请教关于CFG桩设计

CFG桩是低强度混凝土桩，具有承载力提高幅度大，适用范围广，刚性桩的特性明显，变形较小等特点，与灌注桩在含义、特征、用途、作用等方面都存在区别，具体如下：

一、CFG桩是什么桩？

1、CFG桩是英文CementFly-ashGravel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。

2、目前常用的有长螺旋钻孔灌注成桩、振动沉管灌注成桩两种施工工艺。

3、CFG桩是一种低强度混凝土桩，可充分利用桩间土的承载力共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，具有较好的技术性能和经济效果。

二、CFG桩的特点

1.承载力提高幅度大，可调性强。CFG 桩的长度可以从几米到二十多米不等，桩身全长可发挥侧阻力，桩承担的荷载可在总荷载的 40%~75%之间变化，当地基承载力较好而上部荷载不大时，可将桩长设计短一些荷载大时可将桩长设计大一些，特别是天然地基承载力较弱血设计要求承载力较高时，采用一般柔性桩难以满足设计要求时，CFG桩则更能满足要求。

2.适用范围广。CFG桩既适用于独立桩基础和条形基础，也适用于筏基和箱形基础就地基而言，既可用于软弱地基，也可用于较好地基既可以用于挤密效果好的土，也可以用于挤密效果差的土。当其用于挤密效果好的土时。承载力的提高既有挤密因素又有置换因素当CFG 桩用于非挤密土时，承载力提高主要与置换作用有关。

当天然地基在载力标准f≤50MPa时，其适用性取决于土层其他特性。当土具有良好挤密效果时，如沙土和粉土，振动作用可使土体大幅度挤密或振密，桩间土承载力有大幅度提高面 在塑性指数较高的饱和软粘土，成桩时土的挤密份量几乎为零，承载力提高主要取决于桩的置换作用。

3.桩体的排水作用。当CFG桩在饱和粉上和砂土中施工时，由于施工的振动作用，上体水份游离出来，容易产生超孔隙水压力，在透水性较差的土层中、刚施工完的CFG桩是-个良好的排水通道，孔隙水将沿桩身向上排出，直到 CFG 桩硬结为止，有时这个过程可延续数个小时。

4.时间效应。如果采用振动沉管施工工艺，振动作用会对周围土体产生扰动，特别是对高灵敏度土质，容易使其结构强度丧失，承载力降低，直至施工. 结束停止振动时，结构强度才会有所恢复，桩间土的承载力也

二、规范对必须试桩的情况有明文约定：详见《建筑基桩检测技术规范》3.3.1之规定,必须做试桩的情况有：

1、设计等级为甲级、乙级的桩基；

2、地质条件复杂、桩施工质量可靠性低；

3、本地区采用的新桩型或新工艺.

由此可见,是否进行试桩是根据不同的情况确定,并不是一成不变的!

CFG桩为桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高的桩体，与桩间土一起构成CFG桩复合地基。密度越大肯定承载力越高。

主要技术指标为：

1.地基承载力：设计要求；

2.桩 径：宜取350－600mm；

3.桩 长：设计要求，桩端持力层应选择承载力相对较高的土层；

4.桩 身 强度：混凝土强度满足设计要求，通常≥C15；

5.桩 间 距： 宜取3－5倍桩径；

6.桩垂直度：≤1.5%；

7.褥 垫 层：宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等，不宜选用卵石，最大粒径不宜大于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每台班或每日留取试块1～2组确定。

1. 选定持力层，

2. 计算单桩承载力

3. 根据单桩承载力以及设计要求的地基承载力确定置换率m

4. 根据置换率计算桩间距

5. 根据上述结果计算沉降。如果沉降满足设计要求，则计算结束，如果计算沉降过大，则重新开始第一步，进入下一个计算循环。

因此桩的布置是根据要求承载力，场地内的土层分布情况等条件进行计算二布置的。

一般来说，桩径400mm居多，桩间距3-5倍桩径居多。

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。

[编辑本段]CFG桩的施工

应根据现场条件选用下列施工工艺：

1、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、中等密实以上的桩土.

2、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.

3、振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填土地基.

[编辑本段]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。

其他注意事项：

1、冬期施工时混合料人孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。

2、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。

[编辑本段]主要技术指标

根据工程实际情况，水泥粉煤灰碎石桩常用的施工工艺包括长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩、振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔灌注成桩。主要技术指标为：

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：≤1.5％；

褥垫层：宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等，不宜选用卵石，最大粒

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。

1．适用范围

适用于××客运专线铁路××段CFG桩施工。

2.作业准备

2.1 内业技术装备

作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计、阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。

2.2外业技术装备

施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。

3.技术要求

3.1 为检验CFG桩施工工艺、机械性能及质量控制，核对地质资料，在工程桩施工前，应先做不少于2根试验桩，并在竖向全长钻取芯样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺。

3.2 CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。

3.3 桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。

3.4 CFG桩施工中，每台班均须制作检查试件，进行28d强度检验，成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。

3.5 通常桩顶混凝土密实度差，强度低，对此采取桩顶以下2.5m内进行振动捣固的措施。

3.6 为保证施工中混合料的顺利输送，施工中采取强制式搅拌机。

3.7 桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据设计和采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。

3.8 清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

3.9 冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间土应采取保温措施。

3.10 跳打施工时应及时清除成桩时排出的弃土，否则会影响施工进度。

3.11 整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。

3.12 CFG桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。

4.施工程序与工艺流程

4.1施工程序

水泥粉煤灰碎石桩（CFG）施工有两种施工工艺，分别为振动沉管CFG桩施工工艺和长旋钻管内泵压CFG桩施工工艺；

施工程序为：原地面处理→测量放样→桩机就位(钻机就位)→沉管(钻进至设计深度)→投料(停钻泵送混合料)→振动拔管(均匀拔钻至桩顶)→封顶→钻机移位

4.2工艺流程

振动沉管CFG桩施工工艺流程图 长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺流程图

5.施工要求

5.1施工准备

5.1.1 核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。

5.1.2 进行满足桩体设计强度的配合比试验，确定各种材料的施工用配比。

5.1.3 平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。

5.1.4 测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。

5.1.5 施工前清除地表耕植土，进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数。

5.2施工工艺

CFG桩施工一般优先采用间隔跳打法，也可采用连打法。具体的施工方法由现场工艺试桩来确定。

连打法易造成邻桩被挤碎或缩颈，在粘性土中易造成地面隆起；跳打法不易发生上述现象，但土层较硬时，在已打桩中间补打新桩，可能造成已打桩被振裂或振断。

在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打，但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7d；在饱和的松散粉土中，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打；全长布桩时，应遵循由“由一边向另一边”的原则。

5.3振动沉管灌注施工工艺

振动沉管打桩机适用于粘性土、粉土以及淤泥质土。

5.3.1 沉管

根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装。桩机就位，保持桩管垂直，垂直度偏差不大于l％；若采用预制钢筋混凝土桩尖，需埋入地表以下300mm左右。开始沉管，为避免对邻桩的影响，沉管时间应尽量短；记录激振电流变化情况，应1m记录一次，对土层变化处应予以说明。

5.3.2 投料

在沉管过程中用料斗进行空中投料（可边沉管边投料）。待沉管至设计标高且停机后须尽快完成投料，直至管内混合料顶面与钢管料口平齐。

5.3.3 拔管

启动电动机，首次投料留振5～10s再开始拔管。拔管速率按工艺性试验并经监理工程师批准的参数进行控制，一般1.2～1.5m／min较合适。拔管过快易造成局部缩颈或断桩；拔管太慢振动时间过长，会使桩顶浮浆增厚，易使混合料离析，对淤泥质土，拔管速度可适当放慢。拔管过程中不宜反插留振。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。成桩后桩顶标高应高出设计桩长0.5米，且浮浆厚度不超过20cm。

5.3.4 封顶

沉管拔出地面，确认成桩符合设计要求后，用湿粘性土封顶。

5.3.5 移机

钻机移位进行下一根桩的施工。

5.4长螺旋钻管内泵压CFG桩施工步骤

5.4.1 CFG桩钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。

5.4.2混合料搅拌

混合料搅拌要求按配合比进行配料，计量要求准确，拌合时间不得少于1min。混合料加水量和坍落度（设计要求长螺旋钻管内泵压混合料法施工时，坍落度控制在16～20cm）根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。

5.4.3钻进成孔

钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据。当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。

5.4.4灌注及拔管

CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆心充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。成桩的提拔速度宜控制在2～3m/min，成桩过程宜连续进行，应避免因后台供料慢而导致停机待料。灌注成桩完成后，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。

5.4.5移机

当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。

6.劳动组织

6.1 劳动力组织方式:采用架子队组织模式。

6.2 施工人员应结合施工现场、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。

人员配备表

负责人 1人

技术主管 1人

专职安全员 1人

工班长 4人

机操手 2人

技术、质检、测量及试验人员 6人

机械工、普工 10人

7.材料要求

7.1 桩体主体材料为碎石，应符合设计级配要求；

7.2 选用的水泥、粉煤灰、及外加剂等原材料应符合设计要求，并按相关规定进行检验。

8．设备机具配置

主要施工机械设备配置表（每个作业面）

设备名称 单位 数量 备注

振动沉管打桩机 台 1

长螺旋钻机 台 1

混凝土运输车 台 1

混凝土输送泵 台 1

9.质量检验

9.1 所用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量应符合设计要求；

检验数量：同一产地、品种、规格、批号的水泥，每200t为一批，不足200t时也按一批计。同一产地、品种、规格且连续进场的粗、细骨料，分别每400m3为一批，当不足400m3时也按一批计。各种原材料每批抽样检验1组。

检验方法：检查产品质量证明文件。在水泥库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间，在料场抽样检验粗细骨料含泥量、筛分试验颗粒级配。

9.2 CFG桩混合料坍落度应按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制；

检验数量：每台班抽样检验3次。

检验方法：现场坍落度试验。

9.3 桩体强度检测方法、数量及标准见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）4.14.7：

①检测数量：施工单位每台班一组（3块）试块。

②检测方法：每台班制作混合料试块，进行28d标准养护试件抗压强度检测。

③设计要求：桩身28d边长15cm立方体抗压强度达到设计强度10MPa～15MPa。

9.4 桩身质量、完整性检测方法、数量及标准见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）4.14.11：

①检测数量：检测总桩数的10%。

②检测方法：低应变检测。

9.5 单桩承载力及复合地基承载力检测方法、数量及标准见《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）4.14.12：

①检测数量：总桩数的2‰，且每检测批不少于3根。

②检测方法：平板载荷试验。

③设计要求：抽取不少于总桩数的0.5‰的桩进行单桩承载力检测，抽取不少于总桩数的1.5‰的桩进行单桩复合地基平版载荷板试验。承载力符合设计要求。

9.6 关于地质核查的说明

通过施工钻孔揭示的土质或岩层观察并记录确定桩底及以上地质情况，并请监理单位全部核实。如发现不符,则要求设计单位进行现场确认,必要时进行补充勘察。

10．安全及环保要求

10.1安全要求

10.1.1机械设备操作人员（或驾驶员）必须经过专门训练，熟悉机械操作性能，经过专业管理部门考核取得操作证或驾驶证后上机（车）操作。

10.1.2机械设备操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程，工作时集中精力，谨慎工作，不擅离职守，严禁酒后驾驶。

10.1.3机械设备发生故障后及时检修，绝不带故障运行，不违规操作，杜绝机械和车辆事故。

10.1.4专业电工持证上岗。电工有权拒绝执行违反电器安全操作规程的工作指令，安全员有权制止违反用电安全的行为，严禁违章指挥和违章作业。

10.1.5所有现场 施工人员佩带安全帽，特种作业人员佩带专门的防护工具。

10.1.6所有现场作业人员和机械操作手严禁酒后上岗。

10.1.7施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作；电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m以上，严禁拖地和埋压土中，电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。并遵守《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）的规定。

10.2环保措施

10.2.1易于引起粉尘的细料或松散料运输时用帆布、盖套等遮盖物覆盖。

10.2.2施工废水、生活污水不直接排入农田、耕地、灌溉渠和水库，不排入饮用水源。

10.2.3食堂保持清洁，腐烂变质的事物及时处理，食堂工作人员定期体检。

10.2.4受工程影响的一切公用设施与结构物，在施工期间应采取适当措施加以保护。

10.2.5使用机械设备时，要尽量减少噪声、废气等的污染；施工场地的噪声应符合《建筑施工场地界噪声限值》（GB12523-1990）的规定。

10.2.6运转时有粉尘发生的施工场地，如水泥混凝土拌和机站等投料器应有防尘设备。在这些场地作业的工作人员配备必要的劳保防护用品。

10.2.7驶出施工现场的车辆应进行清理，避免携带泥土。