CFG樁是英文Cement Fly-ash Gravel的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機械制成的具有一定強度的可變強度樁。

CFG樁是一種低強度混凝土樁，可充分利用樁間土的承載力共同作用，并可傳遞荷載到深層地基中去，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果。

CFG樁地基處理包括CFG樁身、樁帽（板）、褥墊層幾部分組成：樁＋帽＋褥墊層：

試樁

試樁是為了為下一步軟基處理工程施工提供技術(shù)依據(jù)，其中包括：

（1）主要設備的適用性、配套設備的型號及數(shù)量； 

（2）根據(jù)地質(zhì)情況初步選定施工工藝和施工順序的合理性，通過確定施工控制參數(shù)及工序時間，相關人員的配備磨合；

（3）樁身質(zhì)量、處理后單樁承載力或地基承載力是否達到設計要求等。

材料和配合比

選用的水泥、粉煤灰、碎石及外加劑等原材料應符合要求及原材料質(zhì)量驗收有關標準，并按規(guī)定進行抽檢。 按設計要求進行室內(nèi)配合比試驗，選定合適的配合比。

施工工藝

CFG樁施工根據(jù)施工工藝，可分為“七區(qū)段”組織流水施工，分別為： 施工準備區(qū)、測量放樣區(qū)、樁基施工區(qū)、樁間土清除區(qū)、樁頭環(huán)切區(qū)、樁基檢測區(qū)、樁帽施工區(qū)。

1、施工準備區(qū)

清除路基范圍內(nèi)原地面表層植被，挖除樹根，在部分現(xiàn)場地形起伏較大、橫坡較明顯區(qū)域。在確定CFG樁頂標高基底按設計要求施做路拱做好臨時排水溝，保證排水通暢不積水。

2、平整場地

對施工場地內(nèi)地上和地下管線進行核查、拆遷和防護。

 

3、施工放樣

在樁位用直徑8mm的鋼釬豎直打入20cm深孔，在孔內(nèi)灌注石灰水或石灰粉，并在孔內(nèi)插入標記物，可用一次性木、竹筷，便于樁位被埋沒后查找。

4、鉆機就位

鉆機就位后，樁機懸掛雙向垂球，旁站人員通過測設垂球與鉆桿上下端的相對距離，判定機身的垂直度偏差是否滿足規(guī)范或設計要求，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1.0%。

樁位控制：在每一根樁施工前，通過已經(jīng)標明臨近的縱向、橫向樁位用尺量，來確定樁機是否對準樁心。

每根樁施工前由旁站人員對樁機進行樁位對中和鉆桿垂直度檢查，滿足要求后方可開鉆。

5.鉆進

鉆進開始時，關閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動馬達鉆進，一般應先慢后快，這樣既能減少鉆桿搖晃，又能檢查鉆孔的偏差，以便及時糾正。

 

在成孔過程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時應放慢進尺，并及時檢查鉆桿垂直度和樁位，否則容易導致樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿、鉆具損壞。

樁長控制：在樁機機身上做明確的長度標識，為方便夜間施工控制，需用反光材料進行標識；標識的最小刻度一般為50cm或25cm；根據(jù)鉆機塔身上的進尺標記，成孔達到設計標高時，停止鉆進。鉆孔棄土應及時轉(zhuǎn)運到指定場地。

6、灌注及拔管

CFG樁成孔到設計標高后，停止鉆進，開始泵送混合料，當鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，嚴禁先拔管后泵料。成樁的提拔速度宜控制在2m/min～3m/min，成樁過程宜連續(xù)進行，應避免供料出現(xiàn)問題導致停機待料。

7、移機

移機前對下一根樁的樁位進行清理辨識，確保樁位的準確性。必要時，移機后清洗鉆桿和鉆頭。

8、剔除樁頭

所有樁完成后，剔除0.5m樁頭，挖除保護樁長內(nèi)的樁身土。鋪設級配碎石墊層（褥墊層）。

9、樁基檢查

施工中注意檢查泵管密封情況，防止漏水。成孔與泵送應緊密配合，避免樁身灌注時發(fā)生停頓。已成樁區(qū)域禁止重型機械行走和擾動，防止損壞樁頭造成樁頂砼不成型。

挖除保護樁長內(nèi)的樁間土需用人工或小型機械完成，嚴禁使用大型機械直接挖除，剔除樁頭用人工完成，采用三根鋼釬呈120度角同時水平鑿進，直至鑿斷，然后用小釬修平，嚴禁出現(xiàn)斜面裂縫。

 

10、養(yǎng)護和強度試驗

在砼澆筑期間，每100m3混合料制作一組試塊（不少于3塊）每天不少于一組。注意養(yǎng)護，送試驗室作28d強度試驗。

CFG樁基檢測

一：樁基檢測

（一）靜載荷試驗

靜載荷試驗是在原位條件下，逐級施加模擬建筑的實際荷載并同時觀測地基相應的變形的一種原位檢測方法。檢測采用慢速維持荷載法。試驗的反力裝置采用壓重平臺裝置，壓重量不少于預定最大試驗荷載的1.2倍，壓重應在檢測前一次加上，并均勻穩(wěn)固放于平臺上。試驗加載裝置采用油壓千斤頂，最大加荷值不小于設計要求壓力值的2倍。加載分10級進行，每級荷載為最大加載量的1/10，其中第一級可取分級荷載的2倍加荷。卸荷時每級卸載量取加載時分級荷載的2倍逐級等量卸載。

（二）低應變動測

樁身完整性及樁身混凝土質(zhì)量檢測采用低應變動測法中的反射波法。其基本原理為：當在樁頂施加一瞬時沖擊力后，彈性波沿樁身向下傳播，在其傳播過程中遇到樁底界面或樁間缺陷界面時（即樁徑的變化、樁身介質(zhì)不均勻、斷裂等造成的缺陷界面），必然會產(chǎn)生反射波沿樁身反射回樁頂，由樁頂安置的傳感器檢測得到?jīng)_擊信號及各界面的反射信號時程曲線。分析實測曲線，可以由反射波的相位特征判斷樁身的完整性。

二、質(zhì)量控制

 

1、在工程檢測過程中嚴格遵守和執(zhí)行國家行業(yè)有關檢測計量的規(guī)范、規(guī)程和ISO90001：2000質(zhì)量管理體系要求、標準，堅持貫徹“質(zhì)量第一，科學管理，優(yōu)質(zhì)服務，求索創(chuàng)新”的質(zhì)量方針，把整個檢測過程視為一系統(tǒng)工程，實行全面質(zhì)量管理，保證檢測工作的科學性、準確性、公正性。確保檢測工作合格，爭取優(yōu)良的質(zhì)量目標。

2、對檢測過程的每個環(huán)節(jié)和質(zhì)量要素進行有效的質(zhì)量控制，確保檢測質(zhì)量符合規(guī)定的要求。原始檢測數(shù)據(jù)經(jīng)室內(nèi)檢查驗收后，由生產(chǎn)部門負責人批準撤場。

3、對檢測報告和結(jié)論持慎重態(tài)度，結(jié)論明確并防止檢驗結(jié)果誤判。

4、對于檢驗的全部儀器按《質(zhì)量管理手冊》規(guī)定進行檢定、校驗和檢驗。

5、檢測結(jié)果不受行政、經(jīng)濟等因素影響。

三、安全生產(chǎn)與文明檢測

1、在檢測的全過程中，應始終貫徹“以人為本，安全第一”的原則。

2、遵守公司的各項安全規(guī)定。

3、執(zhí)行工地的各項安全措施。

4、杜絕各種人身、儀器事故。

5、一旦發(fā)生安全事故應立即向有關部門及時匯報，及時處理。

四、測試分析及成果

低應變檢測樁施工質(zhì)量的分類依據(jù)為：有無影響樁基使用的缺陷，如斷樁、縮頸、混凝土離析等；混凝土的整體波速等。

由靜載荷檢測結(jié)果和低應變基樁完整性檢測結(jié)果，通過分析研究給出每組試點復合地基承載力特征值。當各試驗點滿足其極差不超過平均值的30%時，其平均值即為復合地基承載力特征值。

施工中常見的質(zhì)量問題分析和控制措施

堵管

CFG樁成樁期間，砼阻塞于輸料管或鉆桿芯管等部位，砼不能沿輸送通道運動，稱為堵管。堵管是長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁成樁混合材料工藝中經(jīng)常遇到的問題，幾乎每一個工地都有這類問題發(fā)生。它直接影響工程施工進度，造成材料浪費，增加施工人員的勞動強度。若是故障排除不徹底，使已攪拌的CFG樁混合料失水或硬結(jié)，還會增加再次堵管的可能性，給施工帶來更大困難。如果處理不當，還會引起斷樁，造成工程質(zhì)量事故。分析堵管的原因，對制定預防措施具有重畀的現(xiàn)實意義。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，砼堵管的常見 原因主要有以下幾個方面： 

1 砼泵送量與提鉆速度不協(xié)調(diào)

當提鉆速度遠小于砼泵送量時，造成鉆頭閥門出口阻力增大，這時鉆桿內(nèi)和輸送管路上砼輸送壓力增大，在泵送壓力的作用下，砼容易發(fā)生泌水離析。對于失水失漿后的砂、碎石而言，管道或鉆桿芯管接縫、彎道和糙面都會使它的傳輸受阻，并很快擠壓密實，導致堵管�？朔�由于提鉆速度和砼泵送量不協(xié)調(diào)匹配而造成堵管的措施， 就是想法使提鉆速度和砼泵送量達到動態(tài)平衡， 即實現(xiàn)鉆頭同樁孔中砼料面相對位置的動態(tài)平衡 (圖2)，也就是說對于M米高的樁體，其等體積的砼需泵送時間應該等于鉆桿提拔M米需要的提拔時間結(jié)合施工機理，不難得出下面公式：

 

該工藝中提鉆速度和泵送量一般均可調(diào)節(jié)。 首先限定一個變量，然后根據(jù)式(1)或式(2)，經(jīng)過簡單的數(shù)學運算，即可求得與之協(xié)調(diào)匹配的另一 個變量，從而實現(xiàn)了對上述平衡的動態(tài)控制。

其次要掌握提鉆時機，當鉆頭進入土層預定標高后停止鉆進，開始泵送砼，待輸送管及鉆桿芯管充滿砼后，應及時提鉆，否則在泵送壓力作用下容易將鉆頭處水泥漿液擠出，同樣可使鉆頭閥處產(chǎn)生干硬性砼塞體，使管路賭塞。

2 管道接口處密封不嚴漏水、漏漿

砼在管道中的輸送靠的是泵送壓力，而泵送壓力靠其中的液相物質(zhì)傳遞。如果管道接縫處密封不嚴就會漏水或漏漿，從而使砼失水、失漿而使輸送阻力增大，導致堵管。所以在施工前和施工過程中要隨時檢査管道連接處的密封情況，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

3 鉆頭閥門設計不合理或類型選擇不當 

有些廠家生產(chǎn)的鉆頭其閥門密封不嚴，當在飽和砂土或粉土層中虛工的螺旋葉片剪切液化形成的超孔隙水壓力，會使泥砂通過閥門接觸縫隙進入鉆頭，形成一定厚度的砂塞，使砼無法正常下落，造成堵管。有的鉆頭閥門的長度和開啟角麼設計不合理，誥成閥門不能打開到正常位置，也是浩成諸管的原因之一。

還有的鉆頭閥門不靈活，摩阻力過大，砼泵入鉆桿后因壓力小而無法打開，造成堵管。所以購買鉆頭時要檢查鉆頭閥門的密封性、靈活性和閥門長度，開啟角度的合理性。

目前長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁成樁混合材料工藝所用鉆頭，按其閥門的設置和開啟方向分為兩種，一種為側(cè)開門，另一種為底開門。前者在鉆頭兩邊設計兩個拋物線型閥門，在鉆進過程中兩閥門關閉，防止泥砂進入鉆桿內(nèi)，造成鉆桿堵塞。當泵送砼到達鉆頭底部時兩閥門打開，由此將砼灌入孔內(nèi)。后者就是鉆頭閥門和鉆尖為一整體，向下鉆進時密封，提鉆時閥門在砼擠壓下向下開啟。與側(cè)開門鉆頭相比，底開門鉆頭的特點就是閥門在鉆頭底部，避免側(cè)向擠壓鉆頭使之打不開的弊端。當施工地層為飽和粉+或砂+時, 如果使用側(cè)向閥門鉆頭，此時閥門外側(cè)除了承受土的側(cè)向壓力外，還要承受超孔隙水的側(cè)壓力，當閥門內(nèi)側(cè)的混凝土側(cè)壓力小于閥門外側(cè)壓力時， 就會導致閥門打不開而堵管，遇到這種地層時應選用底開門鉆頭。

4 彎頭排氣閥不能正常開啟

砼泵送前和泵送過程中管內(nèi)充有空氣。為了使空氣排出，在導向彎頭與內(nèi)腔管的接合部位設置排氣閥，以排出砼輸送過程中管內(nèi)空氣。當排氣閥損壞或被砼堵塞時，則因其不能正常工作而造成堵管。

5 輸送泵工作參數(shù)調(diào)整不當

以D30型號的砼輸送泵為例，一般泵壓可調(diào)到16MPa，砼出口泵送壓力可達4MPa，如果輸送泵液壓系統(tǒng)壓力調(diào)設太低，就會造成堵管，另外， 換向閥處零件磨損卸壓、液壓元件發(fā)生故障，壓力達不到要求，過大過小都會造成堵管。

6 砼原材料和砼配合比選擇不當

1) 砼原材料選擇不當

實驗表明，粗骨料粒徑過大容易堵管，但粒徑過小，砼強度較低。結(jié)合施工經(jīng)驗，建議混合料中粗骨料采用卵石時，最大粒徑為25mm，采用碎石時，最大粒徑為20mm。

水泥應具有良好的保水性能，使砼在泵送過程中不易泌水。CFG樁砼強度等級一般為C15〜 C25，普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥都能滿足要求。 其水泥強度等級一般選用P. 032. 5，如用髙標號水泥配制，則會使水泥用量偏少，影響其和易性和密實度，容易堵管。

2) 砼配合比選擇不當

在正確選擇砼原料后，砼的配合比合適與否 顯得至關重要，往往由于砼配合使用不當造成堵管。主要是水泥用量少，砂率不適當。造成這種現(xiàn)象的原因主要是實驗室給出的配合比例不合理，或者原料計量不準沒有按照正確的配合比配制砼。所以按照合適的配合比配制砼是保證砼順利輸送的重要環(huán)節(jié)之一。

3) 砼坍落度控制不當

在CFG樁施工中砼坍落度過小或過大都會造成砼泵送困難和堵管�；炷�土的輸送阻力隨坍落度降低而增大，所以坍落度過小，則可能使混合料的可泵性明顯降低，即不易泵送。但并不是坍落度越大越容易泵送，因為坍落度過大會造成混合料發(fā)生泌水或離析，在砼輸送管內(nèi)水浮到上面， 在泵壓作用下，水先流動，骨料與砂漿分離，粗骨料處于相互接觸的狀態(tài)，磨擦力加大，從而導致堵管。根據(jù)工程實踐，長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁砼的坍落度宜控制在160〜200mm。

竄孔

在飽和粉土和粉細砂層中施工時常遇到這種情況。當施工完一根樁后，在鄰近施打另一根樁的過程中，隨著鉆具的鉆進，發(fā)現(xiàn)已打樁樁頂突然下沉，粧頂下落數(shù)厘米，甚至達2m以上。當新打樁灌注砼成樁后，已打樁下沉樁頂有所回升，有時也可回升到原樁頂標高，這種兩樁之間的連通現(xiàn)象稱為竄孔。如對竄孔發(fā)現(xiàn)不及時和采取措施不當容易造成樁頂標高低于設計標高，樁身夾泥等質(zhì)量問題。通過觀察發(fā)現(xiàn)已打樁樁頂下沉多數(shù)發(fā)生在新打樁提鉆過程中，這可能是由于新打樁在向下鉆進時，剪切振動使飽和粉土和砂土層中能量積累，使土層液化，而后打樁提鉆過程中，由于提拔的吸力，導致孔內(nèi)出現(xiàn)短暫的真空狀態(tài)，鉆孔中某一時刻為真空時，相當于10m高的水頭差， 使兩樁之間液化土層向新打樁方向流動，這樣就形成了竄孔。解決竄孔的主要方法是：采取大樁距的設計方案，避免新打樁對已打樁的剪切擾動； 調(diào)整打樁順序，采取隔樁或隔排跳打方法，跳打順序視樁間距和土層情況而定；改進鉆頭，提高鉆進速度，減少鉆進對飽和砂土、粉土剪切擾動和能量積累，減弱土體液化態(tài)勢。對于施工過程中容易竄孔的場地要及時清理鉆進棄土，以便及時觀測到打新樁過程中周邊已打樁樁頂下沉情況，當新打樁提鉆泵送砼到發(fā)生竄孔土層時，應停止提鉆， 連續(xù)泵送砼直到竄孔樁樁頂恢復到原標高。

樁身上部空芯或夾砂

長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁混合料成樁工藝有時在保護樁或保護樁以下產(chǎn)生樁身空芯或夾砂，淺的幾十厘米，深的1米多。例如在商丘某工地施工中有部分樁出現(xiàn)此類現(xiàn)象。造成樁身空芯的主要原因可能是排氣閥堵塞不能正常將管內(nèi)空氣排出，導致粧體存氣，形成空芯，為避免樁身空芯，施工中應經(jīng)常檢査排氣閥的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)堵塞及時清洗。

造成上部樁身中心夾砂的主要原因可能是在樁上部泵送時提鉆速度過快，鉆頭沒有埋在砼里， 兩側(cè)閥門排出的砼包裹了塌在孔里的流砂；另一 種情況是泵送過程中地層沒有塌陷而是閥門排出 的砼將浮漿包裹而成。

憋鉆

憋鉆就是指長螺旋鉆在鉆進過程中鉆桿向下鉆進速度過快，致使螺旋葉片上的土來不及帶出孔外，而擠壓在鉆桿與孔壁之間，致使鉆桿突然停止旋轉(zhuǎn)，嚴重時會損壞動力頭的電機。如果出現(xiàn)憋鉆，應立即關掉回轉(zhuǎn)動力電源，將鉆桿用最低提 升速度提起后重新施鉆即可。為了預防憋鉆事故 的發(fā)生，施工前應組織施工人員，根據(jù)地層特征制定合理的施工方案。在施工鉆進過程中，根據(jù)動力頭工作電流值的變化對鉆桿旋轉(zhuǎn)速度和鉆進速度進行合理調(diào)整，一般常采用間歇式鉆進方法，即鉆迸一空鉆一鉆進，鉆進到設計深度后空鉆30〜 60s，待電流穩(wěn)定后停鉆。

鉆機定位不準

樁位的布設是依據(jù)現(xiàn)場定位軸線，將設計圖紙上的每一個樁位用一定長度的竹簽定位在實地。由于長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁成樁混合材料施工時棄土較多（圖3)w，若棄土不能及時清運，隨著棄土的增加，施工中找到已定樁位的標志比較困難。所以解決的辦法是遠距離參照定位，也就是在棄土外找到與施工樁位在同一直線上的兩個定位點，來確定施工樁位，認真對照樁位 布置圖確定施工樁在圖紙上的位置及編號，做好施工記錄。

CFG樁施工對周邊環(huán)境的影響

長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁成樁混合材料施工在飽和砂土和粉土層中時對周邊環(huán)境的影響，越來越引起人們的關注，如果這個問題不能得到妥善解決，就會制約其在這種地層中的應用。 長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁成樁混合材料施工時對周邊環(huán)境的影響，主要表現(xiàn)為施工場地內(nèi)地面沉降，地下水攜砂、帶泥，并造成周邊地面或路面及房屋墻面裂縫。通過對多項工程實例分析認為主要是地層因素和施工因素。

1 地層的影響

飽和砂土和粉土是長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓 CFG樁成樁混合材料施工造成對周邊環(huán)境影響的內(nèi)因。鄭州市區(qū)具有這種巖土特征的地層多分布在鄭州東北部，地表下0〜17m范圍內(nèi)的粉土易失水、易被擾動，具有輕微液化可能，深度14m左右存在較軟弱有機物粘土。場地范圍內(nèi)地下水位高，分成上層潛水和下層微承壓水，這種土受擾動易產(chǎn)生液化、產(chǎn)生流變、造成臨近地基土向孔內(nèi)流動，使得地面下沉或表層地基土變形過大，拉裂了路面或周圍建筑物的墻面。

2 施工的影響

長螺旋鉆孔管內(nèi)栗壓CFG樁成樁混合材料施工時，在驅(qū)動鉆具向下鉆進過程中，螺旋葉片對孔周土具有剪切和振動作用，促使土體液化，孔隙水壓力升高，當提升鉆具時，抽吸作用形成孔內(nèi)短 暫的真空狀態(tài)，此時鉆孔周圍一定范圍內(nèi)土體中的孔隙水攜帶泥砂向孔中滲流，從而孔周土逐漸向孔內(nèi)流動，并向遠處擴展。這種施工對周圍環(huán)境的影響機理在施工現(xiàn)場輕型井點降水過程中也得到了證實，在長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁成樁混合材料施工開始前輕型井點抽出的水為滿足降水要求的清水，當CFG樁開始施工后，輕型井點抽出的水為含砂較大的濁水。

解決問題的基本思路

1) 査明單樁施工對樁的影響，從而為設計部門提供最優(yōu)樁間距的設計參考值，并為施工單位選擇正確的施工順序提供參考。

2) CFG樁施工同基坑支護工程統(tǒng)一考慮，首先作基坑水泥土攪拌樁止水幕墻，直接阻斷孔隙水滲流的便捷通道，降低CFG樁施工對周邊環(huán)境的影響。

3) 探討有關施工參數(shù)的改進。

施工過程中容易產(chǎn)生堵管、竄孔，鉆進棄土大，造成鉆孔定位不準，施工對周邊環(huán)境有影響等問題， 針對這些問題提出了有效的質(zhì)量控制措施，對類似工程的施工有借鑒意義。同時應該繼續(xù)加強對這些問題的研究，從而提高該工藝的應用水平。