一、CFG樁簡介
CFG(Cement Fly—ash Grave)樁中文名稱為水泥粉煤灰碎石樁，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂和水按一定配合比均勻攪拌形成的高粘結強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成複合地基。
既能較充分的發揮樁體材料的潛力，又可充分利用天然地基承載力，並能因地制宜利用地方材料，具有工效高、成本低、工後變形小、沉降穩定快的優點。
CFG樁地基處理包括CFG樁身、樁帽（板）、褥墊層幾部分組成。
結構型式：樁＋板，樁＋帽＋褥墊層(本標段採用此種形式）
二、CFG樁施工工藝
1、設備的選型及配備
CFG樁可選用振動沉管鑽機或長螺旋鑽機施工。
具體選用哪一類成樁機械和什麼型號，要視工程的具體情況而定。
對於粘性土、粉土、淤泥質土採用振動沉管成樁工藝。
對存在的夾有硬土層地質條件的地區，使用振動沉管機施工，會對已成的樁造成較大的振動，導致樁體被震裂或震斷。
對於靈敏度較高的土，振動會造成土的結構強度破壞、承載力下降，可採用螺旋鑽預引孔，再用振動沉管成樁工藝。
對於成孔要求質量高的地區，使用長螺旋鑽孔管內泵壓成樁工藝。
本標段設計採用長螺旋鑽機施工。
長螺旋鑽管內泵壓砼施工方法的施工機械也有兩種類型的機械：步履式和履帶式，如下圖：
履帶式長螺旋鑽機
步履式長螺旋鑽機
根據進度計劃及工藝試驗，落實好設備配置，並及時維護，使所有機械處於正常狀態，滿足施工的需要，不影響施工的進度和質量。
2、選用材料和 配合比
選用的水泥、粉煤灰、碎石及外加劑等原材料應符合要求及原材料質量驗收有關標準，並按規定進行抽檢。
按設計要求進行室內配合比試驗，選定合適的配合比。
3、工藝流程
3-1 平整場地
對施工場地內地上和地下管線進行核查、拆遷和防護。
清除地表植被，根據所測得的原地面標高和設計樁頂標高對照結果，平整鑽孔場地，地面標高宜高於設計樁頂標50cm， 預留排水坡度，做好排水溝等措施,並用壓路機將原地面碾壓至K30≥30MPa/m，以滿足長螺旋鑽機自重和抗傾覆的要求。
3-2 施工放樣
在樁位用直徑8mm的鋼釺豎直打入20cm深孔，在孔內灌注石灰水或石灰粉，並在孔內插入標記物，可用一次性木、竹筷，便於樁位被埋沒後查找。
施工現場
3-3 鑽機就位
鑽桿垂直度控制：鑽機就位後，樁機懸掛雙向垂球，旁站人員通過測設垂球與鑽桿上下端的相對距離，判定機身的垂直度偏差是否滿足規範或設計要求，確保CFG樁垂直度容許偏差不大於1.0%。
樁位控制：在每一根樁施工前，通過已經標明臨近的縱向、橫向樁位用尺量，來確定樁機是否對準樁心。
每根樁施工前由旁站人員對樁機進行樁位對中和鑽桿垂直度檢查，滿足要求後方可開鑽。
樁位偏差超標
3-4 鑽進
鑽進開始時，關閉鑽頭閥門，向下移動鑽桿至鑽頭觸及地面時，啟動馬達鑽進，一般應先慢後快，這樣既能減少鑽桿搖晃，又能檢查鑽孔的偏差，以便及時糾正。
在成孔過程中如發現鑽桿搖晃或難鑽時應放慢進尺，並及時檢查鑽桿垂直度和樁位，否則容易導致樁孔偏斜、位移，甚至使鑽桿、鑽具損壞。
樁長控制：在樁機機身上做明確的長度標識，為方便夜間施工控制，需用反光材料進行標識；標識的最小刻度一般為50cm或25cm；根據鑽機塔身上的進尺標記，成孔 達到設計標高時，停止鑽進。鑽孔棄土應及時轉運到指定場地。
3-5 灌注混凝土
長螺旋鑽機鑽至設計標高，停止鑽進，向鑽桿芯管泵送混凝土灌注，當鑽桿芯管中充滿混合料，開始提升鑽桿，壓灌混合料，一邊拔管，一邊泵送，嚴禁先提管後泵料。
混凝土坍落度、拌合時間應按工藝性試驗確定的參數進行控制,攪拌時間不得少於1min。
泵送混凝土，嚴禁先拔管後泵送混凝土（特別是端承樁），拔管時鑽桿必須停止轉動，拔管速率應按試樁確定參數進行控制，拔管速度均勻,穿透地質較硬地段，採用低檔慢速鑽進，軟弱地層，快速鑽進，以降低擴孔係數；混凝土泵送也必須連續。
若混凝土供應不及時，造成鑽機等料的情況，時間較長可能造成斷樁或抱鑽現象，尤其是在飽和砂土、粉土層。混凝土應灌注至設計CFG樁頂標高以上50cm，停止泵送混凝土。灌注混凝土方量不得少於設計樁長加超灌樁頭的體積。
3-6 鑽機移位
根據鑽機的具體情況，一般鑽4、5個孔移動一次鑽機。無論樁距大小，均不宜從四周轉向圈內推進施工，因為這樣限制了樁間土向外的側向變形，容易造成土體大面積隆起，斷樁的可能性較大，可採用由中心向外推進或一邊向另一邊推進的方案。
當地下出現軟弱層，發生竄孔現象時，鑽機應採用跳孔作業，待相鄰位置混合料凝固後，再鑽相鄰樁位。
3-7清除鑽泥
鑽泥在鑽孔過程中必須隨時清除，鑽機移位後把剩餘的鑽泥清除。應當注意：
①除50小型挖掘機外，任何機械設備不得進入CFG樁鑽孔灌注場地。
②挖土時不得擾動設計樁頂標高以下的樁間原土。
③不得挖動已經灌注的CFG樁，使樁頭破壞。
3-8自然養護
CFG樁都埋在地面以下，樁頂有溼黏土封頂，無需專門養護。
樁灌注完成後混合料齡期達14天后方能進行樁間土開挖、清理。自然養護期間必須保護鑽孔灌注現場，任何機械不得進入鑽孔灌注區。
3-9 截樁頭和開挖樁間土
樁間土開挖時，挖掘機易碰撞樁頭造成淺層斷樁，施工中採取樁頭兩次截樁方案，避免人為造成樁頭破壞：一是在CFG樁灌注完成後砼凝固之前，溼截樁即採用小挖掘機將樁頭砼和鑽泥一起清理出去， 留30~50cm不截，強度達到80%後，使用小挖掘機（鬥寬0.6m）開挖樁間土，使用改裝後的切割機進行切割，減少對樁體的破壞，切割完成後，斷面平整。
3-10 樁的檢測
3.10.1樁身完整性檢測
CFG樁樁身完整性採用低應變動力試驗檢測。
根據檢測結果判定樁身完整性。
樁身低應變檢測
3.10.2 CFG樁混合料強度
每臺班製作混合料標準立方體試件1組，進行28d標準養護後，進行試件抗壓強度檢測。根據檢測 結果判定其質量情況。
堆載法地基承載力檢測
3.10.3 CFG樁複合地基靜力載荷試驗
分別進行單樁、複合地基載荷試 驗，計算沉降與承載 力。
檢 驗數量：樁數的0.2%，且不少於3根
3-11 質量要求
三、CFG樁質量控制措施
1、施工中嚴格按照設計配合比進行，每臺鑽機每臺班隨機抽取混凝土試件一組，根據抗壓強度作為混合料強度判定標準；
2、鑽機進場後先用鋼尺檢查鑽機鑽桿的直徑，鑽桿直徑不小於 設計樁徑，鑽機主塔高度大於樁長5m左右；
3、開鑽前放出控制樁位，對鑽機人員進行技術交底，鑽機人員根據控制樁位，用鋼尺放出每根樁位。
4、開鑽前根據樁基設計樁長和樁頭保護層厚度，在鑽機主塔位置作明顯標記，作為控制鑽機鑽進深度的依據。
5、鑽機到位後，指揮人員指揮鑽機調整位置，利用機架上懸掛的兩個方向垂直標確定鑽機垂直度滿足要求；
6、在CFG樁開始施工時，擔心逐樁施工會造成串孔，用隔樁跳打的施工方式，但是隔樁跳打時，第二遍樁機就位又容易對已施工的樁的擠壓破壞， 應根據地質不同選用跳打和逐樁打。
7、CFG樁在灌注砼時，上部1-3米因為砼的壓力變小，砼中有細微氣泡排不出來，而CFG樁的主要受力部分都在上部，因此上部樁體的不密實，極易造成樁在工程使用過程中的破壞。
解決辦法，一是在施工完成後，砼凝固之前使用振搗棒振搗上部砼，加強砼的密實性；二是加強砼的坍落度控制，坍落度過小易造成蜂窩現象。
8、拔管速率的控制
拔管速率太快將造成成樁樁徑偏小或縮徑斷樁，而拔管速率過慢又會造成水泥漿分佈不均，樁頂浮漿過多，樁身強度不足和形成混合料離析現象，導致樁身強度不足。
故施工時，應嚴格控制拔管速率，拔管速度一般控制在2～ 2.5m/min比較適宜，此處的拔管速度為線速度，不是平均速度，如遇淤泥或淤泥質土，拔管速率適當放慢。
拔管過程不允許反插。
9、斷樁的原因分析和處理
斷樁，是指CFG樁成樁後，樁身混凝土面不連續，中間有垂直於樁中心軸線的開裂或間隔。
斷樁是CFG樁最大的質量事故。
斷樁的原因有很多，主要有：
1）施工保護不夠，有大型工程機械在強度未達到的CFG樁區域運行，使樁被壓斷或把樁頭壓碎；
2）長螺旋鑽機的排氣閥被堵；
3）灌注混凝土時，混凝土灌注供應不及時；
4）地質原因，地下水豐富，易產生斷樁；
5）拔管和泵送混凝土配合不和諧；
6）截除樁頭時操作不當遭到破壞。
10、防止斷樁的方法
1）對於施工保護不足造成斷樁，最有效的方法是加強已經灌注CFG樁區域的保護，用鋼管或其它較結實的材料將場區圍護起來，嚴禁一切大型機械進入。
2）對於排氣閥設置不當造成斷樁的解決辦法，一般在鑽機在出廠時排氣閥位置已經設置的很好，不需要作改進，只有極少數的鑽機才出現這種問題， 要經常檢查排氣閥，並將包裹排氣閥的混凝土鑿除。
3）混凝土供應不及時造成斷樁，加強混凝土調度，及時供應CFG樁混凝土，保證混凝土連續供應，就可以防止因混凝土供應不及時造成斷樁。
4）對於地質原因造成的斷樁，施工中是很難控制的，對流塑狀和地下水豐富的地質情況應對CFG樁處理進行適應性論證。
5）對拔管和泵送混凝土配合不和諧造成的斷樁，應尋求操作人員之間的默契配合。
6）對截除樁頭時人為遭到破壞的情況，對作業工人進行 培訓，提高操作技能，可避免此種情況。
四、樁帽施工工藝
1、樁帽施工
各種樁帽形式的工藝比較表
2、樁帽形式
各種樁帽形式的施工工藝
鋼模施工
土模施工
土模旋切截樁現澆樁帽施工工法
工藝特點
1、流程簡捷，工效高，速度快。
採用先機械填筑後人工開挖的土模法，無需進行CFG樁成樁後樁間土的挖除與回填，簡化了作業工序，提升了施工速度；
運用自行研製的旋切截樁機截除樁頭，降低了作業人員勞動強度，大幅提高了工效。
2、操作靈便，擾動小，質量好。
土模法可避免因清運保護土層和去樁頭作業對樁頂設計平面以下樁間土的過度擾動，解決了機械開挖作業磕碰樁身造成斷樁及樁間土回填質量不高的問題。
旋切截樁機構思新穎，在狹小土模空間內作業靈便，可解決採用普通截樁機無法在土模內作業，而採用風鎬去除樁頭又費時耗力、觀感較差、易傷樁身的問題。
3、工藝先進，施工便利，便於推廣。
場地的硬化填築、樁帽土模開挖和截樁機旋切截樁施工工藝容易掌握，施工組織要素配置易於實現，有利於推廣。
4、設備精巧，成本低廉，效益顯著。
自主研製的截樁機構造精巧、結構簡單、配件易購、製作廉價，可進行自加工，有效降低設備成本投入，社會經濟效益顯著。
適用範圍
本工法適用於鐵路、公路、房建、市政等工程CFG樁複合地基樁帽網（圓柱形樁帽）結構的施工，特別是對於CFG樁樁帽網工程量大、任務集中、工期緊張的項目有顯著的技術經濟效益。
對圓臺形、方柱形樁帽網結構，若旋切截樁機具備作業空間條件，本工法仍有較好的適用性。
工藝原理
有別於以往CFG樁樁帽網結構施工在成樁後挖除樁周土、立模澆注樁帽、拆模後回填樁間土的複雜性，本工法在路基場地清表作業時就預先對作業區以A、B組填料進行換填施工，形成硬化層，使其達到樁間土的回填壓實質量要求後進場施工CFG樁。
CFG樁成樁後清除置換土並整平場地，在硬化層內按樁帽尺寸人工開挖基槽製作土模，在土模內採用自制的旋切截樁機，使鋸片探入地面以下截樁位置水平旋轉切割樁身截樁，去除樁頭，而後進行樁帽混凝土的現澆。
施工操作要點
1、場地硬化層預處理
清表作業完成後，CFG樁施工前採用A、B組填料預先對作業區進行換填處理，硬化層厚度與樁帽高度基本相當，層頂高程按樁帽頂設計標高控制，分層厚度及壓實質量應符合客運專線鐵路基床以下路堤填料的壓實要求，同時滿足CFG樁帽網結構樁間土的回填質量的設計要求，確保CFG樁樁機進場及走行便利。
2、開挖硬化層製作土模
CFG樁施工完畢後，在開挖樁帽基槽前，首先測量每根樁的樁頂標高，由技術人員根據測量結果及設計標高確定下挖深度，並對工班進行交底。
基槽採用人工開挖，樁周土的開挖應嚴格按照設計樁帽的尺寸及交底開挖深度進行開挖，確保樁帽基坑中心位置偏差不超過15 mm，平面尺寸偏差小於±30mm，樁帽高度偏差不超過+30、-20mm，中心位置基槽坑底應平整、無雜物，標高處於截樁位置以下10cm處（設計CFG樁樁身嵌入樁帽10cm），以便於截樁機繞樁身旋轉切割時軌道平順。
人工開挖土模
3、去樁頭作業
截樁機繞樁身旋切一週後，需用鋼楔子置於切縫處，以大錘錘擊鋼楔，使楔頭自切縫處嵌入樁體撬斷樁身，樁頭自然脫落；
切割線位於地面以下，需將相鄰樁的樁間土挖通，便於工人揮錘敲擊鋼楔；
為方便鋼楔定位，可在鋼楔上焊接φ8鋼筋作為扶杆，由另一名工人掌握，防止錘擊鋼楔時鋼楔偏位；
現場移機作業時注意用電安全，適時調整截樁機電力線的走向和位置；
設置兩個工班組流水作業，一個班組專司旋切鋸樁，一個班組負責截取樁頭，一根樁切割完畢後，旋切截樁機即可移至下一樁位繼續切樁，另一班組則在切割好的樁體上開始進行截樁頭作業。
截樁機切割樁頭
4、混凝土澆築
樁頭切割完成後，進行試驗檢測，合格後清理土模內浮土及浮渣，經監理驗收合格後澆築，澆築採用泵送混凝土。
樁帽混凝土土工膜覆蓋養生
5、整平夯填樁間土
樁帽混凝土達到設計強度後，拆除坑口模板。
受場地硬化標高控制及施工過程對場地輕微破壞的影響，樁間土不能完全與樁帽頂平齊，與樁帽頂標高存在一定偏差。
對於高於樁帽頂的樁間土，人工清除至樁帽頂標高即可；
對於低於樁帽頂標高的，應依據設計填料要求對樁間土進行回填。
施工現場情況反映，低於樁帽頂的樁間土與樁帽頂的高差一般在0~15cm，待樁帽混凝土達到設計強度後，採用自卸汽車將填料運至現場，人工攤鋪，以衝擊夯進行回填夯實，回填按從邊緣到中心的順序進行。
回填時應注意對填料含水率的檢測及控制，以保證填料夯實質量達到設計標準。
對於緊靠樁帽邊緣的部位，為避免夯機碰撞破壞樁帽造成缺角等問題，採取填料超填高出樁帽頂5cm並覆蓋樁帽邊緣後再打夯的措施，確保夯填到位，最後對超填部分進行人工清除。
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整平後場地
夯實樁間土
施工完成後場地
施工準備期控制措施
1、施工前須在調查的基礎上，對擬定採用的A、B組換填填料、水泥、粉煤灰、粗、細骨料、土工格柵等材料進行材質檢驗，出具材質檢測報告；
對規範要求有合格證的材料必須取得合格證，對於甲控、甲供物資由招標確定，不得采用不合格材料；
混凝土施工進行配合比試驗、選定，並嚴格按選定的配合比進行施工。
2、對進場的模具、機械等機具設備進行檢查驗收，確保其技術指標達標，運轉正常，滿足施工要求。
3、CFG樁施工時，嚴格按確定的樁機類型、混合料配合比、保護樁長、終孔條件、拔管速度等工藝參數組織。
4、 在CFG樁混合料灌注完成後，待混合料初凝時對置換土及浮漿進行挖除。
清除置換土時應注意不得破壞硬化層及以下土層，避免對樁身造成損傷，必要時預留一部分置換土採用小型挖機進行清除。
5、樁帽開挖前應對樁頂進行放樣，確定開挖輪廓和深度，也可在開挖過程中採用水準儀進行標高控制。
土模坑底應平整以利於截樁機在切割樁頭時切縫平整，截樁作業完成後應對坑底進行清理，確保無浮渣等。
6、嚴格控制土模開挖的坑底標高，利用截樁機的鋸片與機底端有10cm高差的特點，確保截樁位置準確。
在實施切割作業時，必須使鋸片完全切入樁體一週，確保切縫深度以保障截樁質量，嚴禁三點切割等不繞樁體切割一週的作業。
7、澆築混凝土時，應根據入模方式選定配合比，拌合站集中拌和確保質量。
混凝土在拌和至澆築的過程中，需按規範要求進行原材料稱重偏差、砂石含水率測定、坍落度、入模含氣量等方面的檢驗檢測，確保澆築質量。
在冬季施工時，需採取保暖措施，確保混凝土入模溫度滿足規範要求。
8、樁帽混凝土澆築完成後，人工抹面收光。冬季採用覆蓋保溫材料的方式進行養生，夏季進行覆蓋灑水養生。混凝土的養生時間應根據混凝土材料、氣溫及空氣溼度等條件按規範加以確定。
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