长螺旋钻CFG桩施工质量控制技术

■ 项志敏 苟彪 宋晓东

1 CFG桩检测

武广高速铁路中铁一局集团有限公司管段施工的100个路基工点中有74个工点地基要加固，其中34个工点采用C F G桩处理，总长度974 km，间距1.5～2 m，正三角形布置，加固土层主要硬塑、软塑粉质黏土，加固范围及工程数量极大。

CFG桩的验证检测、桩长复核情况见表1。检测合格桩特征波形见图1，检测缩径桩特征波形见图2。

根据小应变和挖桩自检发现，若施工过程中不注意，过程质量控制不当，CFG桩（素混凝土桩）质量很难控制。结合现场小应变检测情况从地质核查、桩身混凝土完整性、桩端进入持力层、桩长、桩基检测等方面控制CFG桩施工质量。

2 地质核查

路基C F G桩复合地基承载力由桩、土共同承担，为确保复合地基承载力满足设计要求，必须保证各层桩

间土承载力不低于设计桩间土的承载力，为此在施工前和施工中需对地质进行核查。

2.1 施工前核查

地基加固施工前，由各队试验室牵头联系中心试验室，按照《客运专线铁路路基施工质量验收暂行标准》要求，提前1～2周采用静力触探每100 m 2个点（根据图纸选取有代表性的特征点）进行地质核查，并作出结论，当核查地质的土层性质和承载力发生变化，立即与设计配合组联系，确定施工方案。

表1 CFG桩的验证检测、桩长复核情况表

图1 检测合格桩特征波形

图2 检测缩径桩特征波形

2.2 施工中核查

施工过程中，采用先导孔法，使用CFG桩机的长螺旋钻在原来地质核查基础上，每25 m一个断面，一个断面3个点进行地质核查，并做好记录，监理签认。当核查地层强度低于设计20 kPa或土层厚度与设计出入1 m时，立即与设计配合组联系，确定施工方案。

地质核查结果的准确性由各队试验室主任负责，当地质核查没有结果或地质核查结果与设计地质情况没有对比时禁止施工。

3 桩身混凝土完整性过程控制

3.1 混凝土质量控制

CFG桩混凝土按照试验确定的配合比在拌和站集中拌制，混凝土罐车运送至工地，试验员每个台班做一组试件进行标准养护，并对坍落度进行现场量测，中间不定期现场抽检，确保混凝土的工作性能满足泵送要求，防止堵管。

3.2 成桩过程控制

C F G桩成桩过程由现场值班人员指挥，桩机操作手和地泵操作手密切配合，按照“先泵料后拔管”的原则，防止先拔管后泵料使CFG桩成吊脚桩。拔管速度控制在2.5 m左右，防止桩体缩径或断桩。

3.3 成品保护

工点负责人负责、现场施工员协管，在成桩后分2次进行桩间土清理，第一次清土在桩体混凝土初凝后人工配合挖机清除，剩余20～30 cm保护层，混凝土成桩后1周内人工凿除（禁止机械清除）桩头并清理桩间土，即减少混凝土及桩间土清除工作量，又防止机械对桩间土的扰动；桩头混凝土和桩间土没有及时清除或剩余桩头较长时，工点负责人负责、现场施工员协管，使用小型机械清理桩间土，测量人员分区现场标识桩顶标高，桩顶以上留0.3 m保护层人工清理，桩头部分采用人工使用钢钎从两边对称在桩顶标高位置打眼破桩头，严禁单边打眼凿桩头，防止桩头成为斜面或破损。

工点负责人负责对工点CFG桩成桩后的成品保护，严禁大型机械在桩顶以上没有0.5 m垫层情况下进入加固区。

4 桩长控制

4.1 确定桩顶标高

工点图到位后，工点技术负责人首先组织测量、技术人员会同监理进行现场核对（地形、地貌和水沟标高），并负责按照地形分段分区，根据设计水沟底标高、纵横向坡推算桩顶标高，过渡段位置桩顶标高根据结构物纵、横向标高和过渡段填料推算，各队总工程师进行审核。

4.2 平整场地，确定施工顺序

现场施工员按推算的桩顶标高，按照设计要求对加固区段深度换填、平整场地，使用压路机进行碾压，确保碾压后地基压实系数大于0.9。技术人员对平整后的场地和加固范围作出详细平面图并进行桩位设计，分区确定施工桩顶标高和区段内CFG桩施工顺序，并上报各队工程部备案。

4.3 导向架标识

现场加强管理，每台钻机进场开工前或转场重新组装后，现场施工员负责对CFG桩的标尺进行尺量复核，导向架上用红油漆或反光漆每1 m做一周标识、每0.5 m做半周标识、下部5 m范围每0.2 m短线标识。

4.4 桩底标识记录

桩端进入持力层，记录人员记录导向架上标识。

4.5 桩顶停灰面标识记录

桩顶混凝土停灰面根据导向架上的标识由值班人员判断，控制在桩顶标高以上0.5 m位置，即确保桩头混凝土质量又防止混凝土浪费。

4.6 截桩长度记录

记录人员对每根截除的桩头长度必须做好记录，登记台帐。

4.7 桩长记录

施工原始记录采用双人记录制，记录人员与施工班组当日完成的CFG桩必须当日交叉签认，当日完成施工原始记录表格的填写，资料整理不过夜，并完成记录、复核与质检人员的签认手续。工点负责人负责督查。

现场施工原始记录表管段采用统一表格，确保桩长及施工过程记录完整。导向架标识见图3。

5 桩端进入持力层控制

参考地质核查情况，现场指挥人员及桩机操作手共同根据钻机的电流、钻机摇摆情况及提钻钢丝绳松紧确定停钻时间，确保钻头到达持力层。

图3 导向架标识示意图

6 桩位及垂直度控制

6.1 桩位控制

测量人员在CFG桩施工前对桩位测量放线，误差不大于1 cm，禁止向一边推算桩位，防止误差积累。放线结束后，现场值班技术员进行复核并现场逐桩采用铁丝或竹签进行标识，在边线位置逐行使用竹签进行标识，桩头截除后及时逐桩进行标识，记录人员在平面图中记录标识，防止桩位较多造成记录与现场错位、混淆。

6.2 垂直度控制

现场管理人员每根桩都要根据桩机上的垂球目测导向架垂直度，以保证桩身垂直度不大于1％，确保桩体的正常受力。

7 质量检测

达到龄期的CFG桩质量在施工单位自检后由第三方检测单位检测。自检频率：每个施工单位首批100根CFG桩全部进行自检，每台进场钻机及转场重新组装后钻机施工第一批桩自检数量不少与总数的20％且不少于40根；其余小应变检测10％，载荷试验检测2‰。第三方检测1％。

7.1 质量检测管理

自检总体由中心试验室负责协调与管理，中心试验室主任对自检结果的准确性负总责。第三方检测由地质核查组协调管理。各队每个检验批自检在混凝土达到龄期后由各队向自检单位提前2日上报检测计划，自检结束2日内汇总结果，并由各队总工程师签认后上报中心试验室；中心试验室对各队自检结果进行审核和抽检。

7.2 自检

小应变全部委托中铁第四勘察设计院集团有限公司检测中心进行，自检结束后2日内检测单位出具正式检测报告，报各队试验室及中心试验室备案。

7.3 小应变、载荷试验自检

各项目队在每个检验批CFG桩达到龄期后由试验室主任向检测单位提出桩基小应变检测申请，申请附由各队工程部长签认的待检测桩基相关资料（包括桩长、混凝土强度等），否则检测单位可不予检测。