CFG桩的施工工艺及施工质量监控要点

一、基本概念

CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C5-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。

CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。

CFG桩的适用范围很广。在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。

二、CFG桩的施工

CFG桩的施工通常有下列施工工艺 ：

长螺旋钻孔灌注成桩， 适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的土。

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， 以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。

振动沉管灌注成桩， 适用于粉土、粘性土及素填土地基。

三、CFG桩的机械设备

CFG桩的施工工艺不同，施工机械设备通常有下列几种：

长螺旋钻机+灌注灰斗； 

长螺旋管内泵料CFG钻机

振拔机，也称震动沉管桩机

混凝土输送泵、搅拌机、装载机等  

1、振拔机成桩

优点：振拔机做cfg桩为挤土桩，成桩过程中不反土，场地基本平整；配套设备单一（配备普通350搅拌机即可）；施工工艺简单、成熟；工程造价相对较低，适合多层建筑。

不足：沉管深度受地质因素影响的局限，有时达不到设计要求的深度和直径；噪音污染严重，在城市内的生活工作区域附近往往受到抵制或限制；单桩承载力相对较低；成桩过程存在较多不确定因素，对桩身质量造成影响；施工速度慢。

2、长螺旋管内泵料CFG钻机成桩 

优点：施工工艺先进；施工速度很快；成桩过程中机械无噪音污染；成桩质量可靠；受地质影响程度相对较轻；施工速度较快；可满足单桩承载力较高的高层建筑的设计要求。

不足：出土桩增加土方运输的工作量和工程成本；配套设备较多（需配备500强制搅拌机和砼输送泵）；工程成本相对较高。

四、CFG桩的施工工艺

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。

5、停机后立即向管内投料，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，坍落度要求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。拨管过程中不允许反插，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头。

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天抗压强度。

9、待桩体达到强度（一般15-20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石，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。

五、施工速度与桩基检测

施工速度：一般在粉质粘土情况下，以桩径400mm，桩长12m为例：昼夜正常施工，振拔机可成桩数量为30－50根；长螺旋cfg钻机在相同时间可成桩80－100根，工期可以此推算。 

桩基测试：在粉质粘土中成桩，一般在15天后即可进行测试。须进行复合地基载荷板、单桩静载、低应变检测。

六、材料要求和注意事项

1、混凝土、混凝土外加剂和掺和料: 缓凝剂、粉煤灰， 均应符合相应标准要求， 其掺量应根据施工要求通过试验室确定。

2、严格按照配合比配制混合料。

3、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度宜为160~200mm， 振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为30~50mm， 振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm 。

4、长螺旋钻孔、管内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，混合料泵送量应与拔管速度相配合，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匀速控制，拔管速度应控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。

5、冬期施工时混合料料口温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。

6、施工垂直度偏差不应大于1%；对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。 

七、主要技术指标

地基承载力：设计要求 

桩 径：宜取350－600mm；

桩 长；设计要求，桩端持力层应选择承载力相对较高的土层；

桩 身 强度：混凝土强度满足设计要求，通常≥C15；

桩 间 距： 宜取3－5倍桩径；

桩垂直度：≤1％；

褥 垫 层：宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等，不宜选用卵石，粒径不宜大于30mm。厚度150－300mm，夯填度≤0.9。

实际工程中；以上参数根据地质条件、基础类型、结构类型、地基承载力和变形要求等条件或现场试验确定 

八、施工质量要求

桩长允许差≤ 10cm

桩径允许差≤ 2cm

垂直度允许差≤ l %

桩位允许偏差：

a）筏板基础满堂红布桩的基础≤ 1/2 D 

b）条基或独立基础：垂直轴线方向≤ 1/4 D，顺轴线方向≤ 1/3 D，单排布桩不得大于1/4 D 且不得大于6厘米

九、施工中常见问题和控制措施

1、施工中常见的技术问题

泵送管堵管、爆管；桩底窜孔；桩头空心；桩端虚空、不饱满；桩身缩颈；脆性断桩；深部断桩和续桩；基坑沉降；桩长的控制（深度和反力双控）；桩位的偏差。

2、技术措施

现场试打工艺试桩（一般不少于2根。确定配比、坍落度、充盈系数等）；将桩位按图编号，确定合适的施打顺序（群桩效应）（由内而外、隔桩跳打等）；先开挖后打桩，减少上部空桩长度；经常检查排气阀是否正常启闭；避免超速提拔或反插，或灌注过程中短料、接桩；施工中及施工后，场地中严禁重型机械进场作业；严格控制桩间土的开挖施工，宜人工开挖，避免桩体断损和桩间土的扰动。