CFG桩在高速公路软基处理中的应用

摘要：CFG桩是近些年来高速公路软基开发与应用常用的地基处理技术之一。在高速公路软基路段处理的过程中，如果采用传统施工方法，不仅工期漫长，而且处理不当时常会造成不均匀沉降。文章从CFG桩的特点、施工控制、现场实验等方面出发，介绍了CFG桩在高速公路软基路段处理过程中的应用。

关键词：CFG桩；高速公路；软基处理；地基处理技术；软基路段承载力 文献标识码：A

中图分类号：U412 文章编号：1009-2374（2015）31-0110-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.055 在高速公路的建设和改造的施工过程中，需要对软基路段进行处理，是经常遇到的问题。如果采用传统的排水固结法，常常会对工期和工程质量产生严重的影响。采用粉喷桩复合地基对路面进行处理的方式，也有一些不如人意的地方，其使用范围也受到一定的限制。而CFG桩实验系统作为当前高速公路软基路段的主要研究系统，CFG桩在高速公路软基路段处理中的应用具有很高的研究价值。 1 CFG桩的特点

CFG桩由水泥、煤炭石粉灰、细沙、石砾加水与混合料

搅拌灌注形成，其粘结强度相对较好。CFG桩是当前软基路段施工最主要的地基处理技术，其对软基路段的加固主要有以下四方面特点： 1.1 桩体负荷作用

经过试验研究发现，CFG桩对高速公路的负载能力比较集中明显，是碎石桩复合地基桩土负荷应力的10倍左右，桩体负荷作用。 1.2 挤密作用

CFG桩利用振动沉管和挤压作用迫使桩间的土质挤密在一起，当地基土内的水分、间隙、压缩系数有所减小，重量、压缩模量大大提高时，就说明CFG桩桩间土已经加固挤密。 1.3 CFG桩复合地基负荷承载能力提升

通过大量的实验核对发现，CFG桩的负荷承载能力是普通天然地基负荷承载能力的3倍左右，说明CFG桩的负荷承载加固能力效果非常明显。

1.4 CFG桩复合地基稳定性好，施工速度快

经过大量的实验和多年的施工经验，CFG桩使用年限较长，复合地基稳定性较好，不易变形，且加载速度快，沉降土方量也较少，工期也有所减少。 2 CFG桩施工控制

从CFG桩的施工方法和沉管方式进行推断和研究，采用这种方式方法进行施工时，桩体容易产生缩径、吊脚、断桩

等现象，而保持桩身的完整性是CFG桩施工过程中需要解决的首要问题。

2.1 CFG桩身的完整性的控制

CFG桩身的完整性，受施工过程中桩头与套管的垂直程度、套管的提升高度、拔管速度等因素的影响，在施工过程中一定要谨慎认真，做好控制。在沉管前，要尽可能地保证桩机调平，确保桩头垂直套入套管，保证套管与桩头紧密结合在一起，避免淤泥因接触不紧密而挤入套管中。沉管时，要控制好锤头落距，避免锤头落距过大引起套管与桩头的分离。根据施工实际，控制每次的拔管高度在1m以内，每拔管一次就应停拔，且锤击10s左，或者反插0.3～0.5md深度，具体应视现场实际施工情况来确定。在拔管的过程中，混合料要分段进行添加，保持桩管内的混合料，始终高于拔管高度1.5m，确保桩身的完整性。 2.2 CFG桩吊脚现象的控制

一定要控制好混合料在沉管过程中的停放时间，以免因停留时间过长而导致混合料离析现象的发生。当深度达到设计要求后，在桩管内灌入约占套管的1/2的混合料，再锤击10s左右，然后一边锤击一边拔管，避免桩底出现吊脚的现象。

2.3 CFG桩缩径现象的控制

要严格控制拔管速度，在通过淤泥夹层拔管时，可以适

当地放缓拔管的速度，避免桩身缩径现象的出现。 因此，在进行CFG桩的施工时，必须严格控制混合料的添加，科学控制拔管的高度、速度。目前，根据实际情况，国内CFG桩在高速公路软基路段的施工过程中，一般采用按序跳打的工艺。如果要加固桥头，就应该从台背向路堤填土的方向进行施打；如果是加固路堤，则应该从路堤内侧向路堤外侧进行施打。同一排桩跳打向另一个方向时，要逐步推进，避免地面隆起的发生。将标尺埋设在已成桩的桩顶，注意施工过程中对已成桩的负荷挤压情况，避免已成桩因超过受挤压的垂度而发生断裂，要及时了解地面发生变化的情况。 3 现场试验

对高速公路软基路段的处理，也就是CFG桩施工结束21天后，为了有效地检验CFG桩桩体的承载力和完整性及试验的有效性、真实性，试验组采取在施工现场依照l%的比例，对CFG桩进行随机抽取，进行静载和取芯的试验。 根据理论计算结果分析，将静载试验分两种荷载，即60t和50t进行。试验发现，CFG桩桩身在60t的荷载下，桩身的总沉降量为48.88mm，去掉荷载后桩身回弹复原变形了8.01mm，其回弹复原系数为16.38%。CFG桩桩身在50t的荷载下，桩身的总沉降量为43.96mm，去掉荷载后桩身回弹复原变形了17.87mm，其回弹复原系数为40.65%。实验结果均符合工程设计的要求。对CFG桩进行取芯的主要目的是，检

查明确CFG桩桩身在不同粗细情况下的材质组成及均匀情况，判断CFG桩桩身有无断桩现象，校核桩长、检查桩尖是否进入到持力层等。经过抽芯实验结果证实，CFG桩桩体的稳定性较好，基本没有发现有断桩现象的发生。对CFG桩完成的静载试验和取芯试验的结果说明，本文提供的对CFG桩在高速公路软基路段进行施工控制的方法是具有可行性和实用性的，对保证桩体的承载能力和完整性具有很好的作用。为了充分明确了解CFG桩在高速公路软基路段处理的实际施工结束后的完成质量，选择近6m高的路堤，在其填土期间和路面施工完成后，再进行现场沉降的观察检测。根据检测数据可以判断出，在整个软基路堤填筑过程中的沉降量变化不大，在设置的10个观测点中，沉降量最大累积为6.98cm，最小的累积沉降量为5.23cm，平均6.41cm。为了得到很全面的实验数据，在路面施工完成一个季度之后，对5个观测点的累积沉降量再次进行检测，检测结果发现5个观测点的累积沉降量均在0.96cm以内。 经CFG桩加固之后的软基路段而形成的复合地基，其承载力不仅获得了较高的提升，而且因为压缩模量的增强，明显降低了桩体在荷载作用下的变形情况，短期内使沉降量趋于稳定，缩短了施工工期。 4 技术经济比较

根据对几种常用软基处理方案的技术经济比较发现，如果在CFG桩桩间距相等的情况下，粉喷桩的负荷承载能力要

明显低于CFG桩，CFG桩的负荷承载能力是喷粉桩的1.7倍，桩土应力比是喷粉桩的5倍左右，在淤泥层中的成桩质量也明显优于喷粉桩，而且喷粉桩往往也满足不了高路堤的承载要求。为了更清晰地了解两者之间的经济对比，在承载能力基本一致的前提下，对软基处理路段分别采用粉喷桩或CFG桩进行经济对比。

处理面积：宽39m；长度51m；平均桩长：10m；排列方式：按正方形布置。

间距：CFG桩1.5m，粉喷桩1m。

单价：粉喷桩61元/延米，CFG桩118元/延米。 总造价：粉喷桩：2080根×10m×61元/延米=1268800元，CFG桩：945根×10m×118元/延米=1115100元。 以上处理可以看出在处理地基承载力基本一致的情况下，CFG桩的经济性优于粉喷桩。 5 结语

通过本文的论述分析，在处理同一路段时，采用CFG桩明显比粉喷桩的总造价低，CFG桩处理过的软基路段承载力明显高于用粉喷桩处理过的软基路段。另外，CFG桩处理过的软基路段的承载力提高的迅速和时间也较短，有效地提高了施工效率，非常适用于那些工期要求比较紧的软基路段的施工。 参考文献

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作者简介：裴双存（1977-），男，甘肃陇西人，中铁十五局集团第一工程有限公司青岛蓝色硅谷城际轨道交通03标项目经理部副经理，工程师。 （责任编辑：黄银芳）