔出。沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在 1.2～1.5m/min。

　2）沉管拔出地面后，若发现桩身填料超出桩的设计顶面甚多或溢出地面较多，应及时核实充盈系数，若充盈系数小于 1，则可认为桩身可能存在缩径或断桩隐藏患，应及时研究补救措施。

　3）若发现桩身填料面低于标高，应立即补填填料使其顶面高于设计标高 0.5m，并用振捣器振实。补填填料时，应将桩顶上的浮土清理干净，必要时可向先插入钢模，再清理浮土。

　4）确认成桩符合设计要求后用粒状材料或混粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。

　3CFG 桩复合地基在施工中的质量控制

　为保证 CFG 桩复合地基的施工质量，应控制好以下几个问题：

　1）

　选用合理的施工机械设备。在施工准备阶段，必须详细了解地质情况，从而合理地选用施工机械。这是确保 CFG 桩复合地基质量的有效途径。

　2）

　深入了解地质情况，采用合理的施工工艺。在施工过程中，成桩的施工工艺对 CFG 桩复合地基的质量至关重要，不合理的施工工艺将造成重大的质量问题，甚至导 致质量事故，而要选择确定合理的施工工艺必须深入了解地质情况。只有在深入了解地质情况的基础上，才能确定合理的施工工艺，并在施工过程中加强监测，根据 具体情况，控制施工工艺，发现特殊情况，做出具体的改变。

　① 在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，但当采用连打作业时，由于饱和软土的特性，新打桩将挤压已打桩，形成椭圆或不规则形态，产生重的缩颈和断桩。此 时，应采用隔桩跳打施工案。而在饱和的松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先打桩施工完后，土体密度会有显著增加。而且，打的桩越多，土的密度越 大。在补打新桩时，一是加大了沉管难度，二是非常容易造成已打桩断桩，此时，隔桩跳打亦不宜采用。

　当满堂布桩时，不宜从四转向推进施工，宜从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工。

　② 格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩项浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。故施工时，应格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制在 1.2～1.5m／分。

　③ 控制好混合料的坍落度。大量工程实践表明，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度控制在 3～5cm，和易性好，当拔管速率为 1.2～1.5m／分时，一般桩顶浮浆可控制在 10cm 左右，成桩质量容易控制。

　④ 设臵保护桩长。使桩在加料时，比设计桩长多加 0.5m，将沉管拔出后，用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3～5 秒，提高桩顶混合料密实度。上部用土封项，增 大混合料表面的高度即增加了自重压力，可提高混合料抵抗围土挤压的能力，避免新打桩振动导致已打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。

　⑤ 拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插，由于桩管垂直度的偏差，容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土影响桩身质量，应避免反插。

　3)加强施工过程中的监测。在施工过程中，应加强监测，及时发现问题，以便针对性地采取有效措施，有效控制成桩质量，重点应做好以下几面的监测：

　①施工场地标高观测。施工前要测量场地的标高，并注意测点应有足够的数量和代表性。打桩过程中则要随时测量地面是否发生降起。因为断桩常和地表隆起相联系。

　②已打桩桩顶标高的观测。施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化，尤其要注意观测桩距最小部位的桩。因为在打新桩时，量测已打桩桩顶的上升量，可估算桩径缩小的数值，以判断是否产生缩径。

　③对有怀疑的桩的处理。对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应开挖查看，并做出必要的处理。

　4 结论与效果

　经过工程质量检测中心进行桩土复合地基载荷试验，所测28个桩点，桩土复合地基承载力特征值fak=200 KPa，满足设计要求；对 107 根桩进行基桩低应变动力检测，桩身混凝土实测强度等级均满足设计要求的 C20，除 17 根桩为Ⅱ类桩，其余 90 根均为Ⅰ类 桩，桩身质量满足设计。

　CFG 桩复合地基是在碎桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。由于 CFG 桩改善了碎桩的刚性，使其不仅能很好地发挥全桩的 侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。CFG 复合桩与桩基相比，由于 CFG 桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力。

　工程造价一般为桩基的 1/2-2/3，经济效益和社会效益非常显著。

　第七节

　CFG 桩施工 目

　录 1.工程材料

　1 1.1 粉煤灰

　1 1.2 碎

　1 1.3 屑

　1 1.4 水泥

　1 2.机具设备

　1 2.1 主要机具

　1 2.2 配套设备

　1 3.施工准备

　2 4.施工法

　2 4.1 沉管

　2 4.2 投料

　2 4.3 拔管

　3 4.4 施工顺序

　3 4.5 混合料坍落度

　3 4.6 保护桩长

　3 4.7 桩头处理

　3 4.8 褥垫铺设

　3 5.施工质量控制

　4 5.1 施工监测

　4 5.2 逐桩静压

　4 5.3 静压振拔技术

　4 5.4 大直径预制桩尖的采用

　4 6.质量检验

　4 6.1 桩间土检验

　4 6.2 单桩和复合地基检验

　4 7.常见问题及施工措施

　4 6.1 施工中常见问题

　4 6.2 施工措施

　5

　第七节

　CFG 桩施工

　 CFG 桩即水泥粉煤灰碎桩，是在碎桩基础上加进一些屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩。其施工工艺与普通沉管碎桩基本相同。

　1.工程材料 1.1 粉煤灰 粉 煤灰是燃煤发电厂排出的一种工业废料。它是磨至一定细度的粉煤灰在煤粉炉中燃烧（1100～1500oC）后，由收尖器惧的细灰（简称干灰）。其主要化学 成分有 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 和 MgO 等，其中粉煤灰的活性决定于各种粒度 Al2O3 和 SiO2、的含量，CaO 对粉煤灰的活性也极为 有利。粉煤灰的粒度组成是影响粉煤灰质量的主要指标，一般粉煤灰越细，球形颗粒越多，因而水化及接触界面增加，容易发挥粉煤灰的活性。

　1.2 碎 碎为不溶于地下水或不受侵蚀影响的硬骨料，一般采用砾、碎等，其粒径为 20～50mm，密度为 2.7t?m-3，松散密度为 1.39t?m-3，含水率 0.96%，含泥量不得大于 5％。

　1.3 屑 掺入一定数量的屑是填充碎的隙，使其级配良好。屑宜选用与同一种碎原料进行加工，掺入的数量应由试验确定，不能随意添加。其各项参数如下：粒径 2.5～10mm，密度 2.7t?m-3，松散密度 1.47t?m-3，含水率 1.05%，含泥量不得大于 5％。

　1.4 水泥 一般采用 425 号普通硅酸盐水泥，质量优良，新鲜无结块。

　2.机具设备 2.1 主要机具 振动打桩机是振动沉管法施工的主要机具。目前国产型号有 DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60／DZ120 等，对于地质情况较复杂的地基，功率大的打桩机比功率小的效果好，在一般的砂粘性土地基 DZ90 能满足径小于 80cmCFG 桩的施工。

　2.2 配套设备 2.2.1 吊机的起吊能力应不小于 10t，可用起落架代替吊机。

　2.2.2 电气控制设备是施工机械的心脏，控制电流操作台要有 250A 以上容量的电流表 3 块，500V 电压表 3 块。

　2.2.3 加料可用架子车或小翻斗车完成，按一次不超过 0.5 立计算需要运输工具的数量。

　3.施工准备 施工前，应作好以下准备工作：

　3.1 认真核对施工现场地质情况，防止施工时沉管振动破坏； 3.2 按设计要地求布臵桩位，绘出布桩平面图，标出打桩顺序和注明桩位编号，具体施工注意事项应详加说明； 3.3 对现场及邻近的地下管线、地上建筑物等应事前进行清理； 3.4 搞好现场测量工作，水准控制点及平面控制点应按测规要求引至现场，以控制桩的调程及位臵； 3.5 完成施工现场“三通一平”工作，保证沉管机械进场。

　4.施工法 CFG 桩施工前，一般须进行试验，以便确定成桩有关技术参数，待参数确定后再行组织施工。

　其施工工艺如右图所示。

　4.1 沉管 ⑴桩机就位须水平、稳固、调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于 1%； ⑵若采用预制钢筋混凝土桩尖，需埋入地表以下 300mm 左右； ⑶启动电动机，开始沉管过程中注意调整桩机的稳定，禁倾斜和错位； ⑷沉管过程中须作好记录。激振电流每沉 1m 记录一次，对土层变化处应特别说明，直到沉管至设计标高。

　4.2 投料 ⑴在沉管过程中可用料斗进行空中投料。待沉管至设计标高后须尽快投料，直到管混合料面与钢管料口平齐；

　⑵如上料量不多，须在拔管过程中进行中投料，以保证成桩桩顶标高满足设计要求； ⑶混合料配比应格按设计文件规定执行，碎和屑含杂质不大于 5%； ⑷按设计配比配制混合料，投入搅拌机加水拌和，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不超过 200mm;

　⑸混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不得小于 1min。

　4.3 拔管 ⑴当混合料加至钢管投料口平齐后，开动电动机，沉管原地留振 10s，然后边振动边拔管； ⑵拔管速度按均匀线速控制，一般控制在 1.2～1.5m/min 左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率可适当放慢； ⑶当桩管拔出地面，确认桩符合设计要求后用粒状材料或湿粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。

　4.4 施工顺序 连续施打可能造成的缺陷是桩径被挤扁或缩颈，但很少发生桩完全断开；跳打一般很少发生已打桩桩径被挤小或缩颈现象，但土质较硬时，在已打桩中间补打新桩时，已打桩可能被振断或振裂。

　在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打；在饱和的松散粉土中施打，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打的案；满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四向推进施工。施打新桩时与已打桩间隔时间不应小于 7 天。

　4.5 混合料坍落度 为避免桩顶浮浆过多，混合料坍落度一般为 3～5cm。

　4.6 保护桩长 所谓保护桩长是指成桩时预先设定加长的一段桩长，基础施工时将其剔掉。

　保护桩长越长，桩的施工质量越容易控制，但浪费的料也就越多。

　设计桩顶标高离地表距离不大于 1.5m 时，保护桩长可取 50～70cm，上部用粒状材料封顶直到地表。

　4.7 桩头处理 CFG 桩施工完毕待桩体达到一定强度（一般为 7 天左右），可进行基槽开挖。在基槽开挖中，如果设计桩顶标高距地面不深（一般不大于 1.5m），宜考虑采用人工 开挖，不仅可防止对桩体和桩间土产生不良影响，而且经济可行；如果基槽开挖较较深，开挖面积大，采用人工开挖不经济，可考虑采用机械和人工联合开挖，但人 工开挖留臵厚度一般不宜小于 700mm。

　4.8 褥垫铺设 为了调整 CFG 桩和桩间土的共同作用，宜在基础下铺设一定厚度的褥垫层，其铺垫厚度应格按设计规定办理。其材料多为粗砂、中砂或级配砂，限制最大粒么不超过 3cm。

　施工时先虚铺，再采用静力压实，当桩间土含水量不大时也可夯实。桩间土含水量较高，特别是高灵敏度土，要注意施工扰动对桩间土的影响，以避免产生橡皮土。

　5.施工质量控制 5.1 施工监测 ⑴打桩过程中随时测量地面是否发生隆起，因为断桩常常和地表隆起相联系； ⑵打新桩时对已打但尚未结硬桩的桩顶进行桩顶位移测量，以估算桩径的缩小量； ⑶打新桩时对已打并结硬桩的桩顶进行桩顶位移测量，以判断是否断桩。一般当桩顶位移超过 10mm，需开挖进行查验。

　5.2 逐桩静压 对重要工程或施工监测发现桩顶上升量较大且桩数较多时，可对桩进行快速静压，将可能断裂并脱开的桩连接起来。但这一处理式应根据施工现场实际情况确定或设计文件有特别规定需做处理。

　5.3 静压振拔技术 静压振拔是指沉管时不启动电动机，借助桩机自重将沉管沉至预定标高，填料后启动电动机振动拔管。对饱和土采用这一技术对保证施工质量是有益的。

　5.4 大直径预制桩尖的采用 在软土地区，当桩长围桩端有可能落在好的土层上时，可采用比通常用的更大的预制桩尖，桩尖的直径增大到沉管

　外径的 1.5～2.0 倍，即“大头桩尖”，其目的是为了获得更大的端阻力。

　6.质量检验 CFG 桩施工结束后，应间隔一定时间可 进行质量检验。一般养护龄期可取 28 天。

　6.1 桩间土检验 桩间土质量检验可用标准贯入、静力触探和钻取样等试验对桩间土进行处理前后的对比试验。对砂性土地基可采用标准贯入或动力触探等法检测挤密程度。

　6.2 单桩和复合地基检验 可采用单桩载荷试验、单桩或多桩复合地基载荷试验进行处理效果检验。检验点数量可按处理面积大小取 2～4 点。

　7.常见问题及施工措施 6.1 施工中常见问题 6.1.1 施工扰动土的强度降低 振动沉管 CFG 桩施工时,对土体扰动较大，而不同密度的土受到扰动后，承载力变化也不一样，对密实较高的土，如采用振动沉管成桩工艺,振动使土的结构强度破坏,承载力反而可能下降。

　6.1.2 缩颈和断桩 在 饱和软土中沉桩时,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,使得已打桩被挤压成不规则形状,影响承载力,重时还会造 成缩颈和断桩。而在上部有较硬土层或中间夹有硬土层的土中成桩,桩机振动较大,会对已打桩产生振动破坏。采用跳打法时,若已打桩硬结强度又不太高,在中间 补桩时,已打桩可能被振裂口 6.1.3 桩体强度不均匀 桩机卷扬机系统沉管线速度太快时,为控制平均速度,一般采用提升一级距 离,停下留振一段时间,非留振时速度太快可能导致缩桩或断桩。拔管速度太慢或留振时间过长,都会使 桩端水泥含量少,桩顶浮浆过多,混合料也容易产生离析,造成桩身强度不均匀。

　6.1.4 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偏小。若采用反插法施工,如果桩管不垂直,反插时使土体与桩体材料混合,造成桩身掺土等缺陷。

　6.2 施工措施 施工措施由于振动沉管 CFG 桩容易出现以上种种缺陷,因此为保证质量,应尽量做到: 6.2.1 施工前进行工艺试验 工艺试验的目的是考查设计的桩距和沉桩顺序能否有效的保证桩身质量。工艺试验可结合工程桩施工进行,并做如下观测: 首先,考查新打桩对尚未结硬的已打桩的影响。观测前应在已打桩的桩顶设臵标杆,沉新桩时,测量已打桩的上升高度,据此推测其直径的缩小值,直至已打桩完全结硬后,开挖以检测其质量及桩径。

　其次,考查新打桩对已结硬的已打桩的影响。具体作法是将标杆埋设于尚未结硬的已打桩的桩顶,持桩体结硬后,测量打新桩时已打桩的桩顶位移。

　对挤密效果好的土,打桩振动会引起地表下沉,桩顶因为受挤上升而产生断桩的可能性不大,如果发现桩顶向上位移过大时,桩可能发生断开,若上升超过 10mm,则断桩可能性较小。

　6.2.2 加强施工监测 施工过程中,如能加强对沉桩的监测,可以使技术人员及时发现施工中的问题。便于施工管理人员进行决策,从而保证工程质量。

　施工前,要选择足够的有代表性的测点,以测量场地标高,沉管过程中也应随时测量地面标高是否隆起,防止断桩口施工过程中,应加强对桩顶标高的观测,必要时,对桩顶上升幅度较大或怀疑发生质量事故的桩应开挖探查。

　6.2.3 逐桩静压对重要工程或监测中发现桩顶上升量较大且桩数量多,桩距小的工程可采用逐个桩,快速静压,以消除可能出现的断桩对地基承载力产生的消极影响。此技术在沿海一带应用广泛,称为跑桩。

　施工时,可在沉管桩桩架上配臵适量压重,一般以桩顶压力不小于 1.2 倍单桩设计荷载为宜,当桩身达到一定强度后进行逐桩静压,每根桩静压时间一般为 3min。采取静压技术可以将可能发生的断桩连接起来,使之正常传力。

　6.2.4静压振拔技术静压振拔是指沉管时不启动马达,借助桩机自重将沉管压至设计标高,填满混合料后再启动马达振动拔管。

　这种做法主要适用于饱和软土中,特别是塑性指数较高的软土中,它可以避免因振动土体而导致的过大隙水压力对桩体影响,也可以防止土体受到剧烈扰动而使其强度大幅度降低

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