浅谈ＣＦＧ桩施工工艺 西安铁路局西安北站工程指挥部史丽涛 摘要：ＣＦＧ桩复合地基，因其可较大幅度地提高天然土层的承载能力， 降低路基的基础沉降．并且具有施工方法简便易行、周期短、造 价低、污染小等优点，在基础处理中应用越来越广泛。本文通过 对西安北站工程施工过程的分析研究，讨论ＣＦＧ桩的质量控制的 方法．对常见问题进行分析，为ＣＦＧ￣＿ｒ－－提供一些可参考的经 验．通过实际ＣＦＧ桩的检测结果，论证ＣＦＧ桩的基础处理效果。 关键词：ＣＦＧ复合地基长螺旋施工质量控制 １前言 ＣＦＧ桩（水泥粉煤灰碎石桩）是 近十几年来发展起来的一种软弱 强．复合地基承载力明显提高。西 安北站路基基础中经经济性和工 艺试验比选后．采用ＣＦＧ桩做基础 处理。 柔性管连接的弯头曲率半径不合 理，会发生堵管；混合料输送管施 工结束后清洗不干净，下次施工时 常会发生堵管；混合料输送管接头 不牢固。垫圈破损，会导致水泥砂 浆流失，从而造成堵管；钻头封闭 不严，在具有承压水的粉细砂中成 地基处理方法．由于施工成本低， 处理的地基承载力高．在工业与民 用建筑地基处理方面应用广泛。我 国首次在京津城际铁路线上使用 ＣＦＧ桩。ＣＦＧ桩是在碎石桩的基础 上改进而成的．由于加入了工业废 料粉煤灰、不用配置钢筋及充分发 挥桩问土的承载能力．具有非常显 ２ ＣＦＧ桩施工过程的常见问题 分析及解决办法 ２．１堵管 （１）混合料配合比不合理：当 混合料中的细骨料和粉煤灰用量 较少时．混合料和易性差。常会引 桩时，承压水带着砂通过钻头间隙 进入钻杆芯管，形成砂塞。当泵入 混合料后．砂塞堵住了钻头阀门： 在高水头下，钻头阀门进水，泵入 混合料后，使混合料离析。在钻头 阀门处形成碎石散体，堵塞阀门。 （４）冬季施工防冻措施不合 理．因冻结会形成堵管。 （５）施工措施不当：当灌注满 混合料后不及时提钻，混凝土泵一 直泵送．在泵送压力下会使钻头处 的水泥浆液挤出，使阀门钻头处产 生无水泥浆的干硬混合料塞体。为 起堵管。因此．混合料配合比要注意 这两种材料的参入量，尤其是粉煤 灰的掺入量，应控制在６０—８０ｋｇ／ｍ。 著的经济效益和社会效益。 ＣＦＧ桩复合地基充分利用原天 然地基的承载能力．能充分发挥桩 问土的作用，且ＣＦＧ桩本身不配筋， （２）混合料搅拌质量有缺陷： 当混合料塌落度太大，易产生泌 水、离析，在泵送管内水浮到上面， 在泵压的作用下，水先流动，骨料 与砂浆分离，摩擦力剧增，从而造 成堵管：当混合料塌落度太小，混 其综合造价较低．同等条件下一般 ＣＦＧ桩复合地基的综合造价仅为灌 注桩的５０％～７０％左右，施工时由于 没有钢筋笼制作等工序．减少了成 桩时问，缩短工期，特别是利用长 合料在输送管内流动性差，也容易 造成堵管。因此施工时混合料塌落 度宜控制在１６～２０ｃｍ。 避免这种情况发生。施工时应该先 螺旋成孔泵送砼法施工，成孔成桩 一次完成，更加快了施工速度。与 提钻后泵料．当桩端到达持力层 后，为便于打开阀门，泵送混合料 前把钻杆提起３０ｃｍ。 传统的碎石桩相ｔＺＣＦＧ桩具有刚性 桩的优点，刚性桩的作用大大加 （３）设备缺陷：与钻杆及高强 ２．２窜孑Ｌ ［二互至 亘二］司ＥＩＩ西铁科技 浅谈ＣＦＧ桩施工工艺 在厚层淤泥质土、饱和粉土、 身掺土等缺陷。 （３）正确的混合料配合比 起。因为断桩常和地表隆起相联系。 粉细砂土层中施工常会遇到窜孔 现象。刚施工完１号桩，紧接着施工 重点应控制坍落度．坍落度过 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，以判断是否产生缩颈。 ③对有怀疑的桩的处理。对桩 相邻的２号桩时，随着钻杆的钻进， 发现已经打完的１号桩顶突然下 落。而２号桩泵入混合料时，可见１ 号桩下降的桩顶开始回升，泵入２ 号桩的混合料足够多时，１号桩的 大。桩顶浮浆过多。桩体强度也会 降低。坍落度控制在１６～２０ｃｍ，和易 性好，成桩质量易控制。 （４）设置保护桩长 每根桩在加料时，保证桩长混 桩顶标高恢复到原标高。在这种情 况下，为避免窜孔现象发生，施工 时应采取隔桩或隔排跳打的施工 顺序。 ３长螺旋钻机施工ＣＦＧ质量控 制措施 ＣＦＧ桩成桩质量问题主要有缩 颈、断桩、桩体强度不均和不足等， 解决这些质量问题可从以下几个 方面着手。 （１）钻进 桩机就位须水平、稳固，调整 钻具与水平地面垂直。确保垂直度 偏差不大于与１％。钻进过程中须做 好记录，尤其注明地层变化（为灌 注时提钻或拔管速度的控制提供 依据），直到钻到设计要求的地层 深度。 （２）提钻 当中空的钻杆或钢管内注满 混合料后，开始缓慢匀速提钻，使钻 头处于混合料面以下。灌注混合料 直至高出设计桩顶标高ｏ．５米左右。 （３）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。拔管速率过慢会 造成桩顶浮浆过多，桩身强度不均 匀。正常的拔管速率应控制在２～３ ｍ／ｍｉｎ。成桩过程中，除启动后留振 ５－１０ｓＰｂ，拔管过程中不再留振．避 免混合料分层离析，造成桩身强度 不足。拔管过程中也不反插，因为 采用反插难以保证桩管垂直度，也 容易使土与桩体材料混合，导致桩 凝土除满足设计要求外．在桩顶多 顶上升量较大或怀疑发生质量问 压０．５ｍ长的混凝土。将沉管拔出 题的桩应开挖查看。并做出必要的 后．用插人式振捣棒对桩顶混凝土 处理 加振３～５ｓ．提高桩顶混凝土的密实 度。上部用土封顶，增大混凝土表 ４ ＣＦＧ桩复合地基加固效果及 面的高度即增加了自重压力，可提 评价 高混凝土抵抗周围土挤压的能力。 避免新打桩导致已打桩受振动挤 在西安北站站场路基基础处 理过程中，严格按照以上质量控制 压，混凝土上涌使桩径缩小。在基 措施进行落实，克服堵管，避免窜 础施工时再将保护桩长剔掉，确保 孔。北站的ＣＦＧ桩施工过程中，成桩 成桩与设计标高一致。 质量取得了良好的效果。 （５）及时观测及时反馈 以ＤＫ４７２＋４００一ＤＫ４７２＋５００段 施工过程中要观测新打桩对 ＣＦＧ桩单桩及复合地基承载力检测 未结硬的已打桩的影响。注意已打 结果为例，进行分析： 桩桩顶标高的变化。确定是否产生 缩颈。观测新打桩对结硬的已打桩 该里程ＣＦＧ桩数２７７２根．受检低 的影响，注意已打桩顶的位移情 应变２８４根，单桩承载力１根，单桩复 合地基４根。检测结果如下表所示： 况。及时把观测结果反馈给施工管 （１）通过低应变基桩无损检 理人员，以便及时发现施工过程中 试验日期 桩号 试验类型 承载力特征值 最大沉降量 最大回弹量 回弹率 ２００９－３．１４ ２５－１５ 复核地基 ＞Ｉ３２４ｋｐ １４．８０ｍｍ ４．０７ｒａｍ ２７．５Ｏ％ ２００９．３．１５ ３６－１０ 复核地基 ＞／３２４ｋｐ １４．２２ｍｍ ６．０１ｒａｍ ４２．２６％ ２００９．３．１５ ４６－２５ 复核地基 ≥３２４ｋｐ １５．０８ｍｍ ４．６８ｒａｍ ３１．Ｏ３％ ２００９．３．１６ ６５－８ 复核地基 ≥３２４ｋｐ １５．ｏ５ｍｍ ５．１Ｏｍｍ ３３．８９％ ２０ｏ９－３．１７ ５５－１２ 单桩 ＞￣４１９ｋｐ １２．９９ｍｍ ５．８１ｒａｍ ４４．７３％ 的问题，及时解决问题．保证施工 测，结果桩全部具完整性，无损坏。 质量。有效控制成桩质量，重点应 （２）从静载荷试验成果图１中 做好以下几方面的监测： 可以看出。单桩复核地基的Ｐ—Ｓ曲 ①施工场地标高观测。施工前 线比较平顺．说明随着荷载试验的 要测量场地的标高，并注意测点应 逐级加载，地基在各级作用下，其 有足够的数量和代表性。打桩过程 沉降量在较为均匀的变化，在最终 中则要随时测量地面是否发生隆 荷载６５０ｋＰａ作用下，沉降量无明显 西铁科技０［ １／２０１０ １ 浅谈ＣＦＧ桩施工工艺 增大或突变．表明复核地基承载力 特征值不小于３２４ｋＰａ．满足设计承 载力要求。 （３）从静载荷试验成果图２中 口 血拽（￣５－ｔ２） Ｏ １￣７ ２５Ｌ ３３．５ ｄ１９ ５０２＿滞６‘ Ｏ Ｔ５ｔ∞８ 基加固，工艺设备简单，操作方便 快捷，施工效率高，节省工期。 （２）ＣＦＧ桩质量可靠．桩身质量 受地层影响小．单桩承载力离散性 小，检测直观，基础处理效果良好。 （３）ＣＦＧ桩通过复合地基能够 充分发挥桩问土的作用。有效利用 工业废渣粉煤灰，降低工程造价， 值得推广使用。与桩基相比，由于 Ｌ ＣＦＧ桩桩体材料可以掺人工业废料 ∞ 粉煤灰，不用配置钢筋，能充分发 挥桩问土的承载能力，具有非常显 可以看出．单桩竖向抗压静载试验 点５５—１２的Ｑ—ｓ曲线基本呈缓变形 变化。说明桩基在各级荷载作用 下，沉降量变化梯度不大，直至在 最终荷载８３８ｋＮ作用下，沉降量较 小。这表明单桩在竖向抗压承载力 图２ ＿特征值不小于４１９ｋＮ．满足设计承 载力要求。 ５结论 （１）ＣＦＧ桩适用于饱和软土地 著的经济效益和社会效益。 （上接第７页） ｝一ｓ由喾ｃ ｊ５一Ｉ ’ ｅ１ 搬 ，０ Ｉ（ ３ ８ Ｐ— 描姨（求５—０） ３ ｄ ＾ 通较为便捷，职工生活条件好，建 设费用居中，缺点是位置稍差，机 车回送不方便：新丰镇战略装车点 方案优点是位于枢纽编组站，机车 回送条件好，缺点是工艺平面布置 受限制，未来发展空间受限，征地 拆路外企业难度大：新丰镇机务段 东侧方案优点是用工艺流程布置 顺畅，机车回送条件好，缺点是地 质条件差，建设费用贵，对外交通 不便，没有进一步发展空间。 卜Ｓ日篡 吐４ 一 ） １ ００ ｎ１ ：４ ５∞ ７ ＣＩ篇 ０ 卜Ｓ抽终：槛 一 １ ？２４．ｚ，Ｓ ４Ｃ．ｑ， ４ｌ下ｖ．－．３ｆ： 综合分析后建议采用新筑车 站方案．检修基地占地５００亩．建筑 面积９２１３８万平方米。工程预估算 总额１２．７亿元。 ．． ３ ５．－０ 参考文献： ．２Ｌ， ０．Ｏ０ １ ．ｍ 【１】中铁第一勘察设计院集团有限公司。 新建西安和谐型大功率机车检修基地工 程预可性研究，２００９．（Ｏ７） ．：Ｃ 【２】邱建平．和谐型电力机车检修基地检 修工艺布局的研究，铁道机车车辆，２００８． １Ｃ ０ ２，２ （０６） 【３】周海风．武汉和谐型大功率机车检修 基地方案研究Ｕ】．铁道标准设计，２００９， 图１ （０４） ［二互 匝二］０酉矮科技
