高层建筑CFG桩基施工监理管理要点研究

杨 燕（西安培华学院，陕西 西安 710125）

CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩，是一种低强度混凝土桩，可充分利用桩间土的承载力共同作用将荷载传递到深层地基中，适用于黏性土、粉土、砂土、淤泥质土和非欠固结人工填土地基中，具有良好的技术性能与经济效果。在复杂岩土地质条件下采用CFG桩基施工技术，可能出现在饱和无粘性土液化导致桩基工程失稳、沉陷、不均匀沉降等问题，要求工程监理加强CFG桩基施工监理，预防和控制CFG桩施工质量问题，确保桩基工程施工质量符合工程设计和技术规范要求。本文结合某建筑工程项目CFG桩基工程，深入研究了CFG桩基施工技术应用优势，并结合工程项目深入研究了CFG桩施工监理要点，以期为CFG桩施工质量控制提供有益参考。

1 CFG桩应用优势研究

在建筑工程桩基工程中，CFG桩主要起到荷载集中作用、排水固结作用、褥垫层作用等。

1.1 荷载集中优势

CFG桩通过连接褥垫层和桩端基础，可保证桩间土始终参与承担桩端荷载，并将桩端荷载传递至桩端。在荷载作用下，由于桩顶应力较桩间土表面应力大，可将桩端承受的荷载传导至较深土层，从而提高了复合地基承载力。在桩基施工完成后，随着CFG桩沉降量减小，CFG桩体刚度增加，桩体承载作用显著提高，起到荷载集中作用[1]。

1.2 排水固结优势

在建筑工程采用CFG桩施工技术，随着桩基工程施工，受CFG桩沉降、拔管振动施工影响，土体产生超孔隙压力，孔隙水沿桩体向上排出，直至CFG桩固结，降低了地下水含量，有利于改善岩土物理力学性质，提高桩基承载力性能。

1.3 与褥垫层形成复合桩基

在CFG桩基工程中，CFG桩与桩间土之间设置一定厚度的散体状材料组成的褥垫层，通过改变桩长、桩距、褥垫层厚度和桩体配合比，能够显著提高CFG复合桩基承载力，桩间土承载力通过褥垫层作用传递至桩间土，由桩端、褥垫层、桩间土共同承担桩端荷载，减少了桩端应力集中问题，分担了桩端承担的垂直荷载，具有沉降变形小、施工简单、造价低、承载力高、使用范围广等特点[2]。

2 工程概况

某建筑工程建筑面积为26812.62m2，地上建筑33层，地下室2层，地下1层高度4.5m，地下2层高度4.3m。地上首层标高3.5m，标准层高为3.0m。建筑工程基础为筏板基础，基础设计等级甲级。根据岩土工程报告，该工程基础为软质基础，为满足基础承载力性能要求，该工程采用CFG复合基础施工技术，设计CFG桩径400mm，桩长为20.5m，有效桩长20m，桩间土为⑤-2中砂层，桩端持力层为⑦-3粉质黏土层，CFG桩数量共计646根。根据工程设计，桩端承载力特征值为500kPa，桩端沉降量应小于70mm。

3 CFG桩施工质量控制要点

3.1 施工准备监理要点

施工准备环节，工程监理应加强施工组织设计方案审核，结合本工程施工技术重点、难点问题审核技术方案针对性措施，确保CFG桩施工质量控制措施可行性、技术性、经济性良好。施工组织设计经审核通过后，施工单位应加强施工技术交底，施工单位应将CFG桩施工工艺流程、施工技术难点、施工质量要求等技术交底至施工人员，工程监理应加强技术交底监督检查工作，防止因技术交底不到位而造成工程质量问题[3]。

3.2 施工材料和混合料质量控制

在CFG桩施工中，施工材料质量直接影响CFG桩成桩质量。为确保CFG桩浇筑施工质量，工程监理应加强水泥、砂、石子、外加剂等工程原料进场检验。水泥品种、标号等应符合工程设计要求。砂、石子粒径应符合连续级配要求，砂含泥量应小于5%，石子含泥量应小于1%，且应避免使用碱活性粗骨料。外加剂品种、生产厂家和相关指标应符合混凝土配合比通知单要求。

混合料拌和时，工程监理应加强混合料拌和质量检查，混合料投料应严格按工程设计要求准确计量后投料，投料比例应符合工程混凝土配合比试验要求，投料计量误差应符合工程设计要求，粗细骨料投料偏差小于3%，水、水泥投料误差小于2%。混合料拌和时，拌和时间应不小于90s，混凝土坍落度控制在140mm～180mm范围内，且拌和出料无花料、白料、离析等问题[4]。

3.3 桩位测量放线

桩位测量放线时，施工单位应根据设计单位、业主提供的测量基准点引测出主轴线位置，并测放出建筑工程高程测量网和水平测量网，根据测量网测放出CFG桩位。桩位测量时，施工单位应采用极坐标法或在角度交汇法确定桩位，桩位测量后插钎作为桩位标识，且桩位应经复核测量无误后方可验收通过。工程监理应加强桩位测量复核过程监督，复核桩位，确保桩位偏差小于轴线长度1/2000且小于50mm。桩位测量后，工程监理应检查现场桩位控制点和桩位保护措施，防止因桩位保护措施不当造成桩位偏位问题[5]。

3.4 钻孔施工监理

为确保工程施工技术方案符合施工现场实际情况，施工单位施工前应通过试桩确定钻孔施工参数，并根据试桩施工参数作为大规模钻孔施工依据。该工程中，钻孔施工监理要点包括[6]：①钻孔中心点与桩位中心点重叠，偏差控制小于20mm，防止出现孔位偏位问题；②钻孔垂直度控制，钻孔过程中，工程监理应加强桩孔垂直度检查，垂直度偏差应小于1%，防止因垂直度偏差过大造成斜桩、断桩等质量问题；③严格控制钻孔深度，钻孔至审计深度后，钻孔深度应符合工程设计要求，钻孔深度采用桩长和钻孔进入持力层双控，钻孔长度按0.5m标识粘贴在钻机导向架上，有利于钻孔长度复核。当钻机电流骤增且电压下降时或动力头轻微摆动、钻头下钻动力减弱时可视为钻机进入持力层。桩长参数应详细记录，防止施工单位虚增桩长；④桩机行走严格按规划线路行走，采用跳桩套打法钻孔施工，防止因钻孔施工顺序不到位而造成桩孔挤压、斜桩、断桩等问题；⑤旁站监督，钻孔至持力层或设计深度后，施工单位应严格按试桩参数提钻，并形成桩位、钻孔深度、孔深、提钻时间记录，提钻速度应由施工单位、现场记录人签字确认，经工程监理复核无误后作为工程验收依据；⑥泥土清运，钻孔过程中，钻孔带出的淤泥及时清运，由小型挖机将钻泥运至场地外由车辆运出场地，禁止其他机械设备进入CFG钻孔灌注场地。挖机挖土时不得扰动桩顶标高以下桩间原土，且不得在已灌注CFG桩间行走和挖掘，防止破坏CFG桩头。

3.5 CFG桩灌注施工监理要点

CFG桩孔钻孔到位后，工程监理验收桩孔质量无误后方可进行桩孔灌注施工。该工程中，混凝土由商品混凝土搅拌站搅拌后运输至施工现场，混凝土灌注施工前，工程监理在应加强进场混合料坍落度、含水率、入模含气量检查，防止因混合料质量问题影响成桩质量。灌注桩施工至桩顶1.0m～3.0m时，可能因浇筑压力减小而在出现细微气泡问题，影响CFG桩端密实度，极易引起CFG桩端破坏。为防止该问题，工程监理应加强混凝土灌注振捣，确保桩端混凝土振捣密实。同时，混凝土灌注施工时，工程监理应加强拔管速率控制，如拔管速度过快可能造成桩径缩颈、断桩、夹泥、桩身强度不足等问题，拔管速度控制在2.0m/min～2.5m/min范围内，遇淤泥或淤泥质土时可适当放慢拔管速度，拔管过程不允许反插。CFG桩灌注施工过程中，工程监理应加强混凝土供应连续性管理，监督施工单位制定和落实混凝土连续供应保障措施，防止CFG桩施工中出现等料且时间间隔过长造成断桩、抱钻等问题，确因客观原因造成混凝土供应不及时时，应移位0.5m～1.0m后重新钻孔和灌注施工。CFG桩灌注至设计标高后，继续灌注至桩顶标高50cm后停止灌注，灌注混凝土量应不少于设计桩长和超灌桩头体积，形成详细记录经工程监理签字确认，桩孔灌注施工过程中，施工单位应同步留置混凝土试块，按标准养护28d后进行试件抗压强度检测，检测结果作为CFG桩身混凝土强度判定依据，见表1。

表1 CFG桩施工质量标准

CFG桩成桩28d后，人工清除桩间土，清土至设计标高。截桩时，采用截桩机绕桩头旋切一周后人工锤击钢楔截断桩头。桩头截桩时，工程监理应加强截桩质量控制，防止桩头截取长度偏差过大。桩头切割完成后，施工单位组织业主、工程监理等进行CFG桩单桩承载力检测，抽查桩数不少于总数量的0.2%，且不少于3根。经CFG桩试验检测合格后，人工清理桩间浮土，经工程监理验收合格后浇筑施工桩帽。桩帽施工完成后，加强桩帽混凝土土工膜覆盖养护管理监督，养护期不少于在7d，且养护期内加强现场监管，禁止无关人员或施工机碰撞破坏桩帽。

4 CFG桩工程质量控制措施

在CFG桩施工过程中，针对堵管、断桩、窜孔等质量问题，工程监理采取针对性措施加以控制。

4.1 堵管问题及控制措施

CFG桩灌注施工中，堵管问题是常见的质量问题，其主要原因是混凝土中混合料和易性较差时，极易发生堵管，因此，CFG桩工程监理时，应将坍落度控制在160mm～180mm范围内。同时，灌注导管弯头过多时，混凝土容易在弯头部位堆积导致堵管，因此，CFG桩灌注导管弯头尽量避免采用弯度过大的弯头，并在灌注施工前冲洗导管，防止导管堵塞造成灌注施工中断。

4.2 断桩问题及控制措施

CFG断桩问题主要是成桩后混凝土不连续、中间存在开裂、夹渣等问题，进而影响成桩质量。造成CFG桩断桩原因主要为：①施工保护不足，CFG桩强度未达到设计强度时，大型机械设备进入现场导致桩压断、桩头压碎；②长螺旋钻机排气阀被堵；③混凝土供应中断。

针对CFG断桩问题，该工程监理采取断桩控制措施包括：①加强已成桩区域保护，使用钢管围护成桩区域，防止大型机械设备进入；②要求施工单位定期检查长螺旋钻机排气阀，工程监理不定期抽查，确保长螺旋钻机排气阀保持开启；③审核并监督施工单位制定、落实混凝土连续供应组织方案，选择两家商品混凝土搅拌站同时拌和供料，现场按20%配置混凝土运输车辆，防止因混凝土供应不足造成CFG桩灌注施工中断而引发的断桩问题。

4.3 窜孔问题及控制措施

该工程试桩施工时发现CFG桩存在窜孔问题，根据现场分析研判窜孔原因，造成窜孔的主要原因是岩土饱和细砂层、粉砂层钻孔施工时孔位过近，形成孔间扰动。针对该问题，采取增大桩距、跳桩施工方法，降低邻桩施工相互作用，提高成桩质量。

5 结语

CFG桩是在碎石桩加固地基基础上发展形成的基础处理技术，该技术改善了碎石桩刚性，有效发挥了桩侧阻力和桩端承载力组合作用，具有承载力高、施工简单、成本低等特点。在CFG桩施工中，由于CFG桩属于隐蔽工程，其施工质量可能影响桩端承载力性能，因此要求工程监理加强施工组织技术方案审核、现场监督管理，严格把关各工序施工质量标准，防范和控制CFG桩施工质量问题，确保建筑工程桩基施工质量。