CFG 桩施工中常见问题及质量控制

安玉芳

(山西诚达公路勘察设计有限公司，山西晋中 030600)

0 引言

水泥粉煤灰碎石桩，简称CFG桩，是由碎石、石屑、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用成桩机具制成的一种具有一定粘结强度的桩。CFG桩复合地基是目前应用最广泛，也是最有效的地基处理方法之一，具有造价经济、质量合理、工期较短的优势。

在施工中，存在着地质条件、基础类型、结构类型、地基承载力和变形要求等各种原因，对桩身质量影响较大，出现了诸如桩端虚空、不饱满，桩身缩颈，断桩等各种质量问题，影响复合地基承载力。

1 CFG桩施工工艺选择

施工工艺的选择是确保成桩质量关键的第一步，应综合考虑地基条件、加固要求、环境保护、工程造价等多方面因素。

在CFG桩复合地基的施工工艺上，最主要有振动沉管法和长螺旋钻管内泵压CFG桩法两种。振动沉管法是目前应用最广泛的成桩工艺。具有工艺简单，工程造价低的优势，但受地质因素影响大，存在噪声混凝土污染。长螺旋管内泵料CFG钻机成桩工艺钻孔成桩一步到位(见图1)，无噪声混凝土污染，成桩质量可靠，但工艺复杂，成本较高。

图1 长螺旋管内泵料CFG钻机成桩工艺

对淤泥质土层等无坚硬土层和密实砂层的地质条件，且远离城区或振动噪声混凝土限制不严格的地方，优先选用振动沉管法，施工效率高，造价相对较低。

对于粘性土、密实砂土等穿透性要求较高的土层，以及对噪声混凝土和泥浆污染比较严格的地方，建议采用长螺旋管内泵料CFG钻机成桩工艺，先用长螺旋钻孔达到设计的预定深度，然后提升钻杆，同时用高压泵将混合料通过高压管道的长螺旋钻杆的内管压到孔内成桩，利用混凝土的自密性达到强度和桩身承载力要求。

对部分存在的夹有硬土层地质条件的地区，灵敏度和密实度较高的土，如采用振动沉管法，会破坏土的结构强度，密实度减小，使得承载力下降。宜采用长螺旋钻孔，再用振动沉管机制桩的组合，可有效避免振动对桩间土的结构破坏而导致的地基强度降低。

2 CFG桩施工中存在的质量通病及控制措施

在施工中，由于各种因素的影响，主要存在的质量问题有缩颈、断桩、桩体强度不均和不足等。

1)桩身垂直度及桩位偏差(见图2)。

主要原因:操作手未按技术交底进行作业;旁站人员未对桩机进行有效监控;技术交底未明确具体作业方式。

图2 桩位偏差

控制方法:

垂直度控制:在桩机悬挂双向垂球;旁站人员在桩机就位后进行实测，判定桩身的垂直度偏差是否满足规范或设计要求。

桩位偏差:施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜;放桩位时认真仔细，严格控制误差。

桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。

2)短桩(见图3)。

主要原因:标识不清;施工队伍偷工减料;旁站人员不足、控制不严，管理人员巡查不够。

图3 短桩

控制方法:在桩机机身上做明确的长度标识，为方便夜间施工控制，需用反光材料进行标识;标识的最小刻度一般为50 cm或25 cm;增加必要的旁站人员，进行现场培训;分部和经理部管理人员加强巡视，特别是夜间施工的巡视。

3)浅层断桩(见图4)。

主要原因:上覆土清除时间、机械不妥;桩头破除方式不妥;褥垫层施工方法不当。

控制方法:在桩身强度达到设计强度的70%以上后，用小型挖掘机清除上覆土;建议用电锯进行切桩头;褥垫层第一层施工时采用机械配合人工进行，大型机械不得进入地基处理区。

4)桩头疏松(见图5)。

主要原因:提管速度过快;混合料离析等;停灰面过低，未留相应的超灌长度。

图4 浅层断桩

图5 桩头疏松

控制方法:按作业指导书规定的提管速度严格控制;预留适当的超灌长度;加强对混合料搅拌、运输、浇筑过程的监控。

5)桩身离析(见图6)。

主要原因:混合料工作性能不佳;提管速度过快;提管过程中，停止供混合料。

控制方法:加强对混合料搅拌、运输、浇筑过程的监控;根据混凝土泵的实际功效，确定合理的提管速度;提管过程中，严禁停泵。

6)桩端未进入相应的持力层。

主要原因:对瞬间电流控制目的不清，未按瞬间电流、桩长进行双控。

控制方法:细化作业指导书和技术交底，对现场旁站、技术、管理人员进行培训;做好电流桩长的相互控制和配合。

7)桩身混凝土收缩。

桩身回缩是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解决，施工中保证充盈系数大于1。

控制措施:桩顶至少超灌1.0 m，并防止孔口土混入;选择减水效果好的减水剂。

3 桩帽施工

在施工中，当单独使用CFG桩加固软弱地基时，应截桩头设桩帽，以提高桩的荷载分担，增强桩对地基承载力和减小地基沉降所发挥的作用。

浇筑桩体时，桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5 m。截桩时，不得造成桩顶标高以下桩体断裂和扰动桩间土，只能采用切割或人工剔凿，不得采取动力扰动，如挖机等。

桩帽施工流程:人工开挖→清除CFG桩设计桩顶以上部分桩间土→截除桩顶设计标高以上桩头(见图7，图8)→模板安装→混凝土浇筑(见图9)。

图6 桩身离析

图7 切割桩头

4 施工中的注意事项

以长螺旋管内泵料CFG钻机成桩工艺为例，在施工中注意以下事项:

1)了解场地工程地质条件和水文条件。

根据土层特点，制定详细的施工组织计划，对钻头和活门的结构进行改进。钻头结构应考虑适应硬土层钻进的需要。

2)掌握机械设备的性能参数。

了解混凝土泵的泵送速度和泵送效率，混凝土输送管的尺寸，钻机卷扬机的提升速度情况。

3)做好施工前的准备工作。

施工人员的合理配备;施工现场各工序间的衔接和配合;施工现场和搅拌站间的协调;场地平整。

4)做好标识，确保成孔深度不小于设计桩长;同时还要考虑施工工作面的标高的差异，核对实测地面与设计原地面的差异，做相应增减。

5)保证混凝土的质量。

除保证强度外，施工过程中应保证混凝土具有良好的和易性。

6)加强泵机与钻机司机间的配合，保证灌注过程中无提空现象。确保桩身不出现空洞、夹砂浆、夹泥断桩。严格执行标准化作业，先泵混凝土后拔管。拔管过程中始终保证钻头埋入混凝土，即始终保证钻杆内有混凝土。

7)控制好提拔钻杆时间。

当钻孔达到预定的深度以后，开始泵送混凝土，待钻杆芯管及输送软、硬管内混凝土连续时开始提拔。禁止在泵送混凝土前提钻杆。要经常检查排气孔，确保泵送混凝土时畅通。

图8 切割后的桩头

图9 桩帽浇筑完成

5 CFG桩成桩检测

在CFG桩施工中，桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合以下规定:桩长允许差不大于10 cm;桩径允许差不大于2 cm;垂直度允许差不大于1%;桩位允许偏差:

1)筏板基础满堂红布桩的基础不大于1/2D;

2)条基或独立基础:垂直轴线方向不大于1/4D，顺轴线方向不大于1/3D，单排布桩不得大于1/4D，且不得大于6 cm。

根据要求，成桩7 d后及时进行低应变对桩身质量检测。检测前，应做好各项准备工作，从而保证检测工作有序、及时的进行。

检验主要包括CFG桩的数量、布局形式是否符合设计要求;CFG桩的桩身质量完整性应满足设计要求，检验桩总数的10%;处理后的复合地基承载力、变形模量能否满足设计要求及处理后的单桩承载力能否满足设计要求，采用平板载荷试验进行;桩头处理是否符合设计要求，桩头应平整，无破碎，干燥;排除基坑内积水等。

6 结语

CFG桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术，不仅能很好地发挥全桩的侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。CFG桩桩体材料可掺入工业废料粉煤灰、不配筋，具有非常显著的经济效益和社会效益。

［1］CFG 桩常见质量问题［J/OL］.http://wenku.baidu.com/link url=_9zbYV6s_qKOz_6mHTT5HJAket6S7obyCUttFfnvzOSw XKiWxNwFBYeGdJZ2nyXu7U4xB7ASjTC7PEegT11ByoKVhEU 6kEblr60ULY-t0vu，2014-04-14.

［2］CFG 桩施工质量控制［J/OL］.http://wenku.baidu.com/view/9da52e395727a5e9856a61ea.html，2014-04-14.

［3］中铁四局沪昆客专线站前工程HKJX-7标1工区，水泥粉煤灰碎石桩(CFG)施工工艺及控制要点［J/OL］.http://wenku.baidu.com/view/e942471ba216147917112880.html，2014-04-14.

［4］刘利民.谈CFG桩施工工艺及常见问题处理［J］.山西建筑，2012，38(34):71-72.