CFG樁施工技術(shù)及施工質(zhì)量問(wèn)題控制措施

孟祥科 余海

摘 要：CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁），采用機(jī)械成孔后，將石屑、碎石、砂、粉煤灰摻少量的水泥，加水?dāng)嚢栊纬傻囊环N密實(shí)樁體。它具有可用性強(qiáng)、施工便捷、工程造價(jià)低廉等特點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行業(yè)地基處理領(lǐng)域。本文介紹了水泥粉煤灰攪拌樁的施工工藝及技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題的成因進(jìn)行分析，并針對(duì)性地提出預(yù)防措施。對(duì)于在不同地區(qū)、不同場(chǎng)地地層條件下，保證CFG樁施工質(zhì)量達(dá)到要求具有借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：CFG樁 復(fù)合地基 施工技術(shù) 質(zhì)量控制措施

中圖分類號(hào)：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）04（c）-0077-02

CFG（C-Cement，F(xiàn)-Flyash，G-Gravel）樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱，最早由中國(guó)建筑科學(xué)研究院于20世紀(jì)80年代提出，在碎石樁的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種新型剛性樁體，構(gòu)成樁體的主要材料包括石屑、砂、粉煤灰、水泥，加水?dāng)嚢韬笮纬擅軐?shí)的樁體。樁體與樁間土體共同作用，構(gòu)成復(fù)合地基，共同承擔(dān)上部荷載。加固處理后，地基承載力可達(dá)到200kPa以上。由于CFG樁體材料主要為粉煤灰（工業(yè)廢料）、無(wú)需設(shè)置鋼筋籠，并能與樁間土共同作用充分發(fā)揮地基土承載能力，工程造價(jià)不到鋼筋砼樁基的一半，具有施工速度快、質(zhì)量容易控制等特點(diǎn)。

CFG樁適用于加固粘性土、粉土、砂土及素填土（已完成固結(jié)）等，對(duì)于塑性指數(shù)較高的飽和軟黏土地基要慎用。CFG樁樁長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件、承載力要求確定，一半情況不超過(guò)25m；樁中心距一般為樁徑的3～5倍（通常取350～600mm）；褥墊層厚度一般為150～300mm。

1 CFG樁成孔施工工藝

CFG樁的施工可根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況及周邊環(huán)境情況選擇長(zhǎng)螺旋鉆桿成孔灌注成樁，長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁，振動(dòng)沉管灌注成樁，泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁等適宜的方法施工[1-2]。上述施工方法具有各自的特點(diǎn)，適用于不同的地層。

1.1 長(zhǎng)螺旋鉆桿成孔灌注成樁

長(zhǎng)螺旋鉆桿成孔灌注成樁工藝適用于黏性土、粉土、素填土、稍密及密實(shí)的砂土，粒徑不大的礫砂層。施工時(shí)由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，鉆桿底部的螺旋葉片不停旋轉(zhuǎn)使得土層被切割，切下的土屑通過(guò)旋轉(zhuǎn)的葉片被提升到地表從而排除孔外。成孔過(guò)程中不需進(jìn)行護(hù)壁，施工時(shí)無(wú)噪聲污染，對(duì)環(huán)境影響較小，施工速度快。長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁要避免地基加固范圍內(nèi)有地下水影響，防止成孔時(shí)出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

1.2 長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁

長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝適用于黏性、粉土、砂土，厚度不超過(guò)5m的卵石層（卵石含量≤30%），以及需要嚴(yán)格控制噪聲、環(huán)境保護(hù)要求高的場(chǎng)地。施工設(shè)備主要由長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)、混凝土泵和混凝土攪拌機(jī)三部分組成，是我國(guó)近期大量使用的一種新工法，其屬于非擠土成樁工藝。具有鉆進(jìn)速度快、無(wú)噪聲污染、無(wú)環(huán)境污染等諸多優(yōu)勢(shì)，對(duì)場(chǎng)地周邊建筑和環(huán)境影響較小。

1.3 振動(dòng)沉管灌注成樁

振動(dòng)沉管灌注成樁適用于淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土、素填土、1～2m粉細(xì)砂地層，不宜在中粗砂較厚的砂層及厚層的硬塑、堅(jiān)硬黏性土、厚層卵石土層中采用。成樁工藝是通過(guò)振動(dòng)方法將樁管沉入地層中成孔，然后人工或機(jī)械將混合料由樁管內(nèi)部灌注成樁。它具有無(wú)污染綠色環(huán)保、工程造價(jià)低、施工快捷的特點(diǎn)。

1.4 泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注CFG成樁工藝是指在樁孔成孔時(shí)利用泥漿護(hù)壁，通過(guò)正、反循環(huán)由泥漿把渣土帶到孔外，然后下入導(dǎo)管通過(guò)導(dǎo)管把混合料灌入孔內(nèi)的成樁工藝。適用于砂土層、粒徑較小的卵石土層、黏土層等能通過(guò)泥漿護(hù)壁成孔的地層，不宜在厚層的粉細(xì)砂、卵石20～30cm含量50%以上的地層使用，該成樁工藝適用于對(duì)環(huán)境污染要求較低而對(duì)噪聲污染控制嚴(yán)格的場(chǎng)地。

2 CFG施工過(guò)程中常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題

CFG樁在施工過(guò)程中，由于施工工藝不同及地質(zhì)條件不同，可能會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題。常見(jiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題主要包括：樁成孔傾斜、孔底虛土較厚、灌料堵管、竄孔、斷樁、樁頭浮漿較厚等。

2.1 樁斜孔、孔底虛土

CFG樁在成孔的過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生成孔傾斜從而導(dǎo)致樁的傾斜的情況。導(dǎo)致斜孔出現(xiàn)的主要原因是由于鉆機(jī)安放不穩(wěn)或者鉆機(jī)鉆桿的垂直度不夠，孔底虛土是由于孔底為砂土層或砂層，虛土為稀砂土狀，在鉆桿提升時(shí)不跟隨鉆桿提出地面而留在孔底形成虛土。

2.2 灌料堵管

CFG樁發(fā)生堵管的主要原因如下。

（1）混合料注漿管路密封性能不好，造成導(dǎo)管進(jìn)水或混凝土中的水分流失出去，造成混凝土的離析，砂石分離造成搭橋而堵管。

（2）管道在使用前未清洗干凈。

（3）混凝土供應(yīng)不及時(shí)。

2.3 竄孔

竄孔現(xiàn)象易發(fā)生回填較厚較短的地層和易液化的飽和粉土、粉細(xì)砂層中。

2.4 斷樁

發(fā)生斷樁的主要原因：

（1）在混合料灌注時(shí)發(fā)生堵管，經(jīng)處理后繼續(xù)灌注而未與前期的混合料連接上而造成斷樁。

（2）地質(zhì)條件原因，地下水豐富易產(chǎn)生斷樁。

（3）混合料灌注時(shí)拔管速度快造成拔出下部混合料料面。

（4）在清理樁間土?xí)r，挖掘機(jī)碰撞轉(zhuǎn)身造成上部斷樁。

3 CFG樁的質(zhì)量檢驗(yàn)

3.1 施工檢驗(yàn)記錄

在成樁施工時(shí)要記錄好施工班報(bào)表及灌注記錄表，要詳細(xì)記錄樁號(hào)、成孔時(shí)間、成孔深度、樁徑、成孔傾斜度、混合料灌注時(shí)間、灌注量、成樁樁頂標(biāo)高、充盈系數(shù)都必須詳細(xì)記錄?；旌狭系陌匆?guī)范進(jìn)行試塊取樣待養(yǎng)護(hù)期滿后送實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。

3.2 復(fù)合地基質(zhì)量檢驗(yàn)

CFG樁的質(zhì)量檢驗(yàn)采用單樁低應(yīng)變檢測(cè)以檢測(cè)樁身完整性。承載力檢測(cè)采用復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)量嚴(yán)格按國(guó)家有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

4 結(jié)語(yǔ)

CFG樁復(fù)合地基技術(shù)在鐵路路基、高層建筑地基處理等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，了解 CFG樁施工工藝及施工技術(shù)的特點(diǎn)，掌握 CFG樁施工中的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及預(yù)防措施，對(duì)于保證 CFG樁的成樁質(zhì)量有著重大的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 程宏生.CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用[D].中南大學(xué)，2010.

[2] 劉利民.談CFG樁施工工藝及常見(jiàn)問(wèn)題處理[J].山西建筑，2012，38（34）：71-73.

[3] 李明生.CFG樁長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)施工工藝及質(zhì)量安全控制[J].四川建材，2011，37（6）：150-151.