CFG 桩与褥垫层施工技术规程

在地基处理工程中，CFG 桩（水泥粉煤灰碎石桩）复合地基以其承载力高、变形小、经济性好等特点，被广泛应用于高层建筑、市政工程等领域。褥垫层作为 CFG 桩复合地基的重要组成部分，通过调整桩土荷载分担比，有效发挥桩体与地基土的协同作用。本文系统梳理 CFG 桩与褥垫层的工艺流程、施工方法及质量控制要点，为类似工程提供技术参考。

一、工艺流程

1. CFG 桩工艺流程

CFG 桩施工遵循 "分段流水、分层控制" 的原则，通过精准控制成孔、灌注、截桩等关键环节，确保桩体质量与复合地基性能。具体流程如下：

土方开挖至桩顶标高以上 0.5m→测量放线→旋挖成孔→浇筑混凝土至桩顶设计标高以上 500mm→基槽开挖至褥垫层底标高→裁桩、捡底→铺设褥垫层→检测→下一道工序

该流程的核心逻辑在于：先通过土方预处理创造作业面，再经精准定位确保桩位偏差符合要求，成孔与灌注环节保证桩体完整性，后期截桩与检测验证施工质量，最终通过褥垫层实现桩土协同受力。

2. 褥垫层工艺流程

褥垫层施工是 CFG 桩复合地基发挥效能的关键环节，其施工质量直接影响地基承载力的均匀性。流程如下：

挖桩间土→基层处理→放线控制、引测高程控制桩→拌制级配砂石→分层铺筑砂石→洒水→找平和验收

此流程强调分层施工与精准控制，通过基层处理清除杂质、放线控制确保边界与厚度准确，分层铺筑与夯实保证砂石密实度，最终通过验收确认褥垫层符合设计要求。

二、施工方法

1. CFG 桩施工方法

1）原地面处理

施工前需对场地进行全面清理，清除地表耕植土（厚度通常为 30~50cm）、杂草、树根及障碍物（如石块、混凝土块等），确保场地平整。整平标高严格控制为设计桩顶标高 + 0.5m，此高度预留了桩顶超灌部分及桩间土开挖的作业空间，避免后续施工对桩体造成扰动。

场地整平后，采用轻型压路机（吨位≤10t）碾压 2~3 遍，压实度达到 85% 以上，防止钻机就位时发生不均匀沉降。对于软土地基，可铺设 10~15cm 厚级配砂石垫层，增强场地承载能力。

2）测量放样

测量人员依据设计图纸，采用全站仪放出桩位轴线及每个试验桩的具体位置，并用 Φ8mm 钢筋（长度 30~50cm）打入地下作为标记，钢筋顶部露出地面 5~10cm，周边撒白灰圈标识。

桩位放样误差需严格控制在≤20mm，放样完成后需由监理工程师复核，确认无误后方可进行后续施工。对于大面积施工区域，应设置控制桩网（间距 10~20m），定期复核桩位偏差，防止累计误差超标。

3）钻机就位

采用长螺旋钻机成孔，钻机就位时需满足以下要求：

钻杆刻度标识：在钻杆立柱上用红油漆和反光条标识长度刻度线（精度 10cm），便于控制成孔深度。

水平调整：测量钻机四角高程，通过调节钻机支腿使底盘处于水平状态（用水准仪检查，偏差≤5mm）。

垂直度控制：用全站仪校准钻杆垂直度，偏差不得大于 1%（即每米钻杆倾斜≤1cm），可在钻杆两侧分别设置经纬仪进行双向监控。

钻机就位后，钻头中心需与桩位标记钢筋对齐，偏差≤5mm，确认无误后固定钻机，防止施工过程中移位。

4）钻进成孔

CFG 桩施工采用跳桩法（隔桩施工），避免相邻桩体相互扰动。钻进前需进行管道润滑处理：泵压 M10 水泥砂浆（配合比水泥：砂 = 1:3）1~2m3，直至钻尖出料口泵出砂浆，检查输送管道密封性，同时润滑管道以防止后续混凝土堵塞。

钻进作业要点：

钻孔启动： 关闭钻头阀门，下移钻杆至钻头接近地面时启动钻机，先以慢速（1~2r/min）钻进 50cm，待钻杆稳定后调整至正常速度（3~5r/min）。

钻进控制： 保持钻机稳定，避免倾斜和错位，每钻进 1m 或电流表读数突变时，记录电流值并核对地层变化（与地质勘察报告对比）。遇硬质土层（如卵石层、岩层）时，电流表读数会显著上升（通常超过 100A），钻杆摇晃加剧，进尺缓慢，此时应降低钻进速度（≤1r/min），必要时更换合金钻头。

终孔确认： 钻至设计标高后，需空转 30s 以上，彻底清理孔底钻渣，确保孔底沉渣厚度≤10cm。

异常处理： 如因地质原因导致桩长未达设计要求或桩底土质与设计不符，应立即停止施工，通知监理、设计单位现场核实，必要时调整桩长或桩位。

成孔过程中，需实时监测钻杆垂直度，每 5m 检查一次，发现偏差及时纠正，确保成孔质量。

5）混合料灌注、拔管

混合料采用水下 C25 混凝土，由搅拌站集中拌制，搅拌车运送至现场。混凝土坍落度控制在160~200mm（用坍落度筒检测，每车不少于 1 次），保证其流动性满足泵送要求。

灌注准备：

导管配置： 采用直径 200~250mm 的钢导管，按逐节编号下设，接头采用双螺纹方扣快速接头，配备密封圈确保密封。导管轴线需顺直，下放过程中避免碰撞孔壁。

机具准备： 提前检查储料斗、漏斗、地泵等设备，确保性能完好，地泵泵送压力设定为 3~5MPa。

灌注与拔管工艺：

灌注顺序： 当钻杆芯管充满混凝土后开始拔管，严禁先提管后泵料。钻杆应先静止 5~10s，待混凝土初步稳定后再提管。

拔管控制： 边泵送混凝土边匀速拔管，提拔速度控制在2~3m/min，确保连续提拔、连续供料，避免断桩。拔管过程中，导管需始终埋入混凝土内1m 左右（通过钻杆刻度及灌注量计算），防止空气进入形成断桩。

投料控制： 每根桩的投料量不得少于设计灌注量（按桩径和桩长计算），施工桩顶标高需高出设计桩顶≥0.5m，以保证桩顶混凝土强度。

故障处理： 若发生导管堵塞，应立即停止拔管，采用反向泵压清理堵塞物；若堵塞严 重，需拔出导管清理后重新下管，但断桩风险较高，需谨慎操作。

6）移机

上一根桩施工完毕后，钻机移位至下一根桩位。由于 CFG 桩施工出土较多，易覆盖临近桩位，且钻机支撑脚可能挤压桩位标记，因此移位后需重新复核桩位，确保偏差≤20mm。

移机过程中，需保护已施工的桩体，钻机履带与桩体边缘的距离≥1.5m，避免碾压造成桩体断裂。

7）清理桩间土

CFG 桩施工完成后，需待桩身混凝土强度达到70% 以上（通常为 7~10d）方可进行桩间土清运。采用小型挖掘机（斗容≤0.3m3）配合人工清理，挖掘机作业时需远离桩体（距离≥50cm），剩余部分由人工开挖，避免机械碰撞桩体。

清运过程中严格控制开挖标高，不得超挖（预留 20~30cm 由人工修整），防止扰动桩间土和桩体。

8）切除桩头

桩间土清理完成后，进行桩头切割：

标高标记： 通过测量挂线确定桩顶设计标高，在桩头上用红油漆或墨线标示切割线。

切割工艺： 采用截桩机进行三刀横切，第一刀切入深度≥15cm，第二、三刀沿切割线切割，确保桩头平整。切割后，在同一水平面同一角度对称插入 4 根钢钎（Φ20mm，长度 30cm），用锤击打使桩头截断。

桩顶修整： 用钢钎、锤子将桩顶从四周向中间修平至设计标高，截桩后桩顶高程允许偏差为±50mm。

截桩过程中，严禁使用大锤猛击桩头，避免桩体产生裂纹。

9）桩基检测

CFG 桩施工质量需通过以下检测验证：

材料强度试验： 每工班制作 3 组（每组 3 块）150mm×150mm×150mm 混凝土 试块，标准养护 28d 后进行抗压强度试验，强度值不得低于 C25。

桩身完整性检测： 成桩 7d 后，采用低应变反射波法检测桩身完整性，抽检数量为总桩数的 10%，且每栋楼不少于 3 根。检测结果应符合《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106）中 Ⅰ 类或 Ⅱ 类桩要求。

复合地基承载力检测： 成桩 28d 后，采用单桩复合地基载荷试验，抽检数量为总桩数的 0.5%~1%，且每栋楼不少于 3 点。承载力特征值需满足设计要求。

取芯检测： 对试验桩进行竖向全长钻取芯样，检查桩身混凝土密实度、强度及垂直度。自桩顶 1m 以下每隔 2m 截取试样（全桩不少于 3 个，上、中、下均有代表性），进行无侧限抗压强度试验，强度不得小于 1.2MPa。钻芯后孔洞用 M30 水泥砂浆灌注封闭。

外观检查： 成桩 7d 后，浅部开挖桩头（深度超过停浆面以下 0.5m），目测检查桩体均匀性，量测成桩直径（允许偏差 ±50mm），拍摄照片存档。检验数量为总桩数的 2‰，且每工点不少于 3 根。

2. 褥垫层施工方法

1）挖桩间土

按设计要求预留桩间土至原设计标高以上 20~30cm，采用人工开挖至褥垫层底标高。施工前，每隔 5~6m 在桩头标记 50cm 标高线，作为开挖控制基准。

在桩头附近 10cm 范围内，开挖深度比设计标高低 5cm，为后续截桩修整预留空间，避免扰动桩顶。

2）基层处理

清除地基表面 浮 土、杂物及松动颗粒，尤其需清理干净 CFG 桩头表面的浮浆和碎渣，确保基层平整。采用人工配合小型压路机（吨位≤5t）碾压 2~3 遍，压实度达到 90% 以上，防止褥垫层铺设后产生不均匀沉降。

3）放线控制、引测高程控制桩

边线放样： 按设计图纸放出褥垫层边线，边线超出主楼筏板基础不小于 25cm（具体尺寸根据现场实际调整），用白灰标示边界。

方格网设置： 将铺填区域划分为 5~8m 的方格网，在方格网交点打入 Φ12mm 钢筋桩（长度 50cm），作为高程控制基准。

高程标记： 根据褥垫层设计厚度（通常为 10~30cm）及分层铺筑厚度（每层 15~20cm），在钢筋桩上用红油漆标记 20cm 控制点，作为铺筑厚度的控制依据。

4）拌制级配碎石

级配碎石采用场外机械拌合，配合比为砂：石 = 3:7（重量比），砂石粒径控制为：砂 0.5~2mm，石 5~20mm，含泥量≤3%。

拌合时以反铲挖掘机铲斗为衡量器（每斗容积固定），按 3 斗砂加 7 斗石的比例配料，拌合时间不少于 3min，确保混合料均匀。拌制完成后运输至现场，堆放在硬化场地，避免混入泥土。

5）分层铺筑砂石

褥垫层采用 分层铺筑、分层夯实， 每层虚铺厚度控制为 20~25cm（压实厚度 15~20cm），具体流程如下：

铺筑顺序： 从基坑四周向基坑坡道出口推进，避免车辆碾压已铺筑区域。

布料控制： 用装载机将级配碎石运至场内，按方格网划分的区域布料，人工配合整平，依据钢筋桩上的高程标记拉线控制虚铺厚度，平整度误差≤3cm。

碾压夯实： 铺完第二排方格后开始碾压，采用振动压路机（吨位 10~15t）碾压 3~5 遍，碾压速度 2~3km/h，碾压方向由低到高、由边到中，每次碾压重叠 1/3 轮宽。压实度需达到 93% 以上（环刀法取样检测）。

分层衔接： 底层铺筑完成并验收合格后，方可进行顶层铺筑。底层与顶层铺筑间隔时间不宜超过 24h，避免雨水浸泡基层。顶层铺筑前需检查底层表面平整度，高差较大处需人工修整。

6）洒水

铺筑过程中，根据级配碎石的干湿程度适当洒水（含水量控制在 8%~12%），以手握成团、落地即散为宜。洒水采用喷雾器均匀喷洒，避免局部积水。碾压前洒水可增 强砂石颗粒间的粘结力，提高压实度。

7）找平和验收

找平处理： 最后一层碾压完成后，采用人工配合平地机找平，表面平整度误差≤5cm，高程符合设计要求（允许偏差 ±50mm）。

验收检测： 采用水袋法检测压实度，每 100㎡取样 1 点，检测结果需满足设计要求（通常≥93%）。同时检查褥垫层厚度（用钢尺量测，允许偏差 ±50mm）、边线位置（允许偏差 ±100mm）及表面平整度，全部合格后方可通过验收。

验收完成后，需及时覆盖塑料薄膜保护褥垫层，避免后续施工污染或雨水冲刷。

三、质量控制要点

桩位偏差： 严格控制桩位放样精度，施工前复核桩位，确保偏差≤20mm；钻机就位时钻头中心与桩位对齐，偏差≤5mm。

垂直度控制： 钻进过程中实时监测钻杆垂直度，偏差≤1%，发现倾斜立即调整，避免桩体偏斜影响承载力。

混凝土质量： 控制混凝土坍落度在 160~200mm，每车检测；灌注时保证导管埋深≥1m，避免断桩；桩顶超灌≥0.5m，确保桩顶强度。

截桩质量：采用机械切割，避免人工凿击；截桩后桩顶平整度≤5mm，高程偏差 ±50mm。

褥垫层压实度： 分层碾压，确保每层压实度≥93%；级配碎石拌合均匀，含泥量≤3%。

检测验收： 严格执行桩基检测程序，低应变、载荷试验及取芯检测结果均需合格；褥垫层验收需检查厚度、压实度及平整度。

四、安全与环保措施

安全措施：

钻机操作手需持证上岗，施工前进行安全培训，熟悉操作规程。

钻机作业区域设置警示围栏，严禁非施工人员进入；高空作业（如钻机塔架维修）需系安全带。

用电设备需接地保护，电缆线架空敷设，避免碾压破损；夜间施工配备充足照明，照度≥50lux。

截桩时设置警戒区，避免桩头断裂飞溅伤人；钢钎使用前检查强度，防止断裂。

环保措施：

施工场地出入口设置洗车池，车辆出场前冲洗轮胎，避免扬尘污染。

混凝土运输车辆需密封，防止漏料；桩间土清运时覆盖篷布，减少扬尘。

钻机噪声控制在 70dB 以下（居民区夜间≤55dB），必要时设置隔声屏障。

废弃桩头及建筑垃圾集中堆放，及时清运至指定地点处理；废水经沉淀后回用，不得直接排放。

通过严格执行上述施工工艺与质量控制要求，可确保 CFG 桩复合地基具有足够的承载力和稳定性，满足工程设计要求。施工过程中需加强各环节的协同配合，及时处理出现的问题，为后续结构施工奠定坚实基础。