CFG 樁施工工藝指引
一、適用範圍
CFG 樁的適用範圍很廣，在砂土、粉土、粘土、淤泥質土、雜填土等地基均有大量成功的實例，CFG 樁對獨立基礎、條形基礎、筏基都適用。
CFG 樁即水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機械製成的可變強度樁；是介於剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。CFG 樁和樁間土一起，通過褥墊層形成 CFG樁複合地基共同工作，故可根據複合地基性狀和計算進行工程設計。
CFG 樁一般不用計算配筋，並且還可利用工業廢料粉煤灰和石屑作摻和料，進一步降低了工程造價。
CFG 樁應根據設計要求和現場地基土的性質、地下水位、場地周邊是否有居民、有無對振動反應敏感的設備等多種因素選擇成樁工藝。
一般有以下成樁工藝可供選擇：
1、振動沉管灌注成樁工藝
適用於粘性土、粉土、淤泥質土、人工填土及無密實厚砂層的地基；振動沉管灌注成樁屬擠土成樁工藝，對樁間土具有擠(振)密效應。但振動沉管灌注成樁工藝難以穿透厚的硬土層、砂層和卵石層等。在飽和粘性土中成樁，會造成地表隆起，擠斷已打樁，且振動和噪聲汙染嚴重，在城市居民區施工受到限制。在夾有硬的粘性土時，可採用長螺旋鑽機引孔，再用振動沉管打樁機制樁。
（振動沉管灌注成樁工藝）
2、長螺旋鑽孔灌注成樁工藝
長螺旋鑽孔灌注成樁適用於地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土，屬非擠土成樁工藝，該工藝具有穿透能力強，無振動、低噪音、無泥漿汙染等特點，但要求樁長範圍內無地下水，以保證成孔時不塌孔。
（長螺旋鑽孔灌注成樁工藝）
3、長螺旋鑽孔、管內泵壓混合料成樁工藝
長螺旋鑽孔、管內泵壓混合料成樁工藝，是國內近幾年來使用比較廣泛的一種新工藝，屬非擠土成樁工藝，具有穿透能力強、低噪音、無振動、無泥漿汙染、施工效率高及質量容易控制等特點，適用於粘性土、粉土、砂土等地基，以及對噪音及泥漿汙染要求嚴格的場地。
4、泥漿護壁鑽孔灌注成樁工藝
適用於粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石（礫）石土及風化岩層分佈的地基，以及對振動噪音要求嚴格的場地。該方法鑽孔速度較快，但是泥漿對場地的汙染嚴重，影響後續孔的施工，且往往孔底沉渣較大也會影響成樁質量。
二、工藝流程
三、施工工藝（本節重點以長螺旋鑽孔成樁工藝為案例）
1、測量放線
施工前根據放出的外牆軸線，四周交點用鋼釺打入地下，按照樁位佈置圖統一進行測放樁位線，樁位中心點用釺子插入地下，並用白灰明示。
2、鑽機就位
按放出的 CFG 樁樁位，現場就位鑽機，鑽機就位後進行鑽機調整。通過懸掛在鑽桿導向架側面的垂球及在導向架上標出的對照線位置來調整鑽機的水平和鑽桿的垂直度。垂直度的允許偏差不大於1%。同時在鑽進過程中，隨時注意觀察垂球，確保鑽機不偏斜。
3、鑽進成孔
3.1 鑽孔開始時，必須確認樁位編號、孔口標高、孔深，準確無誤後，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，一般先慢後快，如發現鑽桿搖晃或卡鑽時應放慢進尺，鑽頭到達設計樁底標高時，於動力頭底面停留位置相應的鑽機塔身處作醒目標記，作為施工時控制樁長的依據。
3.2 鑽進過程中，平臺應保持平衡，未達到設計標高不得反轉或提升鑽桿，如因特殊情況要提升鑽桿或反轉，應將鑽桿提升至表面，對鑽頭活門重新沖洗、疏通、閉合。
3.3 開始鑽進或穿過軟硬地層交界處時，應保證鑽桿垂直，緩慢進入；在含有磚頭、瓦塊的雜填土層或軟塑粘性土層中鑽進時，應儘量減少鑽桿晃動，以免擴大孔徑。
3.4 鑽進時，應注意觀察電流值變化狀態，當電流值接近 140A 時應及時提升排土，直到電流值變化在正常工作狀態。鑽進過程中，操作人員要密切注意鑽進情況，如遇卡鑽、鑽桿劇烈抖動、鑽機偏斜等異常情況，應立即停鑽，查明原因，採取相應措施後方可繼續作業。鑽進至設計標高後方可停鑽。
（長螺旋鑽孔樁鑽孔施工）
4、混合料攪拌
混合料攪拌按照設計配合比進行配料，每盤料攪拌時間按照普通混凝土的攪拌時間進行控制，拌和物應拌和均勻，顏色一致，不得有離析和泌水現象。坍落度控制在 160-200mm。
5、混凝土灌注及拔管
5.1 成孔到設計標高後，停止鑽進，壓灌之前幾分鐘，應開動混凝土輸送泵，提前將攪拌好的混凝土充滿輸送泵的料斗，同時備好一罐混凝土備用。
5.2 壓灌時泵鬥內要有一定的混凝土容量，混凝土容量要高出進料口 50mm 以上，以防吸進空氣。當泵鬥混凝土低於進料口時及時通知停止提升鑽桿，待混凝土攪拌好後再進行壓灌、提鑽。時刻保證管內充滿混凝土，鑽具內無混凝土嚴禁提升。
5.3 開始泵送混合料，當鑽桿芯管充滿混合料後開始拔管，嚴禁先提管後泵料，根據地層確定提鑽速度，且必須與泵送量相匹配，保證管內有一定高度的混合料。
（邊泵送混合料邊提鑽）
5.4 施工樁頂宜高出設計樁頂標高不少於 0.5m，以保證樁頂混凝土強度達到設計要求。
6、成樁及樁機移位
灌注成樁完成後，樁頂蓋土封頂進行養護，將樁機移到下一樁位，在樁機移動過程中防止樁機本身和支腿對樁體的破壞。
四、質量控制要點
1、深入瞭解地質情況選用合理的成樁工藝，嚴格按施工要求施工。
CFG 樁複合地基區別於樁基的主要特點就是:充分考慮利用樁間土的承載力，所以施工中應減少擾動土而引起土的強度降低，應根據地質情況合理地選用施工機械，這是確保 CFG 樁複合地基施工質量的有效途徑。
2、採用正確的打樁順序
2.1 在飽和軟土中成樁，樁機的振動力較小，當採用連打作業時，由於飽和軟土的特性，新打樁將擠壓己打樁，使已打樁被擠扁形成橢圓狀或不規則形狀，嚴重的產生縮頸和斷樁。此時，應採用隔樁跳打施工方案。
2.2 在飽和的鬆散粉土中施工，由於鬆散粉土振密效果好，先打樁施工完後，土體密度會有顯著增加。而且，打的樁越多，土的密度越大。在補打新樁時，一是加大了沉管難度，二是非常容易造成已打樁斷樁。此時，隔樁跳打方法不宜採用。
2.3 當滿堂布樁時，宜從中心向外推進施工，或從一邊向另一邊推進施工。但僅憑打樁順序的改變並不能完全避免新打樁的振動對己結硬的己打樁產生影響。此時，應採用螺旋鑽引孔的方案，避免新打樁的振動造成已打樁的斷樁。
3、嚴格控制拔管速率
控制混合料泵送量與拔管速度相匹配，不得停泵待料。拔管速率太快可能導致樁徑偏小或縮頸斷樁，而拔管速率過慢又會造成水泥漿分佈不勻，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。
4、控制好混合料的坍落度
大量工程實踐表明，坍落度的大小對 CFG 樁施工質量影響最為顯著。混合料坍落度過大，會形成樁頂浮漿過多，形成混凝土的離析和泌水，樁體強度也會降低;而且會導致混凝土流動性降低，頻繁堵管。坍落度控制在 160-200mm，和易性好，成樁質量容易控制。
5、設置保護樁長
每根樁在加料時，要比設計樁長多加 0.5m 的混合料。用插入式振搗棒對樁頂混合料加振 3-5s，提高樁頂混合料密實度。上部用土封頂，增大混合料表面的高度，即增加了自重壓力，可提高混合料抵抗周圍土擠壓的能力。在上部基礎施工時再將保護樁長剔除掉，確保成樁與設計標高一致。同時按要求鋪設褥墊層，樁體應嵌入褥墊層 30-50mm。褥墊層鋪設宜採用靜力壓實法，當基礎底面下樁間土的含水量較小時，也可採用動力夯實法，夯填度(夯實後的褥墊層厚度與虛鋪厚度的比值)不得大於 0.9。施工垂直度偏差不應大於 1%，對滿堂布樁基礎，樁位偏差不應大於 0.4 倍樁徑，對條形基礎，樁位偏差不應大寸 0.25 倍樁徑，對單排布樁樁位偏差不應大於 60mm。
（砂石褥墊層鋪設）
6、加強施工過程中的監測和反饋
在施土過程中，應加強監測，及時發現問題，以便針對性地採取有效措施。重點應做好施工場地和已打樁樁頂標高觀測，經緯儀跟蹤進行樁軸線的控制，及時抽查澆築質量，對承壓水壓力較高的場地應鑽探深井降低水壓力，褥墊層施工前樁間浮土必須清除乾淨。
7、成品保護
7.1 CFG 樁施工時，應調整好打樁順序，以免樁機碾壓已施工完成的樁頭。
7.2 CFG 樁施工完畢後，待樁體達到一定強度後（不易挖斷樁），方可進行開挖。開挖時，宜採用人工開挖，如基坑較深、開挖面積較大，可採用小型機械和人工聯合開挖，應有專人指揮，保證剷鬥離樁邊應有一定的安全距離，同時應避免擾動樁間土和對設計樁頂標高以下的樁體產生損害。
7.3 挖至設計標高後，應剔除多餘的樁頭，剔除樁頭時應採取如下措施：
（1）找出樁頂標高位置，在同一水平面按同一角度對稱放置 2 個或 4 個鋼釺，用大錘同時擊打，將樁頭截斷。樁頭截斷後，再用鋼纖、手錘等工具沿樁周向樁心逐漸剔除多餘的樁頭，直至設計樁頂標高，並在樁頂上找平。
（2）不可用重錘或重物橫向擊打樁體。
（3）樁頭剔至設計標高，樁頂表面應鑿至平整。
（4）樁頭剔至設計標高以下時，必須採取補救措施。如斷裂面距樁頂標高不深，可接樁至設計標高，同時保護好樁間土不受擾動。
7.4 保護土層和樁頭清除至設計標高後，應儘快進行褥墊層的施工，以防樁間土被擾動。
7.5 冬期施工時，保護土層和樁頭清除至設計標高後，立即對樁間土和 CFG 樁採用草簾、草袋等保溫材料進行覆蓋，防止樁間土凍漲而造成樁體拉斷，同時防止樁間土受凍後複合地基承載力降低。
五、質量標準
六、常見質量問題及處理
1、堵管
堵管是 CFG 樁成樁中常遇到的問題，直接影響施工進度，造成材料浪費，增加施工人員的勞動強度。處理不當，會造成斷樁等質量問題。當出現堵管時，應從以下幾方面進行檢查處理：
1.1 混凝土坍落度控制不當：混凝土坍落度過大或過小都會造成泵送困難和堵管。混凝土的輸送阻力隨坍落度降低而增大，所以坍落度過小會使混合料的可泵性明顯降低，不易泵送。但坍落度過大會極易在泵送中造成混合料發生泌水或離析。特別是在 15m 以上的較長距離輸送時，極易造成管內骨料與砂漿分離，漿液上浮先流動，粗骨料下沉相互接觸，摩擦力加大，流速變緩、淤積，從而堵管。根據工程實踐，CFG 樁混凝土的坍落度宜控制在 160mm-200mm。
1.2 連續泵送時，因泵送和提鑽不匹配，泵送過快，漿液沿孔壁和鑽桿間隙流失，剩粗骨料阻力大，也會發生堵管。
1.3 管道接口處密封不嚴：管道接縫密封不嚴就會漏水或漏漿，使輸送阻力增大，導致堵管。
1.4 鑽頭閥門老化：老舊鑽頭其閥門密封不嚴，當在施工時，液化的泥砂通過閥門縫隙進入鑽頭形成砂塞，使混合料下落受阻，混合料局部流速變緩、淤積，造成堵管，或泥砂進入使得鑽頭閥門摩擦力過大，而不能打開到正常位置造成堵塞。
1.5 設備出現缺陷：彎頭是連接鑽桿與高強柔性管的重要部件，當泵送混合料時，彎頭曲率半徑以及彎頭與鑽桿的連接形式，對混合料的正常輸送起著至關重要的作用。若彎頭的曲率半徑過小和過大，都會發生堵管。另外，施工結束後應立即清洗乾淨，否則管內會產生混合料結硬塊體，同樣造成堵管。
2、樁身縮徑
出現樁身縮徑時，應客觀分析原因，從以下方面進行處理：
2.1 控制提鑽速度：達到指定深度後，提鑽時候速度過快，混凝土輸送速度跟不上，鑽頭沒有被混凝土完全包裹，容易造成樁身縮徑。在鬆散或軟弱地層，泵送和提鑽不匹配，鑽桿內混凝土壓灌力不足，混凝土擴張力低於土層回縮力，易發生縮徑斷樁現象。
2.2 地基降水：地基降水的主要目的是降低地下水位，減少土體含水量，減小土體中孔隙水壓力，改善土體的力學性質。
2.3 考慮進行樁復打：當樁機按正常施工工藝步驟完成成孔、邊泵送混合料和邊提鑽至樁頂設計標高 1.5-2.0m 後，暫停泵送混合料和提鑽，鑽頭和鑽桿在原位利用其自重重新插入縮徑樁體以下正常樁體內一定深度（0.5-1.5m），再邊泵送混合料和邊提鑽。
3、斷樁
3.1 造成原因：堵管；樁體材料強度未達到設計值便受到過大的擾動；採用管內泵壓施工工藝時，提鑽速率不合適也易造成縮徑或斷樁，提鑽速率太快，而泵送混合料沒有跟上，不連續泵送，將造成樁徑縮小和斷樁，提鑽速率過低，常出現高壓管路堵塞甚至管路崩開等故障，易使泵送質量降低並進一步造成樁身混凝土質量缺陷，進而產生斷樁。
3.2 處理措施：淺部斷樁，可對斷樁單獨進行處理，剔除上部斷樁，用與樁身相同的混合料按樁徑設計標高接樁。如果是由於機械施工造成大範圍的淺部斷樁，應與設計單位、監理單位共同研究制定方案。因此在開挖基坑時，在樁頂標高以上 1m 處，一定要採用人工開挖，以免碰斷樁身，保證 CFG 樁的完整性和質量。
4、串孔
在高壓縮性淤泥層，流塑淤泥質土層，承壓水的砂土層、流砂層和飽和細砂層、粉砂層中施工常遇到串孔現象。當遇到這種情況時，可採取以下方法處理：
4.1 採取大樁距的設計方案，增大樁距的目的在於減少新打樁機器的剪切擾動，避免不良影響。
4.2 改進鑽頭，改善鑽進速度。
4.3 減少打樁推進排數，如將一次打幾排改為 2 排或 1 排，儘快離開已打成的樁，減少對已打樁的擾動。
4.4 必要時採取隔樁、隔排跳打方案，但跳打要求及時清除成樁時排出的棄土，否則會影響施工進度
5、樁身混凝土離析
5.1 離析樁多是在攪拌混凝土環節造成的，必須經常檢查混凝土的坍落度，不符合要求的混凝土禁止使用。一般坍落度應控制在160-200mm。坍落度太大，易造成泌水、離析，泵壓作用下，骨料與砂漿分離。
5.2 提拔鑽桿中沒有連續泵料，特別是在飽和砂土、飽和粉土層中停泵待料，易造成混合料離析。
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