一、CFG樁簡介
CFG(Cement Fly—ash Grave)樁中文名稱為水泥粉煤灰碎石樁，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂和水按一定配合比均勻攪拌形成的高粘結(jié)強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。既能較充分的發(fā)揮樁體材料的潛力，又可充分利用天然地基承載力，并能因地制宜利用地方材料，具有工效高、成本低、工后變形小、沉降穩(wěn)定快的優(yōu)點。
CFG樁地基處理包括CFG樁身、樁帽（板）、褥墊層幾部分組成。
結(jié)構(gòu)型式：樁＋板，樁＋帽＋褥墊層(本標(biāo)段采用此種形式）
二、CFG樁施工工藝
1、設(shè)備的選型及配備
CFG樁可選用振動沉管鉆機(jī)或長螺旋鉆機(jī)施工。具體選用哪一類成樁機(jī)械和什么型號，要視工程的具體情況而定。對于粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土采用振動沉管成樁工藝。對存在的夾有硬土層地質(zhì)條件的地區(qū)，使用振動沉管機(jī)施工，會對已成的樁造成較大的振動，導(dǎo)致樁體被震裂或震斷。對于靈敏度較高的土，振動會造成土的結(jié)構(gòu)強度破壞、承載力下降，可采用螺旋鉆預(yù)引孔，再用振動沉管成樁工藝。對于成孔要求質(zhì)量高的地區(qū)，使用長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓成樁工藝。本標(biāo)段設(shè)計采用長螺旋鉆機(jī)施工。
長螺旋鉆管內(nèi)泵壓砼施工方法的施工機(jī)械也有兩種類型的機(jī)械：步履式和履帶式，如下圖：
履帶式長螺旋鉆機(jī)
步履式長螺旋鉆機(jī)
根據(jù)進(jìn)度計劃及工藝試驗，落實好設(shè)備配置，并及時維護(hù)，使所有機(jī)械處于正常狀態(tài)，滿足施工的需要，不影響施工的進(jìn)度和質(zhì)量。
2、選用材料和 配合比
選用的水泥、粉煤灰、碎石及外加劑等原材料應(yīng)符合要求及原材料質(zhì)量驗收有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并按規(guī)定進(jìn)行抽檢。
按設(shè)計要求進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗，選定合適的配合比。
3、工藝流程
3-1 平整場地
對施工場地內(nèi)地上和地下管線進(jìn)行核查、拆遷和防護(hù)。清除地表植被，根據(jù)所測得的原地面標(biāo)高和設(shè)計樁頂標(biāo)高對照結(jié)果，平整鉆孔場地，地面標(biāo)高宜高于設(shè)計樁頂標(biāo)50cm， 預(yù)留排水坡度，做好排水溝等措施,并用壓路機(jī)將原地面碾壓至K30≥30MPa/m，以滿足長螺旋鉆機(jī)自重和抗傾覆的要求。
3-2 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(biāo)記物，可用一次性木、竹筷，便于樁位被埋沒后查找。
施工現(xiàn)場
3-3 鉆機(jī)就位
鉆桿垂直度控制：鉆機(jī)就位后，樁機(jī)懸掛雙向垂球，旁站人員通過測設(shè)垂球與鉆桿上下端的相對距離，判定機(jī)身的垂直度偏差是否滿足規(guī)范或設(shè)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(biāo)明臨近的縱向、橫向樁位用尺量，來確定樁機(jī)是否對準(zhǔn)樁心。
每根樁施工前由旁站人員對樁機(jī)進(jìn)行樁位對中和鉆桿垂直度檢查，滿足要求后方可開鉆。
樁位偏差超標(biāo)
3-4 鉆進(jìn)
鉆進(jìn)開始時，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動馬達(dá)鉆進(jìn)，一般應(yīng)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(yīng)放慢進(jìn)尺，并及時檢查鉆桿垂直度和樁位，否則容易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿、鉆具損壞。
樁長控制：在樁機(jī)機(jī)身上做明確的長度標(biāo)識，為方便夜間施工控制，需用反光材料進(jìn)行標(biāo)識；標(biāo)識的最小刻度一般為50cm或25cm；根據(jù)鉆機(jī)塔身上的進(jìn)尺標(biāo)記，成孔 達(dá)到設(shè)計標(biāo)高時，停止鉆進(jìn)。鉆孔棄土應(yīng)及時轉(zhuǎn)運到指定場地。
3-5 灌注混凝土
長螺旋鉆機(jī)鉆至設(shè)計標(biāo)高，停止鉆進(jìn)，向鉆桿芯管泵送混凝土灌注，當(dāng)鉆桿芯管中充滿混合料，開始提升鉆桿，壓灌混合料，一邊拔管，一邊泵送，嚴(yán)禁先提管后泵料。混凝土坍落度、拌合時間應(yīng)按工藝性試驗確定的參數(shù)進(jìn)行控制,攪拌時間不得少于1min。泵送混凝土，嚴(yán)禁先拔管后泵送混凝土（特別是端承樁），拔管時鉆桿必須停止轉(zhuǎn)動，拔管速率應(yīng)按試樁確定參數(shù)進(jìn)行控制，拔管速度均勻,穿透地質(zhì)較硬地段，采用低檔慢速鉆進(jìn)，軟弱地層，快速鉆進(jìn)，以降低擴(kuò)孔系數(shù)；混凝土泵送也必須連續(xù)。若混凝土供應(yīng)不及時，造成鉆機(jī)等料的情況，時間較長可能造成斷樁或抱鉆現(xiàn)象，尤其是在飽和砂土、粉土層�；炷翍�(yīng)灌注至設(shè)計CFG樁頂標(biāo)高以上50cm，停止泵送混凝土。灌注混凝土方量不得少于設(shè)計樁長加超灌樁頭的體積。
3-6 鉆機(jī)移位
根據(jù)鉆機(jī)的具體情況，一般鉆4、5個孔移動一次鉆機(jī)。無論樁距大小，均不宜從四周轉(zhuǎn)向圈內(nèi)推進(jìn)施工，因為這樣限制了樁間土向外的側(cè)向變形，容易造成土體大面積隆起，斷樁的可能性較大，可采用由中心向外推進(jìn)或一邊向另一邊推進(jìn)的方案。當(dāng)?shù)叵鲁霈F(xiàn)軟弱層，發(fā)生竄孔現(xiàn)象時，鉆機(jī)應(yīng)采用跳孔作業(yè)，待相鄰位置混合料凝固后，再鉆相鄰樁位。
3-7清除鉆泥
鉆泥在鉆孔過程中必須隨時清除，鉆機(jī)移位后把剩余的鉆泥清除。應(yīng)當(dāng)注意：
①除50小型挖掘機(jī)外，任何機(jī)械設(shè)備不得進(jìn)入CFG樁鉆孔灌注場地。
②挖土?xí)r不得擾動設(shè)計樁頂標(biāo)高以下的樁間原土。
③不得挖動已經(jīng)灌注的CFG樁，使樁頭破壞。
3-8自然養(yǎng)護(hù)
CFG樁都埋在地面以下，樁頂有濕黏土封頂，無需專門養(yǎng)護(hù)。樁灌注完成后混合料齡期達(dá)14天后方能進(jìn)行樁間土開挖、清理。自然養(yǎng)護(hù)期間必須保護(hù)鉆孔灌注現(xiàn)場，任何機(jī)械不得進(jìn)入鉆孔灌注區(qū)。
3-9 截樁頭和開挖樁間土
樁間土開挖時，挖掘機(jī)易碰撞樁頭造成淺層斷樁，施工中采取樁頭兩次截樁方案，避免人為造成樁頭破壞：一是在CFG樁灌注完成后砼凝固之前，濕截樁即采用小挖掘機(jī)將樁頭砼和鉆泥一起清理出去， 留30~50cm不截，強度達(dá)到80%后，使用小挖掘機(jī)（斗寬0.6m）開挖樁間土，使用改裝后的切割機(jī)進(jìn)行切割，減少對樁體的破壞，切割完成后，斷面平整。
3-10 樁的檢測
3.10.1樁身完整性檢測
CFG樁樁身完整性采用低應(yīng)變動力試驗檢測。根據(jù)檢測結(jié)果判定樁身完整性。
樁身低應(yīng)變檢測
3.10.2 CFG樁混合料強度
每臺班制作混合料標(biāo)準(zhǔn)立方體試件1組，進(jìn)行28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，進(jìn)行試件抗壓強度檢測。根據(jù)檢測 結(jié)果判定其質(zhì)量情況。
堆載法地基承載力檢測
3.10.3 CFG樁復(fù)合地基靜力載荷試驗
分別進(jìn)行單樁、復(fù)合地基載荷試 驗，計算沉降與承載 力。檢 驗數(shù)量：樁數(shù)的0.2%，且不少于3根
3-11 質(zhì)量要求
三、CFG樁質(zhì)量控制措施
1、施工中嚴(yán)格按照設(shè)計配合比進(jìn)行，每臺鉆機(jī)每臺班隨機(jī)抽取混凝土試件一組，根據(jù)抗壓強度作為混合料強度判定標(biāo)準(zhǔn)；
2、鉆機(jī)進(jìn)場后先用鋼尺檢查鉆機(jī)鉆桿的直徑，鉆桿直徑不小于 設(shè)計樁徑，鉆機(jī)主塔高度大于樁長5m左右；
3、開鉆前放出控制樁位，對鉆機(jī)人員進(jìn)行技術(shù)交底，鉆機(jī)人員根據(jù)控制樁位，用鋼尺放出每根樁位。
4、開鉆前根據(jù)樁基設(shè)計樁長和樁頭保護(hù)層厚度，在鉆機(jī)主塔位置作明顯標(biāo)記，作為控制鉆機(jī)鉆進(jìn)深度的依據(jù)。
5、鉆機(jī)到位后，指揮人員指揮鉆機(jī)調(diào)整位置，利用機(jī)架上懸掛的兩個方向垂直標(biāo)確定鉆機(jī)垂直度滿足要求；
6、在CFG樁開始施工時，擔(dān)心逐樁施工會造成串孔，用隔樁跳打的施工方式，但是隔樁跳打時，第二遍樁機(jī)就位又容易對已施工的樁的擠壓破壞， 應(yīng)根據(jù)地質(zhì)不同選用跳打和逐樁打。
7、CFG樁在灌注砼時，上部1-3米因為砼的壓力變小，砼中有細(xì)微氣泡排不出來，而CFG樁的主要受力部分都在上部，因此上部樁體的不密實，極易造成樁在工程使用過程中的破壞，解決辦法，一是在施工完成后，砼凝固之前使用振搗棒振搗上部砼，加強砼的密實性；二是加強砼的坍落度控制，坍落度過小易造成蜂窩現(xiàn)象。
8、拔管速率的控制
拔管速率太快將造成成樁樁徑偏小或縮徑斷樁，而拔管速率過慢又會造成水泥漿分布不均，樁頂浮漿過多，樁身強度不足和形成混合料離析現(xiàn)象，導(dǎo)致樁身強度不足。故施工時，應(yīng)嚴(yán)格控制拔管速率，拔管速度一般控制在2～ 2.5m/min比較適宜，此處的拔管速度為線速度，不是平均速度，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速率適當(dāng)放慢。拔管過程不允許反插。
9、斷樁的原因分析和處理
斷樁，是指CFG樁成樁后，樁身混凝土面不連續(xù)，中間有垂直于樁中心軸線的開裂或間隔。斷樁是CFG樁最大的質(zhì)量事故。斷樁的原因有很多，主要有：
1）施工保護(hù)不夠，有大型工程機(jī)械在強度未達(dá)到的CFG樁區(qū)域運行，使樁被壓斷或把樁頭壓碎；
2）長螺旋鉆機(jī)的排氣閥被堵；
3）灌注混凝土?xí)r，混凝土灌注供應(yīng)不及時；
4）地質(zhì)原因，地下水豐富，易產(chǎn)生斷樁；
5）拔管和泵送混凝土配合不和諧；
6）截除樁頭時操作不當(dāng)遭到破壞。
10、防止斷樁的方法
1）對于施工保護(hù)不足造成斷樁，最有效的方法是加強已經(jīng)灌注CFG樁區(qū)域的保護(hù)，用鋼管或其它較結(jié)實的材料將場區(qū)圍護(hù)起來，嚴(yán)禁一切大型機(jī)械進(jìn)入。
2）對于排氣閥設(shè)置不當(dāng)造成斷樁的解決辦法，一般在鉆機(jī)在出廠時排氣閥位置已經(jīng)設(shè)置的很好，不需要作改進(jìn)，只有極少數(shù)的鉆機(jī)才出現(xiàn)這種問題， 要經(jīng)常檢查排氣閥，并將包裹排氣閥的混凝土鑿除。
3）混凝土供應(yīng)不及時造成斷樁，加強混凝土調(diào)度，及時供應(yīng)CFG樁混凝土，保證混凝土連續(xù)供應(yīng)，就可以防止因混凝土供應(yīng)不及時造成斷樁。
4）對于地質(zhì)原因造成的斷樁，施工中是很難控制的，對流塑狀和地下水豐富的地質(zhì)情況應(yīng)對CFG樁處理進(jìn)行適應(yīng)性論證。
5）對拔管和泵送混凝土配合不和諧造成的斷樁，應(yīng)尋求操作人員之間的默契配合。
6）對截除樁頭時人為遭到破壞的情況，對作業(yè)工人進(jìn)行 培訓(xùn)，提高操作技能，可避免此種情況。
四、樁帽施工工藝
1、樁帽施工
各種樁帽形式的工藝比較表
2、樁帽形式
各種樁帽形式的施工工藝
鋼模施工
土模施工
土模旋切截樁現(xiàn)澆樁帽施工工法
工藝特點
1、流程簡捷，工效高，速度快。
采用先機(jī)械填筑后人工開挖的土模法，無需進(jìn)行CFG樁成樁后樁間土的挖除與回填，簡化了作業(yè)工序，提升了施工速度；運用自行研制的旋切截樁機(jī)截除樁頭，降低了作業(yè)人員勞動強度，大幅提高了工效。
2、操作靈便，擾動小，質(zhì)量好。
土模法可避免因清運保護(hù)土層和去樁頭作業(yè)對樁頂設(shè)計平面以下樁間土的過度擾動，解決了機(jī)械開挖作業(yè)磕碰樁身造成斷樁及樁間土回填質(zhì)量不高的問題。旋切截樁機(jī)構(gòu)思新穎，在狹小土模空間內(nèi)作業(yè)靈便，可解決采用普通截樁機(jī)無法在土模內(nèi)作業(yè)，而采用風(fēng)鎬去除樁頭又費時耗力、觀感較差、易傷樁身的問題。
3、工藝先進(jìn)，施工便利，便于推廣。場地的硬化填筑、樁帽土模開挖和截樁機(jī)旋切截樁施工工藝容易掌握，施工組織要素配置易于實現(xiàn)，有利于推廣。
4、設(shè)備精巧，成本低廉，效益顯著。自主研制的截樁機(jī)構(gòu)造精巧、結(jié)構(gòu)簡單、配件易購、制作廉價，可進(jìn)行自加工，有效降低設(shè)備成本投入，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。
適用范圍
本工法適用于鐵路、公路、房建、市政等工程CFG樁復(fù)合地基樁帽網(wǎng)（圓柱形樁帽）結(jié)構(gòu)的施工，特別是對于CFG樁樁帽網(wǎng)工程量大、任務(wù)集中、工期緊張的項目有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。對圓臺形、方柱形樁帽網(wǎng)結(jié)構(gòu)，若旋切截樁機(jī)具備作業(yè)空間條件，本工法仍有較好的適用性。
工藝原理
有別于以往CFG樁樁帽網(wǎng)結(jié)構(gòu)施工在成樁后挖除樁周土、立模澆注樁帽、拆模后回填樁間土的復(fù)雜性，本工法在路基場地清表作業(yè)時就預(yù)先對作業(yè)區(qū)以A、B組填料進(jìn)行換填施工，形成硬化層，使其達(dá)到樁間土的回填壓實質(zhì)量要求后進(jìn)場施工CFG樁。CFG樁成樁后清除置換土并整平場地，在硬化層內(nèi)按樁帽尺寸人工開挖基槽制作土模，在土模內(nèi)采用自制的旋切截樁機(jī)，使鋸片探入地面以下截樁位置水平旋轉(zhuǎn)切割樁身截樁，去除樁頭，而后進(jìn)行樁帽混凝土的現(xiàn)澆。
施工操作要點
1、場地硬化層預(yù)處理
清表作業(yè)完成后，CFG樁施工前采用A、B組填料預(yù)先對作業(yè)區(qū)進(jìn)行換填處理，硬化層厚度與樁帽高度基本相當(dāng)，層頂高程按樁帽頂設(shè)計標(biāo)高控制，分層厚度及壓實質(zhì)量應(yīng)符合客運專線鐵路基床以下路堤填料的壓實要求，同時滿足CFG樁帽網(wǎng)結(jié)構(gòu)樁間土的回填質(zhì)量的設(shè)計要求，確保CFG樁樁機(jī)進(jìn)場及走行便利。
2、開挖硬化層制作土模
CFG樁施工完畢后，在開挖樁帽基槽前，首先測量每根樁的樁頂標(biāo)高，由技術(shù)人員根據(jù)測量結(jié)果及設(shè)計標(biāo)高確定下挖深度，并對工班進(jìn)行交底�；鄄捎萌斯ら_挖，樁周土的開挖應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計樁帽的尺寸及交底開挖深度進(jìn)行開挖，確保樁帽基坑中心位置偏差不超過15 mm，平面尺寸偏差小于±30mm，樁帽高度偏差不超過+30、-20mm，中心位置基槽坑底應(yīng)平整、無雜物，標(biāo)高處于截樁位置以下10cm處（設(shè)計CFG樁樁身嵌入樁帽10cm），以便于截樁機(jī)繞樁身旋轉(zhuǎn)切割時軌道平順。
人工開挖土模
3、去樁頭作業(yè)
截樁機(jī)繞樁身旋切一周后，需用鋼楔子置于切縫處，以大錘錘擊鋼楔，使楔頭自切縫處嵌入樁體撬斷樁身，樁頭自然脫落；切割線位于地面以下，需將相鄰樁的樁間土挖通，便于工人揮錘敲擊鋼楔；為方便鋼楔定位，可在鋼楔上焊接φ8鋼筋作為扶桿，由另一名工人掌握，防止錘擊鋼楔時鋼楔偏位；現(xiàn)場移機(jī)作業(yè)時注意用電安全，適時調(diào)整截樁機(jī)電力線的走向和位置；設(shè)置兩個工班組流水作業(yè)，一個班組專司旋切鋸樁，一個班組負(fù)責(zé)截取樁頭，一根樁切割完畢后，旋切截樁機(jī)即可移至下一樁位繼續(xù)切樁，另一班組則在切割好的樁體上開始進(jìn)行截樁頭作業(yè)。
截樁機(jī)切割樁頭
4、混凝土澆筑
樁頭切割完成后，進(jìn)行試驗檢測，合格后清理土模內(nèi)浮土及浮渣，經(jīng)監(jiān)理驗收合格后澆筑，澆筑采用泵送混凝土。
樁帽混凝土土工膜覆蓋養(yǎng)生
5、整平夯填樁間土
樁帽混凝土達(dá)到設(shè)計強度后，拆除坑口模板。受場地硬化標(biāo)高控制及施工過程對場地輕微破壞的影響，樁間土不能完全與樁帽頂平齊，與樁帽頂標(biāo)高存在一定偏差。對于高于樁帽頂?shù)臉堕g土，人工清除至樁帽頂標(biāo)高即可；對于低于樁帽頂標(biāo)高的，應(yīng)依據(jù)設(shè)計填料要求對樁間土進(jìn)行回填。施工現(xiàn)場情況反映，低于樁帽頂?shù)臉堕g土與樁帽頂?shù)母卟钜话阍?~15cm，待樁帽混凝土達(dá)到設(shè)計強度后，采用自卸汽車將填料運至現(xiàn)場，人工攤鋪，以沖擊夯進(jìn)行回填夯實，回填按從邊緣到中心的順序進(jìn)行�；靥顣r應(yīng)注意對填料含水率的檢測及控制，以保證填料夯實質(zhì)量達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。對于緊靠樁帽邊緣的部位，為避免夯機(jī)碰撞破壞樁帽造成缺角等問題，采取填料超填高出樁帽頂5cm并覆蓋樁帽邊緣后再打夯的措施，確保夯填到位，最后對超填部分進(jìn)行人工清除。
人工整平樁間土
整平后場地
夯實樁間土
施工完成后場地
施工準(zhǔn)備期控制措施
1、施工前須在調(diào)查的基礎(chǔ)上，對擬定采用的A、B組換填填料、水泥、粉煤灰、粗、細(xì)骨料、土工格柵等材料進(jìn)行材質(zhì)檢驗，出具材質(zhì)檢測報告；對規(guī)范要求有合格證的材料必須取得合格證，對于甲控、甲供物資由招標(biāo)確定，不得采用不合格材料；混凝土施工進(jìn)行配合比試驗、選定，并嚴(yán)格按選定的配合比進(jìn)行施工。
2、對進(jìn)場的模具、機(jī)械等機(jī)具設(shè)備進(jìn)行檢查驗收，確保其技術(shù)指標(biāo)達(dá)標(biāo)，運轉(zhuǎn)正常，滿足施工要求。
3、CFG樁施工時，嚴(yán)格按確定的樁機(jī)類型、混合料配合比、保護(hù)樁長、終孔條件、拔管速度等工藝參數(shù)組織。
4、在CFG樁混合料灌注完成后，待混合料初凝時對置換土及浮漿進(jìn)行挖除。清除置換土?xí)r應(yīng)注意不得破壞硬化層及以下土層，避免對樁身造成損傷，必要時預(yù)留一部分置換土采用小型挖機(jī)進(jìn)行清除。
5、樁帽開挖前應(yīng)對樁頂進(jìn)行放樣，確定開挖輪廓和深度，也可在開挖過程中采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行標(biāo)高控制。土�？拥讘�(yīng)平整以利于截樁機(jī)在切割樁頭時切縫平整，截樁作業(yè)完成后應(yīng)對坑底進(jìn)行清理，確保無浮渣等。
6、嚴(yán)格控制土模開挖的坑底標(biāo)高，利用截樁機(jī)的鋸片與機(jī)底端有10cm高差的特點，確保截樁位置準(zhǔn)確。在實施切割作業(yè)時，必須使鋸片完全切入樁體一周，確保切縫深度以保障截樁質(zhì)量，嚴(yán)禁三點切割等不繞樁體切割一周的作業(yè)。
7、澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)根據(jù)入模方式選定配合比，拌合站集中拌和確保質(zhì)量�；炷猎诎韬椭翝仓倪^程中，需按規(guī)范要求進(jìn)行原材料稱重偏差、砂石含水率測定、坍落度、入模含氣量等方面的檢驗檢測，確保澆筑質(zhì)量。在冬季施工時，需采取保暖措施，確�；炷寥肽囟葷M足規(guī)范要求。
8、樁帽混凝土澆筑完成后，人工抹面收光。冬季采用覆蓋保溫材料的方式進(jìn)行養(yǎng)生，夏季進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)生。混凝土的養(yǎng)生時間應(yīng)根據(jù)混凝土材料、氣溫及空氣濕度等條件按規(guī)范加以確定。
