曲志凱

（中鐵大橋局第二工程有限公司 江蘇省南京市 210000）

1 概述

1.1 CFG復(fù)合地基概念

CFG復(fù)合地基是由CFG樁、樁間土、碎石墊層組成的新型復(fù)合地基形式。CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的具有一定粘結(jié)強(qiáng)度和一定壓縮性的半剛性樁體。CFG（水泥粉煤灰碎石）樁復(fù)合地基技術(shù)作為2010年建筑業(yè)推廣應(yīng)用的10項新技術(shù)之一，在工程上具有廣泛應(yīng)用。

1.2 CFG復(fù)合地基特點(diǎn)

1.2.1 適用范圍廣、施工速度快

CFG樁適用于處理粘性土、淤泥質(zhì)土、砂土、粉土地基。適用于不同的基礎(chǔ)形式、土層結(jié)構(gòu)，且可以帶水作業(yè)。CFG樁施工時無需泥漿，成孔成樁一次完成，減少了成樁時間，加快了施工速度，而且施工簡便，工期短。

1.2.2 受力性能好

CFG樁復(fù)合地基具有剛?cè)岵?jì)的受力特征，承載力較強(qiáng)。柔性特征：在樁頂和基底間設(shè)置的碎石墊層，可以有效地調(diào)節(jié)樁與樁間土在荷載作用下的變形，從而確保樁與樁間土的共同工作。剛性特性：CFG樁的樁體剛度和變形模量遠(yuǎn)大于樁間土，既可以在有限的樁長（6～10d）范圍內(nèi)可以傳遞垂直荷載，也可全樁長發(fā)揮側(cè)阻。

1.2.3 沉降量小、具有排水作用

對于軟土地基，采用CFG樁進(jìn)行地基處理，如果樁端持力層土質(zhì)較好，可以獲得變形模量較高的復(fù)合地基，從而有效地控制建筑物的沉降。在飽和的粉土和砂土中施工時，成樁過程中的機(jī)械振動會使砂土液化，在孔隙水壓力作用下，孔隙水沿著樁體向上排出。

1.2.4 時間效應(yīng)

施工過程中，高頻振動會對樁間土產(chǎn)生擾動，特別會使高靈敏度的土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低甚至喪失。但成樁結(jié)束后，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會逐漸恢復(fù)，樁間土的承載力會逐漸提高。而且水泥、粉煤灰不斷發(fā)生水化反應(yīng)，使樁身后期強(qiáng)度增大，這對CFG樁承受上部荷載有了可靠保證。

1.2.5 成本低、高效環(huán)保

CFG樁樁體不需要配鋼筋，還可以利用工業(yè)廢料粉煤灰、水泥摻量比相應(yīng)標(biāo)號的混凝土樁少，因此施工成本較低，而且噪音小，污染小，減少了環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。

1.3 CFG復(fù)合地基的加固機(jī)理

（1）碎石墊層的作用非常關(guān)鍵。其作用是將上部荷載以一定比例均勻分配，保證CFG樁和樁間土共同工作，減少基底面應(yīng)力集中，削減地震等水平荷載影響。

（2）樁的擠密作用使土的承載能力提高，而周邊土側(cè)應(yīng)力的增加可改善了樁受力性能，二者共同工作，形成一個受力整體，共同承擔(dān)上部荷載。

（3）樁體的強(qiáng)度和剛度比樁間土大，可以充分發(fā)揮樁的剛性特性，將承受的荷載向較深土層中傳遞，并減少樁間土承受的荷載。同時，樁的作用會提高復(fù)合地基的承載力和整體剛度，沉降變形減小，提高了土體的抗剪強(qiáng)度，并避免了CFG樁產(chǎn)生刺入破壞的可能。

2 工程實(shí)例

下面以津保鐵路某段路基的CFG復(fù)合地基施工為例，介紹CFG樁復(fù)合地基的應(yīng)用及施工控制。

2.1 設(shè)計要求

CFG樁樁徑0.4m，樁間距有1.6m，樁長22m，正方形布置，復(fù)合地基承載力不小于180kPa。

墊層形式：0.5m厚碎石墊層，墊層中間滿鋪高強(qiáng)聚酯雙向經(jīng)編土工格柵（HL-200）一層。

2.2 施工方法和工藝

CFG樁施工采用長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工工藝。

工藝流程為：場地清表、整平→樁孔編號、定位→鉆進(jìn)至設(shè)計深度→混合料拌制→泵送混合料→均勻拔鉆至樁頂→鉆機(jī)移位、樁體養(yǎng)護(hù)→清樁間土及預(yù)留樁頭→碎石墊層鋪筑→土工格柵鋪筑→復(fù)合地基檢測。

施工順序：CFG樁施工時根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況可采用順序打樁或間隔跳打，跳打一般間隔1～3根樁。涵洞兩側(cè)路堤、橋頭路堤CFG樁施工應(yīng)在涵洞或橋臺施工之前進(jìn)行。

2.2.1 場地清表、整平

用推土機(jī)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)清除表層腐植土，開挖到設(shè)計路基底標(biāo)高并預(yù)留0.5m，整平。清表土要運(yùn)送到棄土場堆放。

2.2.2 樁孔編號、定位

根據(jù)設(shè)計樁位布置對樁孔進(jìn)行編號，利用全站儀測放排、列控制樁，拉線、鋼尺丈量定出樁孔位置，灑白灰線、插竹簽標(biāo)記。

樁位放樣：按照測量組提供的地基處理邊線及中線對樁孔位置進(jìn)行放線并做標(biāo)記（用鋼尺拉出點(diǎn)位后鋼釬打入20cm后灌入白灰）。

2.2.3 拌合

在成孔到位后由混凝土攪拌站進(jìn)行混合料的攪拌，混合料攪拌按照試驗(yàn)室提供的配合比進(jìn)行配料，每盤料都要準(zhǔn)確計量，拌制按照普通混凝土的攪拌時間進(jìn)行控制，攪拌時間控制在60～120s，坍落度控制在160～200mm，做好拌合記錄。

2.2.4 鉆進(jìn)成樁

（1）長螺旋鉆機(jī)就位后緩慢放下鉆桿，調(diào)整其垂直度小于1%，且鉆桿中心與樁中心偏差不得超過5cm，開鉆時要先慢速轉(zhuǎn)動，鉆至樁底標(biāo)高時要減慢鉆進(jìn)速度，直至設(shè)計深度時停止鉆進(jìn)。

（2）CFG樁成孔到設(shè)計標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)并開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料；攪拌機(jī)拌料后放料到混凝土輸送泵，通過混凝土輸送泵壓滿鉆桿，壓滿標(biāo)志為鉆桿上排氣孔向外溢漿。屆時停止泵壓。

（3）開始提鉆并壓混凝土，提升速度要慢，提升速度宜控制在1.2～1.5m/min，直至施工完畢，施工完畢迅速移開長螺旋鉆機(jī)，用素土覆蓋樁頭且要求浮漿厚度不超過20cm。

2.2.5 樁頭處理

CFG樁施工完畢，待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度（一般為7d）后，可進(jìn)行樁頭處理。首先進(jìn)行樁間土開挖，采用人工開挖和小型機(jī)械聯(lián)合開挖，應(yīng)有專人指揮，保證鏟斗離樁邊應(yīng)有一定的安全距離，同時應(yīng)避免擾動樁間土和對設(shè)計樁頂標(biāo)高以下的樁體產(chǎn)生損害。挖至設(shè)計標(biāo)高后，應(yīng)剔除多余的樁頭，注意不得損害樁體。

2.2.6 碎石墊層鋪設(shè)

（1）材料準(zhǔn)備。碎石墊層所用碎石為級配良好的碎石，試驗(yàn)取樣最大粒徑小于50mm、含泥量不大于5%。按照試驗(yàn)室室內(nèi)試驗(yàn)擬定碎石墊層原材料摻和比例。

（2）驗(yàn)收下承層。下層碎石墊層填筑前應(yīng)檢查基底幾何尺寸，進(jìn)行相關(guān)工序的檢測與驗(yàn)收。

（3）測量放樣。在碎石墊層填料上料之前由測量人員間隔50m放樣路基中心、路基兩側(cè)邊坡線，為確保路基邊緣壓實(shí)密度，施工擬路基兩側(cè)加寬各0.5m填筑施工。同時就近引入臨時水準(zhǔn)點(diǎn)用于施工中測量碾壓厚度。

（4）碎石墊層施工

碎石墊層施工前將基底清理、整平，按設(shè)計要求做好基底碾壓。碎石墊層采取分層填筑和碾壓，每層的施工順序：鋪碎石→壓實(shí)→檢測，壓路機(jī)采用靜壓的碾壓方法。縱向分段施工時，接頭做成斜坡，每層碎石填料錯開0.5～1.0m，并將接頭充分壓實(shí)。

2.2.7 土工合成材料施工

在碎石墊層的中間夾鋪土工合成材料。夾鋪的土工合成材料的鋪設(shè)范圍、層數(shù)等應(yīng)滿足設(shè)計要求。

（1）下層碎石墊層表面應(yīng)整平、壓實(shí)，土工格柵鋪設(shè)時要求平整拉直。

（2）鋪設(shè)土工格柵時，沿線路橫向采用整幅，不宜有接口，當(dāng)需要搭接時，搭接寬度≥0.5m。

（3）土工格柵鋪設(shè)時，拉緊展平插釘固定，并與路基面密貼不得有褶皺扭曲。

2.3 施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及控制措施

2.3.1 施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

（1）單樁承載力≥550kpa（樁長為22m）。

（2）樁身28d抗壓強(qiáng)度≥15MPa。

（3）樁身完整性按照總樁數(shù)的10%進(jìn)行低應(yīng)變檢測。

（4）CFG樁尺寸位置：樁身垂直度＜1%；樁心偏位＜5cm；樁體有效直徑≥設(shè)計樁徑（40cm）。

（5）碎石墊層：厚度≥設(shè)計厚度（50cm）；鋪設(shè)范圍≥設(shè)計值；橫坡允許偏差＜3%。

2.3.2 質(zhì)量控制措施

（1）材料控制

所有進(jìn)場原材料必須經(jīng)過檢驗(yàn)，確保各項檢測指標(biāo)符合規(guī)范要求后才能使用。CFG混合料攪拌必須按照試驗(yàn)室提供的配合比進(jìn)行配料，每盤料都要準(zhǔn)確計量，拌制按照普通混凝土的攪拌時間進(jìn)行控制，攪拌時間控制在60～120s，坍落度控制在160～200mm，做好拌合記錄。

（2）工藝控制

CFG樁施工嚴(yán)格按照上述工藝要求進(jìn)行施工。技術(shù)人員需全程跟班盯控，發(fā)現(xiàn)偏差后立即糾正，并做好詳細(xì)值班記錄，以備查驗(yàn)。

碎石墊層的碾壓要符合規(guī)范要求，在碾壓過程中防止出現(xiàn)漏壓的范圍。土工合成材料的鋪設(shè)范圍、層數(shù)及位置應(yīng)符合設(shè)計要求。

（3）標(biāo)高控制

施工前要測量場地標(biāo)高，注意測點(diǎn)應(yīng)有足夠的數(shù)量和代表性。成樁樁頂標(biāo)高控制，成樁樁頂標(biāo)高不可能正好與設(shè)計標(biāo)高完全一致，一般要高出樁頂設(shè)計標(biāo)高0.5m以上。碎石墊層鋪筑時也要做好標(biāo)高控制線，并隨時復(fù)核。

[1]梁慕宇.淺談CFG復(fù)合地基及其施工.建筑界，2013，14.

[2]《高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（TB10751-2010）.