中国建筑土木建设有限公司100070
摘要：CFG桩是英文CementFly-ashGrave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合。由于CFG桩使用的粉煤灰是一种工业废料，环境效益是十分明显的，作为处理软土地基手段之一的CFG桩，在我国土建工程中，已得到广泛使用，它具有沉降变形小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特点。而作为排水处理应用的袋装砂井则具有施工方法简便，工艺简单，成本低且经济实用的优点。二者的有效组合，对加固软土路基可充分发挥二者各自的优点，本文以沈海高速公路泉州机场连接线1标加固软土地基为例，来浅述CFG桩+袋装砂井处理软土路基的施工方法。
关键词：软基处理；加固；CFG桩；袋装砂井
1工程概况
沈海高速公路泉州机场连接线第一合同段起点为田安大桥江滨南路立交处，桩号YK0+182.381，终点为沈海高速南侧，桩号为K2+550。处理地段内主要分布有2层软土，其中上部③层为淤泥，⑤层为淤泥质砂土。在建线路江滨南路至江滨中学段场地为可液化场地，液化指数4.57～54.87，大部分液化严重，并受南低干渠影响，场地内分布水塘等，严重影响路基的稳定性。为提高路基的承载力和控制工后沉降，需对基底软土层进行处理。
2施工工艺
结合本标段的实际情况，软土路基采用CFG桩+袋装砂井加固处理，确保路基施工满足设计的稳定和沉降要求。CFG桩采用振动沉管成桩工艺，桩径均为0.4米，桩位采用梅花形布置，间距为1.5~2.0米。CFG桩复合地基桩间要求设置袋装砂井，砂井布置同CFG桩。
CFG桩复合地基桩间要求设置袋装砂井，砂井布置同CFG桩，袋装砂井施工完毕后，再进行CFG桩的施工。
其平面布置如图1：
图1CFG桩平面布置图
3CFG桩和袋装砂井作用基理分析
采用CFG桩和袋装砂井处理软土地基主要有以下作用：
3.1置换作用
复合地基中桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大，桩顶将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。CFG桩具有桩体强度高的特点，在CFG桩和袋装砂井的复合地基中主要承担地基上荷载的作用，故CFG桩和袋装砂井对地基中的软土起置换作用。
3.2挤密和振密作用
采用非排土和振动成桩工艺，可使桩间土孔隙比减少、密度增加，提高桩间土的强度和模量。CFG桩和袋装砂井均采用振动沉管施工工艺，具有良好的振动、挤密效果，能有效提高桩间土的承载力。
3.3排水固结作用
CFG桩和袋装砂井复合地基中，袋装砂井具有良好的渗水性和排水通道，在采用振动沉管工艺施工CFG桩时，在桩体初凝前也具有相当大的渗水性，可使振动产生的超孔隙水压力通过袋装砂井得以迅速消散，使有效应力增长、桩间土强度增大和复合地基承载力提高。
4袋装砂井施工
4.1施工工艺流程
平整场地→填筑一层5%向外的横坡→摊铺下层砂垫层→机具定位，打入套管→沉入砂袋→机具移位→埋砂袋头。
4.2施工工艺的技术措施
（1）施工准备：在施工前要进行试打砂井，确定砂井的深度及提拔导管的速度。
（2）清理杂物和场地，填筑横向5%，中间宽8m的梯形土拱坡并挤淤，碾压密实。摊铺下层砂垫层，采用中、粗砂均匀平整铺设，并用水密法振捣密实，厚度控制在30cm以上。土基层和砂垫层压实度应达到《公路工程质量检验评定标准》一级公路≥93%。
（3）机具定位：根据设计间距采用全站仪测量定位，机具要保证导管和地面垂直，并用仪器或吊锤控制垂直度，保证在允许范围内。
（4）打入套管：袋装砂井在不同区域施工时，依据设计深度进行试打，确定深度不小于设计要求，在套管或井架上用红油漆划上标记。
（5）沉入砂袋：砂井灌注应连续，为防止袋内砂干燥后体积减少，造成断桩或缩颈，应灌注风干中粗砂，灌砂率不得小于90%，砂袋入井，应用桩架吊起垂直下井，防止砂袋发生扭结、缩颈、断裂和磨损。
（6）拔出套管：依据试打砂井的拔管速度提升套管，拔套管时若带出砂袋，不能保证设计深度时，应在桩位附近重新定位，补打砂井重新灌注。
（7）机具移位后要及时清理套管带出的淤泥，并用干净中粗砂回填留下的孔洞，埋置砂袋头，保证砂袋头伸入砂垫层30cm以上，并不得卧倒，要及时摊铺上层砂垫层，使之与砂井联结，以利排水。
4.3袋桩砂井的质量控制
4.3.1应做对原材料的控制检验，符合设计和规范要求。
4.3.2桩位控制：采用全站仪或经纬仪定位放出袋装砂井施工范围主要点中桩和边桩，用钢尺配合放出砂井点位，用小木桩或硬包装绳钉设点位，控制在设计值±150mm以内。
4.3.3袋桩砂井灌砂量控制：灌砂率（r）的计算公式如下：
(1)
式中：msd—实际灌入砂的质量kg；
d、L—砂井直径、深度，m；
ρd—中粗砂的干密度，kg/m3。
灌砂量应控制在灌砂率的－5%以内，检查砂袋灌满后的砂袋直径控制在设计值的+10.0mm以内。砂袋灌入砂后，露天长时间堆放应有遮盖，切忌长时间曝晒，以免砂袋老化。
4.3.4袋装砂井深度控制：袋装砂井在不同区域施工时，依据设计深度进行试打，确定深度不小于设计要求。
4.3.5袋装砂井垂直度的控制：采用经纬仪或吊线锤控制垂直度，在砂井深度标线处焊一小吊环挂线检测，控制垂直度不超过1.5%。
4.3.6提管速度控制：依据试打确定速度提升导管，以保证在导管提升时砂袋被土体挤压均匀和不带出砂袋为宜，本标段试打后确定为提升速度不超过0.4~0.6m/s。
5CFG桩施工
CFG桩的施工应根据设计要求和现场地基土的性质、地下水位、场地周边是否有居民、有无对振动反应敏感的设备等多种因素选择施工工艺。CFG桩施工时必须采用隔行隔桩跳打，相邻桩施工时间间隔必须大于7天。施工时从路线中心向两边隔行施工。
CFG桩施工工艺流程
整平施工袋装砂井工作面→测量放样→桩机就位→沉管桩尖就位→调整机架及沉管垂直度→启动桩机将沉管振入到设计持力层→第一次灌入混合料到孔口→振动拔管至一定高度进行第二次加料（空中加料）→反复空中加料并多次振动拔管直至地面（成桩）。
6.结语
软土地基的处理方法多种多样，在方法选取上要根据工程地质条件、荷载大小、结构对地基承载力和沉降量的要求等因素，合理比选，合理选择。同时，软基加固处理方法有效地改善软土路基的承载力，保证软土路基的稳定性达到设计要求，为今后同类工程的施工提供宝贵的施工经验。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院，建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002），北京，2002
[2]龚晓南，复合地基，杭州，浙江大学出版社，1992
[3]牛志荣，李宏，复合地基处理及其工程实例，中国建材工业出版社，2000