浅谈长螺旋钻孔、管内泵压混合料CFG桩施工

韩晓东

（天津二十冶第二建筑工程分公司，天津 300000）

1、CFG桩复合地基概述

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，由碎石、石屑（砂）、粉煤灰掺适量水泥加水拌合形成的一种具有高粘结强度的桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于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，桩可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，由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减小。再加上CFG桩不配筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料，大大降低了工程造价。

CFG桩可用于加固回填土、饱和及非饱和粘性土、松散的砂土、粉土等；对塑性指数高的饱和软粘土使用应慎重。

2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工工艺

长螺旋钻孔、管内泵压混合料CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成的施工体系，其中，长螺旋钻机是该工艺设备的核心部分，经过大量的工程实践，施工设备和施工工艺已趋于完善。

2.1 CFG桩施工工艺流程

2.2 施工要点

2.2.1 施工准备

(1)核查地质资料,结合设计参数,确定合理的施打顺序及工艺。(2)测量放样,平整场地,清除障碍物。(3)选择具有代表性地段进行成桩工艺性试验（每段试桩不少于2根），以复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，确定混合料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数。

2.2.2 钻机就位。钻机就位要达到钻塔天轮外缘、钻头尖及桩位点三点成一线，钻杆垂直，钻头矛尖对准桩位点后固定钻机，调整钻机液压脚，保证钻机水平。

2.2.3 成孔。钻机就位后，启动马达，螺旋钻杆钻入地下，钻孔过程做好记录，进入地基持力层时记录钻压电流值。钻至设计标高。长螺旋钻机成孔，应匀速钻进，避免形成螺旋孔,成孔深度在钻杆上应有明确标记，成孔深度误差不超过0.1m，确保桩端进入持力层深度大于200mm，垂直度偏差小于1%。

2.2.4 混凝土灌注。成孔至设计深度后，现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆30cm，使钻头滑瓣打开，并同时通知司泵开始灌注混凝土并保持连续灌注。灌注混凝土至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高70cm左右(至槽面上30cm左右)，以保证桩顶标高和桩顶砼质量均符合设计要求。司钻和泵工密切配合，根据泵入混合料量控制提钻速度，保证钻头矛尖始终埋在混合料中1m左右，以防断桩。混合料达不到桩头设计标高时，应及时处理，将泵管插入混合料下面50cm处补料，并振捣密实。灌注砼之前，应检查管路是否顺畅稳固；每班第1根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路。压灌砼时一次提钻高度小于25cm，混凝土埋钻高度大于1.0m；现场设专人负责检查砼灌注质量及意外情况的处理：混凝土进场后应立即灌注(2小时内)，严禁长时问搁置；保证桩身混凝土至少24小时养护，避免扰动；施工过程中应认真填写施工记录，每台班或每日留取试块1～2组。

2.2.5 清土及剔桩

（1）第一步清土在桩施工完毕后立即将多余砼铲除；（2）第二步在成桩后5天左右剔桩，避免因桩身强度较大时剔桩困难；（3）清土采用小型机械设备及人工开挖、运输，避免断桩及对地基土的扰动；（4）清土预留至少20cm人工清除，找平；（5）清槽后人工截桩，采用3根钢钎间隔120，沿径向楔入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用小钎修平；（6）桩顶开裂、断裂，按桩基混凝土接桩规定，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级混凝土填补并振捣密实。

2.2.6 褥垫层

（1）复合地基施工、检测合格后，方可进行褥垫层施工；（2）褥垫层材料根据设计施工，一般采用级配砂石；褥垫层应先虚铺，采用平板振动器振密，控制振速，虚铺厚度h按h=△H/λ控制，△H是褥垫层设计厚度，λ是压实系数，一般取0.87～0.9。

2.3 长螺旋钻孔、管内泵压混合料CFG桩施工中常见的问题及解决方法：2.3.1堵管：它直接影响CFG桩的施工效率，增加工人劳动强度，造成材料浪费。特别是故障排除不畅时，使已搅拌的混合料失水或结硬，增加了再次堵管的几率，给施工带来很多困难。应根据不同的原因及时排除故障，采取合理的措施减少堵管次数。一般情况下有下面几种原因：混合料配合比不合理；混合料搅拌质量有缺陷；设备原因；冬季施工措施不当；施工操作不当等。

2.3.2 窜孔：在饱和粉土、粉细砂层中施工常遇到这个问题，钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动；土体受剪切扰动能量的积累，使土体发生液化。通过我单位在河北省秦皇岛市卢龙县工程实践证明，被加固的土层中虽有松散粉土、粉细砂,但没有地下水，施工中没发现有窜孔现象；被加固的土层中有松散粉土、粉细砂，有地下水，但桩距很大，每根桩成桩时间很短，也很少发生窜孔；只有在桩距较小、桩的长度大、成桩时间长、成桩时一次移机施打周围桩数量过多时才发生窜孔。施工中根据不同情况采取相应的措施。

2.3.3 钻头阀门打不开：当钻头构造缺陷、桩端落在透水性好、水头高的砂土或卵石层中时，会出现此问题;可采用改进阀门的结构型式或调整桩长令桩端穿过砂土，进入粘性土层的措施来避免这一情况发生。

2.3.4 桩体上部存气：主要是施工过程中，排气阀不能正常工作所致；为杜绝桩体存气，必须保证排气阀正常工作；施工过程中,要经常检查排气阀是否发生堵塞。若发生堵塞必须及时采取措施加以清洗。

2.3.5 先提钻后泵料：这样操作会出现下列问题：有可能使钻头上的土掉进桩孔，当桩端为饱和的砂卵石层时，提拔30cm易使水迅速填充该空间，泵送混合料后，混合料不足以使水立即全部排走，桩端处的混合料可能存在浆液与骨料分开现象。两种情况均会影响CFG桩的桩端承载力的发挥。

[1]阎明礼，张东刚编著.CFG桩复合地基技术及工程实践.北京：中国水利水电出版社，2001.1.

[2]牛志荣等编.复合地基处理及其工程实例.北京：中国建材工业出版社，2000363～413.

[3]阎明礼编著.地基处理技术.北京：中国环境科学出版社，1996224-260.

[4]周先荣.CFG桩复合地基的设计、施工与检测，岩土工程界.第5卷.第7期,2002.

[5]方波，王光华等.CFG桩施工中的环境岩土工程问题及对策.河南科学.第21卷.第5期,2003.10.