CFG桩复合地基施工中的质量技术分析

2019-08-27李玉军

世界家苑 2019年7期

李玉军

摘要：CFG桩（钻孔压灌素混凝土桩）复合地基为近几年研究采用的一种新型地基处理方案，以其施工方便、承载力高、及其广泛的适用性等优点而得到迅速的推广和发展。对于CFG桩复合地基中存在的施工问题，例如，长螺旋钻成孔孔斜、卡管、堵管、窜孔、断桩等。为了以后更好地控制CFG桩复合地基质量问题，特对CFG桩复合地基做出以下施工技术分析。

关键词：CFG桩;施工工艺;质量控制

1 前言

随着建筑工程的飞速发展。地基处理手段越来越多样化，复合地基由于充分利用桩间土和桩的特有优势以及相对低廉的工程造价，目前CFG桩复合地基技术已在全国推广应用，并取得良好的经济和社会效益。大量工程实践证明，CFG桩复合地基承载力不会有问题，可能出现的问题是CFG桩的施工质量控制问题，例如，长螺旋钻成孔孔斜、卡管、堵管、窜孔、断桩等问题。为了以后更好地控制CFG桩复合地基质量问题，现对CFG桩复合地基做出以下施工技术分析

2 基本原理

CFG桩为桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高的桩体，与桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。桩，桩间土与基础之间必须设置一定厚度的褥垫层，即褥垫层是高粘结强度桩复合地基的一部分。

CFG桩属高粘结强度桩，与素硷桩的区别仅在于桩体材料的构成不同，在其受力和变形特性方面无什么区别。复合地基性状和设计计算，对其它高粘结强度桩复合地基都适用。CFG桩可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。就土性而言，CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。

3 施工工艺

定位放线→启动桩机对准桩位→桩机调平、钻杆调直→關闭钻头阀门启动锤头钻进到设计桩底标高、同时进行混合料的搅拌→开动混凝土输送泵灌料、同时启动卷扬机提升钻杆直至施工设计桩顶标高→成桩完毕→停机移位至下一桩位

4 施工办法

4.1 钻机就位

CFG桩施工时，在钻机就位后，应先用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度偏差不大于1%。

4.2 混合料搅拌

混合料搅拌要求按配合比进行配料，计算要求准确，上料顺序为：先装碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加砂，使水泥、粉煤灰和外加剂夹在砂、石之间，不易飞扬和粘附在筒壁上，这样也易于搅拌均匀。每盘混合料搅拌的时间不应小于60s。混合料坍落度应控制在16～20cm之间。在泵送前，混凝土泵料斗、搅拌机搅拌筒应备好孰料。

4.3 钻进成孔

钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔偏差，以便及时纠正。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难以钻进时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、移位，甚至使钻杆、钻具损坏。钻进的深度取决于设计桩长，当钻头到达设计桩长预定标高时，应在与动力头底面停留位置相应的钻机塔身处做醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。正式施工时，当动力头底面到达标记处，桩长即满足设计要求。施工时还应该考虑施工工作面的标高差异，做相应的增减。钻进过程中，当遇到圆砾层或卵石层时，会发现进尺明显的变慢，机架会出现轻微晃动。在有这些情况出现时，就可根据这些特征来判定钻杆进入圆砾层的深度。

4.4 灌注及拔管

CFG桩成孔到设计标高后，则停止钻进，开始泵送混合料;当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。成桩的提拔速度宜控制在2～3m/min，成桩过程宜连续进行，避免因后台供料缓慢而导致停机待料。若施工中因其他原因不能连续灌注，必须根据勘察报告和已掌握的施工场地的地址情况避开饱和沙土和粉土层，不得在这些土层内停机。灌注成桩后，用水泥袋盖好桩头进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。

4.5 移机

当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩排出的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此，下一根桩施工时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位的位置进行复核，保证桩位准确

5 施工通病及技术分析

5.1 堵管

堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率，增加工人劳动强度，还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时，使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬，增加了再次堵管的几率，给施工带来很多困难。

5.2 窜孔

在饱和软土层中成桩经常会遇到这种情况，打完一棵桩后，在施工相邻的桩时，发现刚施工的临桩的桩顶突然下落，当桩泵入混合料时，临桩的桩顶开始回升，此种现象称为窜孔。发现窜孔的条件有如下三条：1.被加固土层中有松散饱和软土层;2.钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;3.土体受剪切扰动能量的积累，足以使土体发生触变。由于窜孔对成桩质量的影响，施工中采取的预控措施：

（1）采取隔桩、隔排跳打方法

（2）设计人员根据工程实际情况，采用桩距较大的设计方案，避免打桩的剪切扰动

（3）减少在窜孔区域的打桩推进排数，减少对已打桩扰动能量的积累

（4）合理提高钻头钻进速度

5.3 桩头空芯

桩头空芯主要是施工过程中，排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时，管内充满空气，泵送混合料时，排气阀将空气排出，若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出，就会导致桩体存气，形成空芯。为避免桩头空芯，施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞及时清洗。

5.4 桩端不饱满

桩端不饱满这主要是因为施工中为了方便阀门的打开，先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔，影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况，施工中前、后台工人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性。

5.5 桩孔偏斜

桩孔偏斜主要因为地面不平，导向设施出现偏差，钻架不正或钻杆弯曲，钻杆刚度不够所致。另外钻进时土层硬度发生突然变化或遇到障碍物也会导致桩孔偏斜。施工前应对安装好的钻机设备做全面检查，做到水平、稳固，对钻杆、接头要逐个检查，保证钻杆顺直，有足够的刚度。在钻进时，土层由软变硬时要少加压慢给进。

5.6 钻进困难

钻进困难主要原因为遇到地下障碍物如石块、混凝土块，钻机功率不够或钻进速度太快造成憋钻。应选用硬质合金钻头，采用合适的钻速。遇到障碍时如障碍物不深，应进行清除后复钻，如不易挖出则改变桩位。