CFG桩施工技术要点

施工技术要点

1成桩工艺

水泥粉煤灰碎石桩的施工，应按设计要求和现场条件选用相应施工工艺。常用的成桩工

艺有如下三种。

1)长螺旋钻孔灌注成桩

适用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土，适用于成孔时不会发生坍孔现象，且当周围环境对噪音、泥浆污染要求比较严格时。

2)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩，适用于黏性土、粉土、砂土以及对噪音或泥浆污染要求严格的场地。施工时，先用长螺旋钻钻孔达到设计孔深后，提升钻杆，同时用高压泵将桩体混合料通过高压管路及长螺旋钻杆的内管压到孔内成桩。本施工方法噪音低。

3)振动沉管灌注成桩

适用于粉土、非饱和黏性土及素填土地基，且周围环境对噪音要求不严的场地。由于振

动沉管打桩机施工效率高，造价相对较低，因此，目前采用该工艺的较多。采用振动沉管工艺时，由于要产生挤土效应，有可能对周围环境造成影响，且易造成相邻桩移位、开裂或上浮等，因此要妥善制定施工方案。

2成桩施工顺序

以采用振动沉管灌注成桩施工工艺为例，施工顺序如下。

1)桩机进入现场，根据设计桩长、沉管人土深度确定机架高度和沉管长度进行设备组装。

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)启动马达沉管到预定标高，停机。

4)沉管过程中做好记录，每沉1m记录电流表上的电流一次。并对土层变化处予以说明。

5)停机后立即向管内投料，直到混合料与进料口齐平。混合料按设计配比经搅拌机加水拌和，拌和时间不得少于1min，如粉煤灰用量较多，搅拌时间还要适当放长。加水量按坍落度3～5cm控制，成桩后浮浆厚度以不超过20cm为宜。

6)启动马达，留振5~10s，开始拔管，拔管速率一般为1.2~1.5m/min，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率还应放慢。拔管过程中不允许反插。如上料不足，须在拔管过程中空中投料，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人保护桩长。

7)沉管拔出地面，确认成桩符合设计要求后，用粒状材料或湿黏性土封顶。然后移机进行下一根桩的施工。

8)施工过程中，抽样做混合料试块，一般一个台班做一组(3块)，试块尺寸为15cm×15cm×l5cm，并测定28d抗压强度。

3易出现问题及处理措施

CFG桩施工时易出现的问题及相应处理方法如下。

1)桩体上浮

当采用振动沉管灌注成桩时，在软土中当布桩较密时，由于软土的渗透性低，特别是饱和软土，大量桩体的快速沉入必然引起土体的水平位移与隆起，使桩体上浮，桩端与持力层脱空，或者桩身断裂、上段桩与下段桩脱空。此类桩在进行单桩静载试验时的典型Q-S曲线如图5.1-4所示。加载至桩侧摩阻力达到极限后，桩向土中快速刺入，当桩端下沉至与桩端土或下段桩接触紧密后端阻力发挥作用，Q-S曲线变缓，直至端阻力或下段桩承载力达到极限而使Q-S曲线再次陡降。

对上浮的桩可采用快速静压的方法。

图5.1-4

上浮桩典型Q-S曲线

2)桩体偏位

与发生桩体上浮情况类似，先施工的桩受到后期施工桩的影响而位移，可通过合理安排

打桩流程来解决。但桩位密集且土质以饱和黏性土为主时，应尽量采取非挤土成桩工艺。

3)桩身断裂

采用振动沉管灌注成桩时由于拔管速度快、沉桩挤土的影响、机械开挖碰撞桩头等均埸造成桩身断裂，一些工程桩身断裂者可达总桩数的40％以上。应在选择设计、选择沉桩工

艺及施工过程控制等各方面综合考虑解决。此外，采用振动沉管灌注成桩工艺时，还应注意对周围环境可能产生的影响。

5.1.8

质量检验

1施工质量检验

施工质量检验主要应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯

填度和桩体试块抗压强度等。

2竣工验收质量检验

竣工验收质量检验应采用复合地基载荷试验。检验必须在桩体强度满足试验荷载条件时进行，一般宜在施工结束28d后进行。试验数量宜为总桩数的0.5％~1％，单体工程的试验数量不应少于3个试验点。此外，还应抽取不少于总桩数的10％的桩进行低应变动力试验，检测桩身结构完整性。

【例题9】在进行复合地基载荷试验时，试验点的选择应本着(

)的原则。

A、随机分布；

B、甲方指定；

C、先施工的桩；

D、先相对软点的位置

答案：A

夯实水泥土桩法

5.2

夯实水泥土桩法

5.2.1基本概念

夯实水泥土桩地基处理技术是近年来在北京等地旧城区危改小区工程中开发的地基处理

新技术，它是利用工程用土料和水泥拌和形成混合料，通过各种机械成孔方法在土中成孔并

填入混合料夯实，形成桩体，从而形成复合地基，提高地基承载力、减小地基变形的地基处

理方法。当采用具有挤土效应的成孔工艺时，还可将桩间土挤密。目前该项技术已在北京、

河北等地大量工程中应用，产生了巨大的社会经济效益，节省了大量建筑资金。

夯实水泥土桩的强度等级在C1～C5之间，其变形模量远大于土的变形模量，因此也类

似水泥粉煤灰碎石桩复合地基一样设置褥垫层，以调整基底压力分布，使荷载通过垫层传到

桩和桩间土上，保证桩间土承载力的发挥，形成复合地基。

5.2.2适用范围

目前，由于施工机械的限制，夯实水泥土桩法适用于地下水位以上的粉土、素填土、杂

填土、黏性土等地基。由于夯实水泥土的强度等级一般小于等于C5，因此处理的深度应加以限制。当采用洛阳铲成孔时，宜小于6m，当处理深度大于6m时，此时由于施工艺艺所限，效率太低，因此不宜采用。

【例题10】某场地杂填土厚5.0m，地基承载力特征值为80kpa，以下为中密~密实粗砂，地下水位在地表下4.0m，根据工程要求，需将复合地基承载力提高到180kpa，问：最适合采用哪种地基处理方法(

)。

A、强夯置换法；B、振冲碎石桩法；C、CFG桩法；D、夯实水泥土桩法；

答案：C

5.2.3加固机理

通过专用的施工机械，在土中形成一定直径的桩体，桩体由于采用分层机械夯实，因此

无论密实度及桩体强度均高于水泥土搅拌桩，但仍属于低黏结强度半刚性桩。桩体与桩间土

形成复合地基承担基础传来的荷载，可提高地基承载力和改善地基变形特性。当采用具有挤

土效应的成孔工艺时，还可将桩间土挤密。

5.2.4设计

夯实水泥土桩设计的主要内容有桩身材料、桩径、桩长、置换率、桩距和布桩范围，并

根据复合地基承载力和下卧层承载力要求以及变形控制的要求综合确定。

1材料

夯实水泥土强度主要由土的性质、水泥品种、水泥标号、龄期、养护条件等控制。夯实水泥土设计强度应采用现场土料和施工采用的水泥品种、标号进行混合料配比设计，并应满

足式要求。

【例题11】控制水泥土强度的主要因素有(

)。

A、土的性质；

B、水泥品种；

C、水泥标号；

D、龄期；

E、养护条件；

答案：A、B、C、D、E

2桩径、桩长与桩距

桩的直径宜为300~600mm，可根据设计及所选用的成孔方法确定。常用的桩径为

350~400mm。选用的夯锤应与桩径相适应。桩长的确定，当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度确定；当相对硬层埋藏深度较大，如存在软弱下卧层时，应验算其变形，按建筑物地基的变形允许值确定。桩距宜为2~4倍桩径。

3承载力

夯实水泥土桩复合地基的承载力特征值应按现场复合地基载荷试验确定。初步设计时也可用单桩和桩间土的载荷试验按5.2-1公式估算，

3垫层

垫层施工时应将多余桩体凿除，桩顶面应水平。材料应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。垫层铺设时应压(夯)密实，夯填度不得大于0.9。采用的施工方法应严禁使基底土层扰动。

5.2.6

质量检验

1施工质量检验

施工过程中，对夯实水泥土桩的成桩质量应及时进行抽样检验。抽样检验的数量不应少于总桩数的2％。对一般工程，可检查桩的干密度和施工记录。干密度的检验方法可在24h内采用取土样测定或采用轻型动力触探击数N10与现场试验确定的干密度进行对比以检验桩身质量。

【14】对于夯实水泥土桩干密度检验方法，可在(

)小时内采用(