CFG樁施工中常見的問題及質(zhì)量控制措施

趙海龍

中文摘要：CFG樁施工速度快、質(zhì)量容易控制但是施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)影響質(zhì)量的問題。CFG樁施工中常見的問題為：堵管、竄孔、鉆頭閥門打不開、樁體上部存氣、先提鉆后泵料等。發(fā)現(xiàn)問題后在工程中實(shí)踐總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，找出解決問題的方法。

關(guān)鍵詞：CFG樁；施工；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)： O213.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1引言

水泥粉煤灰碎石樁法（簡(jiǎn)稱 CFG 樁），是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高粘結(jié)強(qiáng)度樁，并由樁、樁間土和褥墊層一起組成復(fù)合地基的地基處理方法。 CFG 樁的骨干材料為碎石，粗骨料；石屑為中等粒徑骨料，以改善樁體級(jí)配，增強(qiáng)樁體強(qiáng)度；粉煤灰是細(xì)骨料，又有低標(biāo)號(hào)水泥的作用，可使樁體具有明顯的后期強(qiáng)度。這種地基加固方法吸取了振沖碎石樁和水泥攪拌樁的優(yōu)點(diǎn)，其一，施工工藝與普通振動(dòng)沉管灌注樁一樣，工藝簡(jiǎn)單，與振沖碎石樁相比，無場(chǎng)地污染，振動(dòng)影響也小；其二，所用材料僅需少量水泥，便于就地取材；節(jié)約材料；其三，受力特性與水泥攪拌樁類似。

2施工設(shè)備

長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝是由長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)、混凝土泵和強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)組成的完整的施工體系其中長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)是該工藝設(shè)備的核心部分。目前長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)根據(jù)其成孔深度分為12m、16m、18m、24m和30m等機(jī)型，施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)確定施工所采用的設(shè)備。

3施工中常見的問題及質(zhì)量控制措施

3.1堵管

堵管是長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁成樁工藝常遇到的主要問題之一。它直接影響CFG樁的施工效率，增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度，還會(huì)造成材料浪費(fèi)。特別是故障排除不暢時(shí)，使已攪拌的CFG樁混合料失水或結(jié)硬，增加了再次堵管的機(jī)率，給施工帶來很多困難。

產(chǎn)生堵管有如下幾種原因：

3.1.1混合料配合比不合理

細(xì)骨料和粉煤灰用量較少時(shí)，混合料和易性不好，常發(fā)生堵管。因此要注意混合料中配合比這兩種材料的摻入量(配比)，特別是注意粉煤灰摻量宜控制在60～80kg/ｍ3。

3.1.2混合料攪拌質(zhì)量有缺陷

施工過程中混合料由混凝土泵通過剛性管、高強(qiáng)柔性管、彎頭達(dá)到鉆桿芯管內(nèi)?；旌狭显诠芫€內(nèi)借助水和水泥砂漿潤滑層與管壁分離通過管線。因此設(shè)計(jì)和攪拌的混合料必須確?；旌狭夏茼樌ㄟ^剛性管、高強(qiáng)柔性管、彎管和變徑管，到達(dá)鉆桿芯管內(nèi)。坍落度太大的混合料，易產(chǎn)生泌水、離析，在管線內(nèi)水浮到上面。在泵壓的作用下水先流動(dòng)，骨料與砂漿分離，摩擦力劇增，從而導(dǎo)致堵管。坍落度太小，混合料在輸送管內(nèi)流動(dòng)性差，也容易造成堵管。施工時(shí)坍落度宜控制在16～20cm，若混合料可泵性差，可適量摻入泵送劑。攪拌好的混合料通過溜槽注入到混凝土儲(chǔ)料斗時(shí)，需經(jīng)一定尺寸的過濾柵。有時(shí)過濾柵不起作用，可能將混入粗骨料中的大石塊或片石漏入混土泵儲(chǔ)料斗。泵送混合料時(shí)，大石塊或片石可能在管線內(nèi)或動(dòng)力頭內(nèi)腔管處堵塞，造成堵管。

3.1.3施工操作不當(dāng)

鉆桿進(jìn)入土層預(yù)定標(biāo)高后，開始泵送混合料，管內(nèi)空氣從排氣閥排出，待鉆桿芯管及輸送管內(nèi)充滿混合料，介質(zhì)成連續(xù)體后，應(yīng)及時(shí)提鉆，保證混合料在一定壓力下灌注成樁。若注滿混合料后不及時(shí)提鉆，混凝土泵一直泵送，在泵送壓力下會(huì)使鉆頭處的水泥漿液擠出，同樣可使鉆頭閥門處產(chǎn)生無水泥漿的干硬沙漿的混合料硬塊，使管線堵塞，混合料不能下落。

3.2竄孔

在飽和粉土、粉細(xì)砂層中施工常遇到這種情況。打完1號(hào)樁后，接著打相鄰的2號(hào)樁時(shí)，隨著鉆桿的鉆進(jìn)，發(fā)現(xiàn)已打完尚未結(jié)硬的1號(hào)樁樁頂突然下落，有時(shí)甚至達(dá)2m以上。當(dāng)2號(hào)樁泵入混合料時(shí)，能使1號(hào)樁下降的樁頂開始回升。泵入2號(hào)樁的混合料足夠多時(shí)，1號(hào)樁樁頂恢復(fù)到原標(biāo)高。工程中稱這種現(xiàn)象叫竄孔。實(shí)踐表明，竄孔發(fā)生的條件為：(1)被加固土層中有松散飽和粉土、粉細(xì)砂。(2)鉆桿鉆進(jìn)過程中葉片剪切作用對(duì)土體產(chǎn)生擾動(dòng)。(3)土體受剪切擾動(dòng)能量的積累，足以使土體發(fā)生液化。大量工程實(shí)例證實(shí)，當(dāng)被加固土層中雖然有松散粉土、粉細(xì)砂，但沒有地下水時(shí)，施工沒有發(fā)現(xiàn)有過竄孔現(xiàn)象；被加固土層有松散粉土、粉細(xì)砂且有地下水，但樁距很大，每根樁成樁時(shí)間很短時(shí)，也很少發(fā)生竄孔；只有在樁距較小，樁的長(zhǎng)度大，成樁時(shí)間長(zhǎng)，成樁時(shí)一次移機(jī)施打周圍樁數(shù)量過多時(shí)才發(fā)生竄孔。

鑒于此，工程中常用如下的方法防止竄孔：(1)對(duì)有竄孔可能的被加固地基盡量采取大樁距的設(shè)計(jì)方案。增大樁距目的在于減少打新樁時(shí)對(duì)已打樁的剪切擾動(dòng)。(2)改進(jìn)鉆頭，提高鉆進(jìn)速度。(3)減少在竄孔區(qū)域打樁推進(jìn)排數(shù)，如將一次打4排改為2排或1排。盡快離開已打樁，減少對(duì)已打樁擾動(dòng)能量的積累。(4)必要時(shí)采用隔樁、隔排跳打方案，但跳打要求及時(shí)清除成樁時(shí)排出的棄土，否則會(huì)影響施工進(jìn)度。

發(fā)生竄孔后一般采取如下方法處理：當(dāng)混合料灌注到發(fā)生竄孔土層時(shí)，停止提鉆，連續(xù)泵送混合料，直到竄孔樁混合料液面上升至原位為止。對(duì)采用上述方法處理的竄孔樁，需通過低應(yīng)變檢測(cè)或靜載試驗(yàn)，進(jìn)一步確定樁身的完整性和承載力是否受到影響，以滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3鉆頭閥門打不開

施工過程中，發(fā)現(xiàn)有時(shí)鉆孔到預(yù)定標(biāo)高后，泵送混合料提鉆時(shí)鉆頭閥門打不開，無法灌注成樁。閥門打不開一般有兩個(gè)原因：(1)鉆頭構(gòu)造缺陷，如當(dāng)鉆頭閥門蓋板采用內(nèi)嵌式時(shí)，有可能被砂粒、小卵石等卡住，導(dǎo)致閥門無法開啟。(2)當(dāng)樁端落在透水性好、水頭高的砂土或卵石層中時(shí)，閥門外側(cè)除了土側(cè)向壓力外，主要是水的側(cè)壓力。閥門內(nèi)側(cè)的混合料側(cè)壓力小于閥門外的側(cè)壓力，致使閥門打不開。當(dāng)鉆桿提升到某一高度后，側(cè)壓力逐漸減小，管內(nèi)混合料側(cè)壓力不變，當(dāng)管內(nèi)側(cè)壓力大于管外側(cè)壓力時(shí)，閥門打開，混合料突然下落。這種情況在施工中經(jīng)常發(fā)生。閥門打不開多為這種情況。可采用改進(jìn)閥門的結(jié)構(gòu)形式或調(diào)整樁長(zhǎng)，令樁端穿過砂土進(jìn)入粘性土層的措施，來避免這一情況發(fā)生。

3.4樁體上部存氣

截樁頭時(shí)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別樁樁頂部存有空間不大的空心。主要是施工過程中，排氣閥不能正常工作所致。鉆桿成孔鉆進(jìn)時(shí)，管內(nèi)充滿空氣。鉆孔到預(yù)定標(biāo)高開始泵入混合料。此時(shí)要求排氣閥能將管內(nèi)空氣排出。若排氣閥被混合料漿液堵塞，不能正常工作，鉆桿管內(nèi)空氣無法排出，就會(huì)導(dǎo)致樁體存氣并形成空洞。為杜絕樁體存氣，必須保證排氣閥正常工作。施工時(shí)要經(jīng)常檢查排氣閥是否發(fā)生堵塞，若發(fā)生堵塞必須及時(shí)采取措施加以清洗。

3.5先提鉆后泵料

有些施工單位施工時(shí)，當(dāng)樁端達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，為了便于打開閥門，泵送混合料前將鉆桿提拔30cm。這樣操作存在下列問題：(1)有可能使鉆頭上的土掉進(jìn)樁孔；(2)當(dāng)樁端為飽和的砂卵石層時(shí)，提拔30cm易使水迅速填充該空間，泵送混合料后，混合料不足以使水立即全部排走，這樣樁端處的混合料可能存在漿液與骨料分開現(xiàn)象。這兩種情況均會(huì)影響CFG樁的樁端承載力的發(fā)揮。CFG樁應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案施工，遵守國家現(xiàn)行施工及驗(yàn)收規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。

4結(jié)論

隨著地基處理的不斷發(fā)展，CFG樁在施工中得到了更加廣泛的應(yīng)用。雖然在施工中具有種種問題，但是伴隨著研究的更加透徹和技術(shù)的不斷提高，它具有低廉的造價(jià)、快速的施工、成樁質(zhì)量容易控制等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)揮更廣泛的使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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