一、前言
随着工程建设的飞速发展，地基处理手段也日趋多样化，复合地基由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用。本工程应用CFG桩复合地基，充分发挥了CFG桩的高承载力性能和抗变形性能，并通过褥垫层的设置发挥桩间土的承载力。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间士、褥垫层一起形成复合地基。
二、工法特点
2.1施工简便、可操作性强，机械设备容易解决，施工质量能够很好的控制，满足设计及验收标准的要求。
2.2进度稳定，控制措施完善，工期保证性强。
2.3施工中振动小，噪声小，以较小的投入即可达到理想的加固效果，具有良好的社会效益和经济效益。
三、适用范围
CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）常用于黏性土、粉土、砂性土、杂土及湿陷性黄土等软弱地集中以提高地基承载力和减少地基变形为主要目的地基加固。
四、工艺原理
CFG桩是在素混凝土桩基工艺上发展起来的新型桩体，桩体材料主要由碎石（卵石）、砂、粉煤灰，与适量水泥和水拌制而成，通过长螺旋钻机成孔，泵送混合料成桩，将荷载传递到深处土层。桩体与桩间土体共同作用，组成水泥粉煤灰桩复合地基。
五、材料与设备
5.1 材料
水泥：一般采用强度等级为32.5及以上的普通硅酸盐水泥；
粉煤灰：一般采用Ⅲ级或Ⅲ级以上的粉煤灰；
碎石：一般采用粒径规格为5～25mm的碎石（卵石），含泥量不大于1%；
砂：宜采用中砂或粗砂，含泥量不大于3%；
外加剂：根据施工需要通过试验确定；
水：拌合用水可采用饮用水。
5.2 机械设备
本施工主要的施工机械设备（每工作班）
序号
机械名称
规格
数量（台）
说明
1
长螺旋CFG桩机
CFG30
5
2
混凝土输送泵
HBT60S
5
3
装载机
ZL50
2
4
自卸汽车
10t
3
5
挖掘机
PC-200
1
6
混凝土搅拌机
HZS120
1
7
混凝土罐车
6m3
8
8
小型挖掘机
PC-60/3t
1
9
全站仪
LeicaTCRA1101
1
10
水准仪
DS1
1
11
其它小型机具
六、施工工艺流程及技术要求
6.1工艺流程图
长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺流程图。
CFG桩施工工艺流程图
6.2 操作要点
6.2.1 核查地质资料
原地面处理前，采用静力触探或其它方法对地基地质资料进行核查，如与原设计地质不符，及时与设计单位联系。
6.2.2 场地平整
施工前进行场地平整，清除地表种植土、垃圾土等。将原地面用推土机平整至CFG桩顶标高以上30～50cm，表面做成适当的排水横坡，用振动压路机碾压密实，两侧人工开挖排水沟。
6.2.3 测量放样
根据CFG桩平面布置图，用全站仪测量放出房屋的边框线，再采用经纬仪以及钢尺放出每个桩的桩位，在桩位中心打入木桩、竹片桩或钢钎，用白灰标明，并做标号记录。
6.2.4 钻机就位
钻机就位必须平整、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动。在钻机双侧吊锤校正调整钻杆垂直度，为准确控制钻孔深度，应在桩架上做出控制深度的标尺，以便在施工中观测、记录。
6.2.5 钻进成孔
钻孔开始前，应通过泵送水泥砂浆检查芯管顶部的气眼是否通畅、混凝土输送软管是否接头良好，是否有扭曲现象。
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。根据钻机塔身上的进尺标记，成孔达到设计标高时，停止钻进。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。
钻机成孔过程中，钻机操作手和现场控制人员要密切配合，现场控制人员应站在钻头前面易于读尺、读表处。随钻杆进尺，记录人员要及时记录电流，电流突变处，应及时记录钻尺深度。当电流显示一进入硬土层时，应控制进尺，确保嵌入硬层深度满足设计要求。电流值的变化仅作为地质复核的参考，主要根据设计要求及补钻地质断面图进行桩长控制及进入持力层的控制，当发现电流变化同地质复核点电流变化有明显的较大差异时，应及时停钻，进一步采用钻探或静力触探的方法复核地质情况，当复核地质情况同设计差异较大时，应及时通知设计单位处理。
6.2.6 验孔
检查孔深及垂直度偏差，填写隐蔽记录，并经监理工程师签字。
6.2.7 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，拌合坍落度控制在16～20cm。每盘料搅拌时间不得少于60s。
6.2.8 灌筑成桩
钻孔至设计标高后，停止钻进，开始混合料灌筑，每根桩的投料量应不少于设计灌筑量。钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料，成桩的提拔速度一般控制在2～3.5m/min，成桩过程连续进行，应避免因后台供料慢而导致停机待料。若施工中因其它原因不能连续灌注，须根据勘察报告和已掌握的施工场地的土质情况，避开饱和砂土、粉土层，不得在这些土层内停机。施工桩顶高程宜高出设计高程50cm，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。
在灌注混合料时，对于混合料的控制采用记录泵压次数的办法，对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值，根据泵压次数来计量混合料的投料量。
现场试验：对于每盘混合料，试验人员都要进行坍落度的检测，合格后方可进行混合料的投料，在成桩过程中抽样做混合料试块，每台班做1组试块，测定其28天抗压强度。
6.2.9 钻机移位
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。
6.2.10 成品保护
a、 桩头的保护
（1）为了达到桩顶高程及保证桩顶的强度，应设置保护桩长，一般宜高于设计标高50cm，并采用湿黏土对桩顶封囤保护。
（2）桩体达到一定强度后（一般为3～7d），方可挖槽。
（3）严禁挖槽时机械撞击桩头。
（4）不可用重锤或重物横向击打桩体。
（5）合理安排施工顺序，避免后序桩的施工对已施工桩头的破坏。
b、 桩间土保护
（1）为了避免扰动桩间地基土，桩顶高程以上宜预留300～500mm厚的保护土层。
（2）雨后钻机下应铺设碎石垫层，避免扰动地基土。
（3）施工图设计桩顶高程以上应预留50～100mm厚土层，待验槽合格后，方可人工开挖至施工图设计桩顶高程。
6.2.11 截桩头、挖除
桩体施工完成2～3小时，在初凝前采用自重小于3t的小型挖掘机直接挖除打桩弃土，并采用小型运输车转运至CFG桩施工区以外，集中运输至指定弃土场堆放。清运时不得对设计桩顶标高以下的桩身造成损害，不可破坏工作面未施工的桩位。清运完毕，待CFG桩施工完毕一段即桩体达到一定强度后（一般3～7天），方可挖槽，用小型挖掘机和人工开挖其下50cm桩间土。施工时严格控制标高，不得超挖。
桩间土清除后，截除桩顶设计标高以上桩头，截桩时在同一水平面，用截桩机将桩头截断。截桩后，采用人工修凿桩头，CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面。清除浮浆后桩的有效长度应满足设计要求。开挖表土和截桩，要设专人负责指挥，尽量采用小型机械和人工开挖，开挖过程中，挖掘机头部不允许碰撞桩体。如果在基槽开挖和截桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，必须接桩达到桩顶设计标高，剔平桩顶，用与桩体材料、配比相同的混合料接桩。
七、劳动力组织
每台钻机配备人员
序号
工种
人数
职责
1
司钻
2
负责钻机成孔
2
泵送工
1
负责砼的输送操作
3
修理工
1
机械维护与修理
4
电工
1
负责施工用电
5
技术员
1
负责施工现场的技术及本班组的施工记录
6
施工员
1
负责施工现场和施工组织及协调工作
7
安全员
1
负责施工中安全工作
8
测量员
1
负责施工中量测工作
9
试验员
1
负责本班组砼的入孔温度、坍落度的检测及砼试块制作
10
普工
5
负责施工加料的添加及其他辅助工作
合计
15
八、质量控制
8.1 质量控制标准
8.1.1施工设计文件
8.1.2《地基与基础施工质量验收规范》-（GB50007-2002）
8.1.3《建筑地基处理技术规范》-(JGJ79-2002)
8.2 质量检测
8.2.1 所用的水泥、粉煤灰和粗细骨料品种、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、粉煤灰，袋装200t为一批、散装500t为一批，当袋装不足200t或散装不足500t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，在粉煤灰库抽样检验粉煤灰细度，在料场抽样检验粗细骨料的含泥量、筛分试验检验其颗粒级配。
8.2.2 成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天至少应作一组（三块）试件，标准养护28天，测定其立方体抗压强度。
8.2.3 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。
8.2.4 CFG桩混合料强度应符合设计要求。
检验数量：每台班做一组(3块)试块。
检验方法：制作混合料试块，进行28天标准养护试件抗压强度检验。
8.2.5 CFG桩的数量、布桩形式应符合设计。
检验数量：全部检查。
检验方法：计数。
8.2.6 每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
检验数量：每根桩检验。
检验方法：料斗现场计量或混凝土泵自动记录。
8.2.7 CFG桩的有效长度应满足设计。
检验数量：每根桩检验。
检验方法：测量钻杆长度，并在施工中检查是否达到设计深度标志，施工后检查浮浆厚度，计算出桩的有效长度。
8.2.8 CFG桩的桩身质量、完整性应满足设计要求。
检验数量：全部检验。
检验方法：低应变检测。
8.2.9 CFG桩处理后的单桩或复合地基承载力应满足设计要求。
检验数量：按图纸要求进行，为总桩数的2‰，且每检测批不少于3根。
检验方法：平板荷载试验。
8.2.10 CFG桩的桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定。
CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
桩位(纵横向)
50mm
按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根
经纬仪或钢尺丈量
2
桩体垂直度
1%
经纬仪或吊线测钻杆倾斜度
3
桩体有效直径
不小于设计值
开挖50～100cm深后，钢尺丈量
8.3 质量控制措施
8.3.1CFG桩桩体混合料在拌和站通过电子计量集中搅拌而成，由混凝土罐车运输至施工现场，混合料坍落度控制在160mm～200mm。混合料上料顺序为：先装碎石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加砂，使水泥和粉煤灰夹在砂、石之间，每盘料搅拌时间不小于60s。
8.3.2施工前由试验室对原材料进行全面检查。将合格材料按照桩体强度等级进行配比试验，施工时按配合比配制混合料。
8.3.3施工前进行成桩工艺性试验，确定施工工艺和参数，试桩数量应符合设计要求且不得少于2根。
8.3.4施工中应保证排气阀正常工作，施工中要求每工班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞。
8.3.5钻孔过程中要严格遵守隔排施工，防止窜孔。
8.3.6钻杆应采用静止提拔，施工中应严格按工艺性试验确定并经监理工程师批准的参数控制钻杆提拔速度和混凝土泵的泵送量，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔。
8.3.7桩机移机至下一桩位施工时，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。
8.3.8冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土采取保温措施。针对严寒地区的CFG桩施工，为保证来年春季正常施工，对作业区的土表先前进行全面覆盖保温。
8.3.9雨期施工时必须保证预留保护层的厚度，以免扰动地基土。成孔完毕后必须及时灌筑或遮盖桩孔，防止雨水进入，造成塌孔。
8.4 CFG桩施工预防控制措施
8.4.1堵管的预防措施
（1）混合料配合比应合理。混合料的配合比：粉煤灰掺量宜控制在70kg/m～90kg/m的范围内，条件允许时，宜采用Ⅰ级粉煤灰，碎石宜采用5～25mm的连续级配碎石，防止粒径过大穿越弯管时堵塞弯头或造成混合料和易性差。
（2）严格控制混合料坍落度。施工时坍落度宜控制在16～20cm。坍落度太大的混合料，易产生泌水、离析，泵压作用下，骨料与砂浆分离，摩擦力加剧，导致堵塞。坍落度太小，混合料在输送管路内流动性差，也容易造成堵塞。
（3）严格按工艺操作，钻孔进入土层预定标高后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排出，待钻杆内管及输送软、硬管内混合料充满连续时方才提钻。若提钻时间较晚，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出，容易造成管路堵塞。
（4）防止设备缺陷造成堵管。弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接，否则也会造成堵管。混合料输送管要定期进行清洗否则管路内有混合料的结硬块，还会造成管路的堵塞。
（5）钻杆达到设计高程后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排出，钻杆芯管及输送管充满混合料，应及时提钻，在泵送压力下会使钻头处的水泥浆液挤出，使钻头阀门处产生无水泥浆的干硬少浆的混合料塞体，堵塞管道。
8.4.2 窜孔的预防措施
在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到下面情况，打完1号桩后，在施工临近的2号桩时，发现未结硬的1号桩的桩顶突然下落，当2号桩泵入混合料时，1号桩的桩顶开始回升，此种现象称为窜孔。由于窜孔对成桩质量的影响，施工中应采取的预控措施：
（1）采取隔桩、隔排跳打方法。
（2）减少在窜孔区域的打桩推进排数，减少对已打桩扰动能量的积累。
（3）改进钻头，合理提高钻头钻进速度。
8.4.3 桩头空芯的预防措施
施工过程中，排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时，管内充满空气，泵送混合料时，排气阀将空气排出，若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出，就会导致桩体存气，形成空芯。为避免桩头空芯，施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞及时清洗。
8.4.4 桩端不饱满的预防措施
这主要是因为施工中为了方便阀门的打开，先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水侵入桩孔，影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况，施工中前、后台工人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性。
8.4.5 缩径、断桩的预防措施
（1）严格控制拔管速度，尤其是饱和黏土、地下水丰富的孔位，应严格将拔管速度控制在2.0～2.5m/min，且送料、拔管应连续均匀。实践证明，将钻头保持在埋深0.5m左右，基本可消除饱和黏土中CFG断桩率。
（2）备足混合料，随钻随浇筑，防止停工待料。
（3）经常检查螺旋直径，防止螺旋磨耗造成桩径不足。
（4）严格控制清表后的地基压实质量，提高原地面地基承载力，同时，在长螺旋支腿处加设枕木，减少地基接触应力，防止长螺旋钻机走形挤压造成桩基断桩、变形。
8.4.6 钻头阀门打不开的预防措施
（1）采用下开式钻头，防止砂粒、小卵石等卡住。
（2）调整桩长，令桩端穿过透水性好、高水头的砂土或卵石层，进入粘性土层。
九、安全措施
9.1 施工现场的布置符合防火、防洪、防雷电等安全规定及文明施工的要求，施工现场的生产、生活办公用房、仓库、材料堆放场、停车场、修理场等按施工总体平面布置图进行布置。
9.2 现场道路平整、坚实、保持畅通，危险地点悬挂按照《安全色》和《安全标志》规定的标牌，夜间行人经过的坑、洞应设红灯示警，施工现场设置大幅安全宣传标语。
9.3 对施工人员进行安全教育，进入工地时，必须佩戴安全防护用品，所有施工人员必须听从指挥。施工现场并设专职安全员，施工作业区设安全标志，防止无关人员进入施工现场。
9.4 施工现场的用电，严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的规定执行。施工现场加强用电管理，严格执行临时用电安全技术措施。
9.5 操作人员上岗按规定穿戴防护用品。施工负责人和安全检查人员随时检查劳动防护用品的穿戴情况，不按规定穿戴防护用品的人员不得上岗。
9.6 采用长螺旋钻机钻孔，钻机就位后，对钻机及配套设备，应进行全面检查，如卷扬机、钢丝绳、滑车、钻头、地泵及电气设备等，是否完好正常，润滑部位加油后检查合格后方可开钻。
9.7 各类钻机在作业中，应由本机或机管负责人指定的操作人员操作，其他人不得任意登机，操作员在当班时，不得擅自离岗。
9.8 使用长螺旋钻机钻孔时，对电缆线要严格检查电缆引出线与电源电缆的接头，必须按规定要求绑扎牢固。
9.9 钻孔作业施工应做好孔口防护，防止人或异物坠入。
9.10 高压泵管不得超过压力范围使用，防止高压泵管破裂。
9.11 钻杆上的土应及时清理干净，防止坠下伤人。
9.12 地泵堵管、拆管时，严禁管正对人，防止喷射入眼。
9.13 钻机移位时，应高出地面60cm以保护钻头。
9.14 CFG桩尚未硬结前禁止大型机械进入场地。
9.15 CFG桩施工应时刻注意交通安全，预防标识牌、指示牌、必须按规定摆放，夜间施工要设指示灯。
9.16在例行或平时的安全检查中，如果施工队伍或个人违反以上规定，将依据《项目安全管理处罚条例》对其进行处罚。
9.17用电线路严格按照用电规范进行接线，并设专职电工进行电气线路的巡回检查；设备发生故障，应拉闸停电检修，作业人员不得随意接触。
9.18 各种设备、操作杆必须一机一闸一保护，并配齐安全防护装置。
9.19 经常对钻机等设备进行检验、维护。
9.20 夜间施工要有足够照明，以保证现场亮度。
十、环保措施
10.1坚持做到"少破坏、多保护、少扰动、多防护、少污染、多防治"的环保目标。
10.2明确环水保条款、责任，确保环保工程建设质量，并定期整理环保、水保执行情况。
10.3禁止乱扔垃圾、污水直接排入水体，以防对周围的环境及水体造成污染。
10.4在机械施工过程中，尽量减少噪音，废气，废水及尘土等污染。以保障当地居民和施工人员的健康。
10.5 对清理场地的表层腐殖土，砍伐的荆棘等废料，要及时运到指定的地点进行废弃。生产及生活垃圾应用封闭运土车运走，不得随处遗撒。
10.6 夜间施工施工灯光集中照射，避免灯光扰民。
10.7现场的散水泥、白灰、砂石料等必须遮盖存放，废弃水泥、白灰等物应回收，避免扬尘。
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