CN114164851A - 提升地基承载力的cfg桩基施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提升地基承载力的CFG桩基施工工法，包括以下步骤：S1、原地面清理整平；S2、测量放线；S3、钻机就位；S4、钻孔；S5、泵送砼；S6、均匀拔钻至桩顶；S7、钻机移位；S8、清除桩间土；S9、切桩头；S10、试验检测；S11、桩帽施工；S12、桩间土回填；S13、褥垫层施工。本提升地基承载力的CFG桩基施工工法增加软弱地基承载能力；缩短施工周期，施工速度快；施工机械噪音低，设备行走灵活；减少泥浆、污水等环境污染；易保持孔型完整，精度较高；劳动强度低，工效高；适用于各种工业、民用建筑及公路工程的地基处理，大量用于高层和超高层建筑地基的加固。

Description

提升地基承载力的CFG桩基施工工法

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，具体涉及一种提升地基承载力的CFG桩 基施工工法。

背景技术

CFG桩基由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度 桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩主要采用地泵配合长螺旋 钻机施工，利用自身配置滑动式钢轨实现钻机与桩位间移位，主要用于桥头 及软土地基加固。CFG桩主要采用地泵配合长螺旋钻机施工,利用自身配置滑 动式钢轨实现钻机与桩位间移位,主要用于桥头及软土地基加固。

近年来随着高速公路建设的大力发展，公路工程施工中路基分项工程不 可避免的遇到不同地质类型干扰，特殊地质类型的种类繁多，地基承载力的 提升一直也是影响总体施工进度的关键节点，传统的处理主要以换填法、预 压法等施工方式处理，存在工期长，施工质量把控难度大，无法地质深层检 测检测等困难，需要进行改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种提升地基承载力的CFG桩基 施工工法，以解决背景技术中提到的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种提升地基承载力的CFG桩基施工工法，包括以下步骤：

S1、原地面清理整平；

S2、测量放线；

S3、钻机就位；

S4、钻孔；

S5、泵送砼；

S6、均匀拔钻至桩顶；

S7、钻机移位；

S8、清除桩间土；

S9、切桩头；

S10、试验检测；

S11、桩帽施工；

S12、桩间土回填；

S13、褥垫层施工。

作为优化，所述S1原地面清理整平时，依据现有段落原地貌情况，采用 挖掘机或者装载机对原地貌进行清理，清理上面存在的建筑垃圾、腐殖土、 树根，将部分现场地形起伏较大、横坡较明显区域的原地面进行一次整体的 平整整形，采用压路机碾压以满足长螺旋钻机自重和抗钻机倾覆的要求。

作为优化，所述S2测量放线时，按照桩位布置图测放桩位线，桩位中心 点用Φ16钢钎打小孔，深度在在50mm，并在孔内灌上白灰明示，桩位偏差 小于2cm；所述S3钻机就位时，使桩机进入现场，根据设计桩长，钻杆入土 深度确定机架高度和钻杆长度；桩机就位后调整钻杆与地面垂直，确保垂直 度偏差不大于1％。

作为优化，所述S4钻孔时，选用一台钻机时从一侧向另一侧顺序进行， 选用两台钻机时宜将两台钻机从中间向两边后退施工；钻进开始时，确认桩 位编号、孔口标高、孔深，准确无误后钻头对准桩位白灰点，之后开始钻 孔；现场钻进过程技术人员要全程旁站、认真记录，严格按试桩总结的各项 参数进行现场控制；钻进过程中采用先慢后快的方式，当钻头达到设计桩长 预定标高时根据专辑塔身处标记，并及时记录电流值；钻进过程中，使平台 保持平衡，未达到设计标高不得反转或提升钻杆，如因特殊情况要提升钻杆 或者反转，对钻头活门重新清洗疏通、闭合；当开始钻进或穿过软硬地层交 界处时，应保证钻杆垂直，缓慢进入；如遇因地质原因桩长达不到设计长度 或桩基底地质与设计不符时，及时联系设计人员确定桩长；当钻孔达到设计 深度时，钻机必须空运转二至三转，以清除桩底的虚土。

作为优化，所述S5泵送砼时，将CFG桩的骨料采用为碎石，掺入石屑 以填充碎石间的空隙，使其级配良好，石子的粒径取2-5cm、石屑粒径1- 2cm，混合料的塌落度为30-50mm，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥；采用商 品砼浇灌时，坍落度控制在16-20mm；采用现场搅拌砼的，按设计配合比进 行现场搅拌，拌和时间不得少于1分钟，坍落度控制在16-18mm；成桩后浮 浆厚度不超过20cm，砼通过输送泵、长螺旋钻孔机管内的运输，到达已经钻 好的孔内，形成砼桩；泵送砼过程采用秒表严格控制拔管速度，并如实记 录，拔管应连续，混凝土泵送必须连续，混凝土应灌注至设计CFG桩顶标高 以上50cm，先停机再停止泵送混凝土，以保证桩顶混凝土密实。

作为优化，所述S6均匀拔钻至桩顶时，开始压灌砼后启动马达，留振5- 10秒，开始拨管，拨管速度与砼泵输送量成正比，设置为1.2-1.5米/分钟， 拨管过程中不允许反插，当上料不足，须在拨管过程中空中投料，以保证成 桩后桩顶标高达到设计要求，成桩后桩顶标高应考虑另加保护桩；当钻管拨 出地面，用Φ60插入式振捣器对桩顶2-3m进行振捣，确认成桩符合设计要 求后，用粒状材料封顶，钻机移位至下一桩位进行施工；在成桩过程中，抽 样做混合料试块，每台机械一天应做一组试块，试块边长为150mm的立方 体，标准养护28d，测定其抗压强度。

作为优化，所述S7钻机移位时，采用隔桩跳打的方式进行，连续分布的 桩基相邻桩基均采取跳过；当上一根桩施工完成后，在桩机移动过程中防止 桩机本身和支腿对桩体的破坏，在桩机移机至下一桩位施工时，根据轴线或 者周围桩的位置对需要施工的桩位进行复核，保证桩位准确；所述S8清除桩 间土时，采用人工或机械、人工联合清土，当机械、人工联合清土时，留人 工清土厚度应为200cm以避免机械清土造成桩的断裂、桩间土的扰动，待桩 体砼强度达到50％以上，清桩间土和剔凿桩头；桩间土清完后，根据标高用 水准仪对桩顶进行测量，用笔做成记号，确保桩顶高度一致；然后用切割机 根据标高线，对桩头进行周圈切割；最后用小钢钎沿桩径对向楔入桩头切 口，直至桩头断开，桩顶用小钢钎修平；因剔桩造成桩顶开裂、断裂，按桩 基砼接桩规定，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级砼填补并振捣密实，接桩 时切勿扰动桩间土。

作为优化，所述S9切桩头时，通过测量挂线确定每根桩的桩顶设计标 高，并在桩头用红油漆或墨线进行标示；桩头破除采用环切工艺以尽量减小 对桩头的扰动形成浅层断桩的情况，每边切入深度不小于15cm，切完后再桩 头切缝处同一水平面按同一角度插入三根钢钎，用锤击将桩头截断，再用钢 钎铁锤将桩头从四周向中间修平，在环切过程中注意工人的防护工作并配备 防护镜及手套；所述S10试验检测时，进行“一点三桩复合地基”和“三根单 桩”静荷载试验，参数与工程桩相同，采用小应变勘探方法对桩的均匀性和完整性进行检查；在进行低应变桩身完整性检测时，在成桩7天后对CFG桩采 用低应变桩身完整性检测，检测数量为总桩数的10％，且每个工点不低于3 根；在进行符合地基承载力试验时，成桩28天后采用复合地基荷载试验进行 承载力检测，检验数量为桩数的2‰，且每个工点不小于3根；在进行钻孔 取芯时，成桩28天后在桩体中心处，桩长范围内垂直取芯，观察桩体完整性 与均匀性，拍摄照片，在桩身上中下取不同深度的不少于3个试样做抗压强 度试验，检验数量为桩数的2‰，且每个工点不小于3根。

作为优化，所述S11桩帽施工时，进行桩间土的平整、压实，并加强场 地的排水；桩帽模板采用木模板或组合模板，确保不变形，保证桩帽成品质 量；测量挂线确定模板四角位置，保证桩头位于桩帽中心位置，控制好桩头 标高，保证桩头深入桩帽不小于5cm；所述S12桩间土回填时，在桩帽混凝 土施工完成后表面必须收光保证外观质量，并及时用土工布覆盖养护，桩帽 施工完成后，回填桩间土采用细粒土回填，回填土分两次填筑，每层采用小 型压路机或人工打夯机进行压实，每层压实厚度不小于10cm，不高于20cm，压实质量满足涉及要求。

作为优化，所述S13褥垫层施工时，桩头切割结束，待桩的检测符合设 计要求后，进行褥垫层的铺设；褥垫层所用材料为级配砂石，最大粒径不超 过3厘米；褥垫层厚度10-30厘米，虚铺后采用静力压实，采用平板振动器 振密，平板振动器功率大于1500W，压振3--5遍，振实后的厚度与虚铺厚度 之比小于0.93，干密度不做要求；褥垫层宽度宽出基础宽度，其宽出部分不 小于褥垫层的厚度。

与现有技术相比，本发明主要具有以下的有益效果：

1、荷载通过褥垫层作用到桩间土上，使桩土共同承担荷载，增加软弱地 基承载能力；缩短施工周期，施工速度快；施工机械噪音低，设备行走灵 活；减少泥浆、污水等环境污染；易保持孔型完整，精度较高；劳动强度 低，工效高；

2、适用于各种工业、民用建筑及公路工程的地基处理，大量用于高层和 超高层建筑地基的加固。长螺旋钻孔机成孔、管内泵压混合料成桩，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地基，以及对 噪音及泥浆污染要求严格的场地；

3、CFG桩地基工程处理，是通过长螺旋钻孔机成孔，输送泵自身压力 输送砼到孔中，成型、硬化，使CFG桩与天然地基融合一起，CFG桩复合地 基是由CFG桩、桩间土、褥垫层共同工作承受上部荷载作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需 要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实 际的比例绘制。

图1为本发明的系统流程框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施 例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此 来限制本发明的保护范围。

实施例：如图1所示，一种一种提升地基承载力的CFG桩基施工工法， 包括以下步骤：

S1、原地面清理整平；

S2、测量放线；

S3、钻机就位；

S4、钻孔；

S5、泵送砼；

S6、均匀拔钻至桩顶；

S7、钻机移位；

S8、清除桩间土；

S9、切桩头；

S10、试验检测；

S11、桩帽施工；

S12、桩间土回填；

S13、褥垫层施工。

其中，原地面清理整平：依据现有段落原地貌情况，采用挖掘机或者装 载机对原地貌进行清理，主要清理上面存在的建筑垃圾、腐殖土(挖除树 根)进行拉运倾倒，将部分现场地形起伏较大、横坡较明显区域的原地面进 行一次整体的平整整形，采用压路机碾压以满足长螺旋钻机自重和抗钻机倾 覆的要求。

测量放样：按照桩位布置图测放桩位线，桩位中心点用Φ16钢钎打小 孔，深度在约在50mm左右，并在孔内灌上白灰明示，桩位偏差小于2cm。

钻机就位：桩机进入现场，根据设计桩长，钻杆入土深度确定机架高度 和钻杆长度。桩机就位后调整钻杆与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1％。

钻孔：1)桩基钻孔的施工顺序：选用一台钻机时宜从一侧向另一侧顺序 进行，选用两台钻机时宜将两台钻机从中间向两边后退施工。

2)钻进开始时，必须确认桩位编号、孔口标高、孔深，准确无误后钻头 对准桩位白灰点，开始钻孔。现场钻进过程技术人员要全程旁站、认真记 录，严格按试桩总结的各项参数进行现场控制，钻进过程中一般先慢后快， 当钻头达到设计桩长预定标高时根据专辑塔身处标记，并及时记录电流值。 钻进过程中，平台应保持平衡，未达到设计标高不得反转或提升钻杆，如因 特殊情况要提升钻杆或者反转，对钻头活门重新清洗疏通、闭合。开始钻进或穿过软硬地层交界处时，应保证钻杆垂直，缓慢进入。

3)如遇因地质原因桩长达不到设计长度或桩基底地质与设计不符时，及 时联系设计人员，已确定桩长。钻孔达到设计深度时，钻机必须空运转二～ 三转，以清除桩底的虚土。

泵送砼：CFG桩的骨料为碎石，掺入石屑以填充碎石间的空隙，使其级 配良好。石子的粒径可取2-5cm石屑粒径1-2cm，混合料的塌落度宜为30- 50mm，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥。采用商品砼浇灌时，坍落度控制在 16～20mm；采用现场搅拌砼的，按设计配合比进行现场搅拌，拌和时间不得 少于1分钟，如粉煤灰用量较多，拌和时间还要适当放长，坍落度控制在 16～18mm；成桩后浮浆厚度以不超过20cm为宜。砼通过输送泵、长螺旋钻 孔机管内的运输，到达已经钻好的孔内，形成砼桩。泵送砼过程采用秒表严 格控制拔管速度，并如实记录，拔管应连续，混凝土泵送必须连续，混凝土 应灌注至设计CFG桩顶标高以上50cm，先停机再停止泵送混凝土，以保证 桩顶混凝土密实。

均匀拔钻至桩顶：开始压灌砼后，启动马达，留振5-10秒，开始拨管。 拨管速度与砼泵输送量成正比，一般为1.2-1.5米/分钟(拔管速度为线速，不 得过快提拔钻杆)如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率还可放慢。拨管过程中不 允许反插，如上料不足，须在拨管过程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高 达到设计要求，成桩后桩顶标高应考虑另加保护桩(50cm)。钻管拨出地 面，用Φ60插入式振捣器对桩顶2～3m进行振捣。确认成桩符合设计要求 后，用粒状材料(湿粘土)封顶，钻机移位至下一桩位进行施工。成桩过程 中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组(3块)试块(边长为150mm 的立方体)，标准养护28d，测定其抗压强度。

钻机移位：为了相邻两个桩基不受到彼此施工的影响，一般采用隔桩跳 打的方式进行，连续分布的桩基相邻桩基均采取跳过，例如第一排施工奇数 桩基施工完成后，依据合理工期安排7天及以上间歇期后方可施工第一排偶 数桩基，以此循环直至施工完成。当上一根桩施工完成后，在桩机移动过程 中防止桩机本身和支腿对桩体的破坏，桩机移机至下一桩位施工时，应根据 轴线或者周围桩的位置对需要施工的桩位进行复核，保证桩位准确。

清除桩间土：复合地基的基坑可采用人工或机械、人工联合清土。机 械、人工联合清土时，予留人工清土厚度应为200cm，以避免机械清土造成 桩的断裂、桩间土的扰动。待桩体砼强度达到50％以上(一般3-7天)，就可 以清桩间土和剔凿桩头(在成桩后5天左右剔桩，避免因桩身强度较大时剔 桩困难)。桩间土清完后，根据标高用水准仪对桩顶进行测量，用笔做成记 号，确保桩顶高度一致。然后用切割机根据标高线，对桩头进行周圈切割。最后用小钢钎沿桩径对向楔入桩头切口，直至桩头断开，桩顶用小钢钎修 平。因剔桩造成桩顶开裂、断裂，按桩基砼接桩规定，断面凿毛，刷素水泥 浆后用高一级砼填补并振捣密实，接桩时切勿扰动桩间土。

切桩头：通过测量挂线确定每根桩的桩顶设计标高，并在桩头用红油漆 或墨线进行标示。桩头破除采用环切工艺以尽量减小对桩头的扰动形成浅层 断桩的情况，每边切入深度不小于15cm，切完后再桩头切缝处同一水平面按 同一角度插入三根钢钎，用锤击将桩头截断，再用钢钎铁锤将桩头从四周向 中间修平，在环切过程中注意工人的防护工作，配备防护镜及手套。

低应变桩身完整性检测：CFG桩施工工艺及复合地基加固效果，取得设 计和施工的技术数据，一般进行“一点三桩复合地基”和“三根单桩”静荷载试 验，参数与工程桩相同。采用小应变勘探方法对桩的均匀性和完整性进行检 查。

低应变桩身完整性检测：成桩7天后对CFG桩采用低应变桩身完整性检 测，检测数量为总桩数的10％，且每个工点不低于3根。符合地基承载力试 验：成桩28天后采用复合地基荷载试验进行承载力检测，检验数量为桩数的 2‰，且每个工点不小于3根。钻孔取芯，成桩28天后在桩体中心处，桩长 范围内垂直取芯，观察桩体完整性与均匀性，拍摄照片，在桩身上中下取不 同深度的不少于3个试样做抗压强度试验，检验数量为桩数的2‰，且每个工点不小于3根。

桩帽施工：桩帽施工前要进行桩间土的平整、压实，并加强场地的排 水；桩帽模板采用木模板或组合模板，确保不变形，保证桩帽成品质量；测 量挂线确定模板四角位置，保证桩头位于桩帽中心位置，控制好桩头标高， 保证桩头深入桩帽不小于5cm；桩帽混凝土施工完成后表面必须收光保证外 观质量，并及时用土工布覆盖养护，桩帽施工完成后，回填桩间土采用细粒 土回填，回填土分两次填筑，每层采用小型压路机或人工打夯机进行压实， 每层压实厚度不小于10cm，不高于20cm，压实质量满足涉及要求。

褥垫层施工：桩头切割结束，待桩的检测符合设计要求后，进行褥垫层 的铺设。褥垫层所用材料为级配砂石，最大粒径不超过3厘米。褥垫层一般 厚度10～30厘米，虚铺后采用静力压实(采用平板振动器振密，平板振动器 功率大于1500W，压振3--5遍)，振实后的厚度与虚铺厚度之比小于0.93， 干密度不做要求。褥垫层宽度应宽出基础宽度，其宽出部分不小于褥垫层的 厚度。

施工主要用具

长螺旋钻孔机、砼运输车(现场砼搅拌台)、挖掘机、压路机、砼输送 泵、Φ60插入式振捣器、铁锹、大锤、Φ16钢筋铁钎。

表1施工主要机械设备一览表

施工主要材料：

本工法的施工主要材料为C20或C30混凝土、土工格栅、碎石、水泥采 用普通42.5硅酸盐水泥、中砂、10～20mm的碎石、粉煤灰、水、砼泵送 剂、少量白灰。

材料主要有两个用途：1、混凝土泵送灌注；2、被褥层的铺设

质量控制：

引用的规范及标准；

建筑地基基础础工程施工质量验收规范(GB50202—2002)；

建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300—2001)；

建筑地基处理技术规范(JGJ79—2002、J220—2002)；

建筑桩基技术规范(JGJ94—94)；

基桩低应变动力检测规程(JGJ/T93—95)；

质量控制措施：

土方施工时应预留桩头保护土层，一般为500mm左右。

钻孔深度达到设计深度时，必须空转二～三圈，防止孔底有虚方。

桩位放线后，应由甲方、乙方、监理共同验收，并检查基础轴线、基准 标高、桩位的排列数量等是否符合设计要求。

钻机自开钻到砼灌注结束的全过程必须有专人记录开钻时间与灌注结束 时间，以便掌握每一个桩的工作时间，控制质量。

钻机进场组装就位，要有足够的长度，满足桩长变化的要求。桩机就位 后，进行垂直方向的调整，满足桩的垂直度。

砼灌注前要对每一根桩砼数量进行计算，砼灌注过程中，钻机提拔速度 与砼输送泵的输送量要一致，而且砼灌注量要与计算的一致。

桩施工完毕，待桩基达到设计强度的50％(一般3～7天)后可进行清 土，土方清理时不可对设计桩顶标高以下的桩体产生损坏，严禁扰动桩间 土。

剔除桩头时，一定要用切割机沿标高线四周进行切割，然后再用小钢钎 对称剔凿、找平，确保桩顶平整，这样才能保证桩的完整性。不得用锤子直 击桩身和用小钢钎单边剔凿。

如果在基槽开挖和剔除桩体时造成桩体断至设计标高以下时，可用比桩 体强度高一级的砼接桩至设计桩顶标高，接桩过程中保护好桩间土。

钻孔施工的允许偏差：

表2钻孔施工的允许偏差

安全措施：执行安全标准：《公路工程施工安全技术规程》F90-2015；

安全管理措施：

1、安全教育保证措施：

加强安全教育，提高参战员工的安全意识，树立安全第一的思想，培养 安全生产所必须具备的操作技能。

2、安全检查制度：

1)项目部要保证检查制度的落实，规定检查时间和参加检查的人员。项 目部作业班组每天检查一次，定期检查视工程情况进行，在施工准备前、危 险性大、季节变化、节假日前后等情况下都要检查。

2)对检查中发现的安全问题、安全隐患，要建立登记、整改、消项制 度。定人、定措施、定经费、定完成日期，在隐患没有消除前，必须采取可 靠的防护措施。如有危及人身安全的险情，立即停止施工，处理合格后方可 施工。

3、机械安全保证措施：

1)施工现场实施机械安全管理及安装验收制度，施工机械、机具和电气 设备，在安装前按照安全技术标准进行检测，经检测合格后方可安装，经验 收确认状况良好后方可运行。

2)车辆驾驶员和各类机械操作员，必须持证上岗，严禁无证操作。对驾 驶员、机械操作人员定期进行《安规》教育。严禁酒后驾驶车辆和操作机 械，车辆严禁“三超”，禁止使用带“病”的车辆、机械和超负荷运转，并坚持 “三查一检”制。

3)机械设备在施工现场集中停放。严禁对运转中的机械设备进行检修、 保养。机械作业的指挥人员，指挥信号必须准确，操作人员必须听从指挥， 严禁违令作业。对机械设备、各种车辆定期检查，对查出的隐患按“三不放 过”的原则进行处理，并制定防范措施，防止发生机械伤害事故。全部机械均 应分别制定安全操作规程，并挂牌上墙。

安全技术措施：

电器系统设专人负责，配备电器保护装置，随时检查；

设备定期检修，钻机，混凝土泵，搅拌机等必须由专职人员按操作规程 操作；

施工人员进入现场必须戴安全帽；

施工前对施工人员进行专项交底；

现场设专职安全员，负贡现场安全施工。

现场应急措施：

消防工作实行“预防为主，防消结合”的方针。贯彻执行消防法规、规章 和消防技术规范。建立防火值班、巡逻制度；

消防设施严格按施工平面图布置，现场要有明显的防火标志；

施工现场实行逐级防火责任制，设专职干部一名，全面负责消防安全工 作。现场组织消防队，并建立值班、汇报、学习、训练制度；

使用电气设备符合技术规范和操作规程。并由合格的焊工、电工等专业 技术人员操作；

施工材料的存放、保管符合防火安全要求，易燃、易爆材料专库储存。

环保措施：执行环保标准，建设工程施工现场管理规定、《建筑施工场界 环境噪声排放标准》；

环保技术措施：

1、弃渣的处理：

施工中的所有废渣、弃渣均拉运至当地经环保部门验收合格的弃渣场， 不在现场堆放、储存。

2、水土保持措施：

钻机所使用的泥浆及时回收处理，杜绝污染，施工中产生的垃圾要随时 清除，运到指定的地点，集中处置。施工用水合理规划，不扬尘、不产生淤 积。

3、大气、噪声、设备车辆对环境的污染控制措施：

按照国家有关计量的法律、法规和有关规定，加强能源计量管理，配备 准确可靠的计量器具，对耗能设备实行严格的计量管理。

1)长螺旋钻机组的噪音，应符合当地环保部门的要求，不符合者应采取 有效措施。

2)混泥土运顺车辆的排放标准应符合当地环保部门的要求，不符合者应 采取有效措施。

3)禁止购置、使用国家公布淘汰的耗能产品和设备。

4、生产及生活用水的处置：

1)建立和完善节能考核制度，根据生产过程中运量、运力、施工作业等 多种因素变化情况，及时调整生产计划，保持生产的高效、节能。

2)加强生产调度指挥，建立和完善岗位责任制，提高施工机械的使用效

3)组织设备操作人员以及其他有关人员参加节能培训，未经培训的人员 不得在耗能设备操作岗位上工作。

4)采取集中化管理施工协作人员，集中生产生活，将生活废水合理分 类，循环使用，生活垃圾分类处理，集中由垃圾清运车辆拉运至垃圾堆放场 地。

5、其他措施：

1)夜间施工应采取定向灯具照明，防止光污染；

2)严格控制施工过程中进出车辆、车轮，不造成社会车辆行驶道路及施 工便道的污染；

3)施工现场及时做好洒水抑尘工作，实现扬尘现场达标。

10.资源节约。

荣乌高速公路新线ZT7标段路基软土地基处理中应用了提高地基承载力 CFG桩基施工工法，高效的处理了K82+750-K82+770段的软土、软弱土地 质，通过本项目试验检测及第三方试验检测验证地基承载力得到了大幅度的 提高了达到了设计标准及项目预期，取得了良好的实践效果，为我公司软土 地基处理增加了实践经验。

通过与传统常见的地基加固方式对比分析，本工法的使用材料无特殊 性、施工机械均为常见设备，具有取材容易、施工方便、节约工期、已于控 制质量，便于检测、造价较低等优势。

效益分析：

1、经济效益：

本工法的经济效益分析通过与普遍做法(换填法)比对分析而来，具体 如下：

以荣乌高速公路新线ZT7标段施工为例：项目软土处理面积约1200平 米，CFG桩基处理366根桩基，铺设被褥层约1200平米；按照换填法施工换 填深度2米，需要换填实方2400m³，配合施工机械挖掘机、压路机、平地机 水车等辅助机械。需要购买土方为虚方约3120m³，且回填所有山皮土取土位 置较远价格较高。

表3CFG桩基施工与传统换填法施工成本分析

分析结论：CFG桩基施工的方式相比较传统换填法直接成本略低，施工 工期节约约55天，所节约的时间成本无法估量。本次比较尚未计算传统换填 法所必须增加施工便道及多增加的安全文明措施费用。

社会效益：

本工法的工期短、对周边环境影响小、不影响周边居民生产生活及高效 快捷的特性，既保证了地基承载力提升的质量又对周边民众生产生活不产生 影响，是一种便于安全文明施工推进的可行性工法。

技术效益：

本工法在施工的过程中，不断摸索施工成效，确保施工又快又好进行， 从实践中不断细化关键技术要求，推动提高地基承载力CFG桩基施工工法的 广泛应用。

节能效益：

本工法材料无特殊性、施工机械均为常见设备，主要为施工现场常见的 混凝土、碎石及土工格栅等材料，使用材料具有取材简单方面、集约化生产 力度大、质量可控，便于检测等特点，便于相应国家和地方政府的环保节能 政策。

应用实例

1、荣乌高速公路新线ZT7标段

该项目位于高碑店市境内，途径白沟北，泗庄南，本合同段内包含桥梁 5514m/，路基长度20m(含排水、防护等工程)。

在桩号K82+750-K82+770段原状土质存在软弱地基地质，主要为软土和 软弱土，分布在长20米，宽57米区间，桩间距为1.8米，共计完成CFG施 工366根。本项目在软弱地基处理过程中中应用了提升地基承载力CFG桩基 施工工法高效的解决了软土、软弱土路基的沉降及稳定性问题，并经过自我 检测和第三方试验检测达到了设计要求的地基承载力。

通过在荣乌高速公路新线ZT7标段K82+750-K82+770段软土、软弱土进 行地基承载力提升的实际应用后证明：该工法既能保证施工进度，又能保证 施工质量，同时因为其稳定可靠性降低了传统换填法中的材料浪费，强夯法 对周边居民的生产生活的影响，间接的为项目实施节省了成本。该工法本身 对环境影响较小，操作简单、施工便捷高效，同时不需要特殊设备又能节省 材料，具有显著的经济效益和社会效益。

2、荣乌高速公路新线ZT6标段：

该项目位于高碑店市，白沟新城区内。本合同段内包含桥梁6051.6m/20 座，路基长度7368m(含排水、防护等工程)，路面工程包含ZT6、ZT7标段 共计18.168km。

在桩号K70+223.5-K70+273.5段及K70+286.5-K70+336.5原状土质存在 软弱地基地质，主要为软土和软弱土，分布在长100米，宽60～62米区间， 桩间距为1.8～2.3米，共计完成CFG施工1603根。本项目在软弱地基处理 过程中中应用了提升地基承载力CFG桩基施工工法高效的解决了软土、软弱 土路基的沉降及稳定性问题，并经过自我检测和第三方试验检测达到了设计 要求的地基承载力。

通过在荣乌高速公路新线ZT6标段施工过程中对提升地基承载力CFG桩 基施工工法的应用，有效的提高了路基承载力满足施工需求、缩短了工期。 既能保证施工需求，又可以避免传统换填法因为材料运输造成的成本增加； 该工法本身对环境影响较小，操作简单、施工便捷高效，同时不需要特殊设 备又能节省材料，具有显著的经济效益和社会效益。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前 述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或 者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案 的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要 求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种提升地基承载力的CFG桩基施工工法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、原地面清理整平；

S2、测量放线；

S3、钻机就位；

S4、钻孔；

S5、泵送砼；

S6、均匀拔钻至桩顶；

S7、钻机移位；

S8、清除桩间土；

S9、切桩头；

S10、试验检测；

S11、桩帽施工；

S12、桩间土回填；

S13、褥垫层施工。

2.根据权利要求1所述的提升地基承载力的CFG桩基施工工法，其特征在于，所述S1原地面清理整平时，依据现有段落原地貌情况，采用挖掘机或者装载机对原地貌进行清理，清理上面存在的建筑垃圾、腐殖土、树根，将部分现场地形起伏较大、横坡较明显区域的原地面进行一次整体的平整整形，采用压路机碾压以满足长螺旋钻机自重和抗钻机倾覆的要求。

3.根据权利要求1所述的提升地基承载力的CFG桩基施工工法，其特征在于，所述S2测量放线时，按照桩位布置图测放桩位线，桩位中心点用Φ16钢钎打小孔，深度在在50mm，并在孔内灌上白灰明示，桩位偏差小于2cm；

所述S3钻机就位时，使桩机进入现场，根据设计桩长，钻杆入土深度确定机架高度和钻杆长度；桩机就位后调整钻杆与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1％。

4.根据权利要求1所述的提升地基承载力的CFG桩基施工工法，其特征在于，所述S4钻孔时，选用一台钻机时从一侧向另一侧顺序进行，选用两台钻机时宜将两台钻机从中间向两边后退施工；钻进开始时，确认桩位编号、孔口标高、孔深，准确无误后钻头对准桩位白灰点，之后开始钻孔；现场钻进过程技术人员要全程旁站、认真记录，严格按试桩总结的各项参数进行现场控制；钻进过程中采用先慢后快的方式，当钻头达到设计桩长预定标高时根据专辑塔身处标记，并及时记录电流值；钻进过程中，使平台保持平衡，未达到设计标高不得反转或提升钻杆，如因特殊情况要提升钻杆或者反转，对钻头活门重新清洗疏通、闭合；当开始钻进或穿过软硬地层交界处时，应保证钻杆垂直，缓慢进入；如遇因地质原因桩长达不到设计长度或桩基底地质与设计不符时，及时联系设计人员确定桩长；当钻孔达到设计深度时，钻机必须空运转二至三转，以清除桩底的虚土。

5.根据权利要求1所述的提升地基承载力的CFG桩基施工工法，其特征在于，所述S5泵送砼时，将CFG桩的骨料采用为碎石，掺入石屑以填充碎石间的空隙，使其级配良好，石子的粒径取2-5cm、石屑粒径1-2cm，混合料的塌落度为30-50mm，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥；采用商品砼浇灌时，坍落度控制在16-20mm；采用现场搅拌砼的，按设计配合比进行现场搅拌，拌和时间不得少于1分钟，坍落度控制在16-18mm；成桩后浮浆厚度不超过20cm，砼通过输送泵、长螺旋钻孔机管内的运输，到达已经钻好的孔内，形成砼桩；泵送砼过程采用秒表严格控制拔管速度，并如实记录，拔管应连续，混凝土泵送必须连续，混凝土应灌注至设计CFG桩顶标高以上50cm，先停机再停止泵送混凝土，以保证桩顶混凝土密实。

6.根据权利要求1所述的提升地基承载力的CFG桩基施工工法，其特征在于，所述S6均匀拔钻至桩顶时，开始压灌砼后启动马达，留振5-10秒，开始拨管，拨管速度与砼泵输送量成正比，设置为1.2-1.5米/分钟，拨管过程中不允许反插，当上料不足，须在拨管过程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求，成桩后桩顶标高应考虑另加保护桩；当钻管拨出地面，用Φ60插入式振捣器对桩顶2-3m进行振捣，确认成桩符合设计要求后，用粒状材料封顶，钻机移位至下一桩位进行施工；在成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组试块，试块边长为150mm的立方体，标准养护28d，测定其抗压强度。

7.根据权利要求1所述的提升地基承载力的CFG桩基施工工法，其特征在于，所述S7钻机移位时，采用隔桩跳打的方式进行，连续分布的桩基相邻桩基均采取跳过；当上一根桩施工完成后，在桩机移动过程中防止桩机本身和支腿对桩体的破坏，在桩机移机至下一桩位施工时，根据轴线或者周围桩的位置对需要施工的桩位进行复核，保证桩位准确；

所述S8清除桩间土时，采用人工或机械、人工联合清土，当机械、人工联合清土时，留人工清土厚度应为200cm以避免机械清土造成桩的断裂、桩间土的扰动，待桩体砼强度达到50％以上，清桩间土和剔凿桩头；桩间土清完后，根据标高用水准仪对桩顶进行测量，用笔做成记号，确保桩顶高度一致；然后用切割机根据标高线，对桩头进行周圈切割；最后用小钢钎沿桩径对向楔入桩头切口，直至桩头断开，桩顶用小钢钎修平；因剔桩造成桩顶开裂、断裂，按桩基砼接桩规定，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级砼填补并振捣密实，接桩时切勿扰动桩间土。

8.根据权利要求1所述的提升地基承载力的CFG桩基施工工法，其特征在于，所述S9切桩头时，通过测量挂线确定每根桩的桩顶设计标高，并在桩头用红油漆或墨线进行标示；桩头破除采用环切工艺以尽量减小对桩头的扰动形成浅层断桩的情况，每边切入深度不小于15cm，切完后再桩头切缝处同一水平面按同一角度插入三根钢钎，用锤击将桩头截断，再用钢钎铁锤将桩头从四周向中间修平，在环切过程中注意工人的防护工作并配备防护镜及手套；

所述S10试验检测时，进行“一点三桩复合地基”和“三根单桩”静荷载试验，参数与工程桩相同，采用小应变勘探方法对桩的均匀性和完整性进行检查；在进行低应变桩身完整性检测时，在成桩7天后对CFG桩采用低应变桩身完整性检测，检测数量为总桩数的10％，且每个工点不低于3根；在进行符合地基承载力试验时，成桩28天后采用复合地基荷载试验进行承载力检测，检验数量为桩数的2‰，且每个工点不小于3根；在进行钻孔取芯时，成桩28天后在桩体中心处，桩长范围内垂直取芯，观察桩体完整性与均匀性，拍摄照片，在桩身上中下取不同深度的不少于3个试样做抗压强度试验，检验数量为桩数的2‰，且每个工点不小于3根。

9.根据权利要求1所述的提升地基承载力的CFG桩基施工工法，其特征在于，所述S11桩帽施工时，进行桩间土的平整、压实，并加强场地的排水；桩帽模板采用木模板或组合模板，确保不变形，保证桩帽成品质量；测量挂线确定模板四角位置，保证桩头位于桩帽中心位置，控制好桩头标高，保证桩头深入桩帽不小于5cm；

所述S12桩间土回填时，在桩帽混凝土施工完成后表面必须收光保证外观质量，并及时用土工布覆盖养护，桩帽施工完成后，回填桩间土采用细粒土回填，回填土分两次填筑，每层采用小型压路机或人工打夯机进行压实，每层压实厚度不小于10cm，不高于20cm，压实质量满足涉及要求。

10.根据权利要求1所述的提升地基承载力的CFG桩基施工工法，其特征在于，所述S13褥垫层施工时，桩头切割结束，待桩的检测符合设计要求后，进行褥垫层的铺设；褥垫层所用材料为级配砂石，最大粒径不超过3厘米；褥垫层厚度10-30厘米，虚铺后采用静力压实，采用平板振动器振密，平板振动器功率大于1500W，压振3--5遍，振实后的厚度与虚铺厚度之比小于0.93，干密度不做要求；褥垫层宽度宽出基础宽度，其宽出部分不小于褥垫层的厚度。

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