建筑设计论文：浅谈CFG桩复合地基施工质量控制

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发布时间：2011-02-26 14:36:21  更新时间：2022-04-21 14:22:17

　　浅谈CFG桩复合地基施工质量控制

　　梁政

　　(广西超大运输集团有限责任公司广西南宁530007)

　　摘要: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。由于CFG桩改善了碎石桩的刚性，使其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。因此，得以广泛采用，并取得良好的经济和社会效益。本文对CFG桩复合地基施工质量控制谈一些体会。

　　关键词：CFG桩复合地基施工质量控制

　　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。由于CFG桩改善了碎石桩的刚性，使其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。因此，得以广泛采用，并取得良好的经济和社会效益。本文对CFG桩复合地基施工质量控制谈一些体会。

　　一、施工技术

　　1、CFG桩复合地基技术

　　CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，一般有三种成桩施工方法:即振动沉管灌注成桩(适用于粉土、粘性土及素填土地基)、长螺旋钻孔灌注成桩(适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土)和长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩(适用于粘性土、粉土、砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地)。CFG桩复合地基，通过改变桩长、桩距、褥垫厚度和桩体配比，能使复合地基承载力幅度的提高有很大的可调性。它具有沉降变形小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特点，广泛应用于各类工程的地基处理和加固。

　　2、施工准备

　　(1)施工前应具备下列资料和条件。

　　①建筑物场地工程地质报告和必要的水文资料;

　　②CFG桩布桩图，并应注明桩位编号，以及设计说明和施工说明;

　　③建筑场地邻近的高压电缆、电话线、地下管线、地下构筑物及障碍物等调查资料;

　　④建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料;

　　⑤具备“三通一平”条件。

　　(2)施工技术措施。

　　①确定施工机具和配套设施;

　　②编制材料供应计划，标明所用材料的规格、质量要求和数量;

　　③试成孔应不小于2个，以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜，核定选用的技术参数;

　　④按施工平面图放好桩位;

　　⑤确定施打顺序及桩机行走路线;

　　(3)材料

　　CFG桩的骨干材料为碎石。石屑为中等粒径骨料，当桩体强度小于5MPa时，石屑的掺入可使桩体级配良好，对桩体强度起重要作用，相同碎石和水泥掺量，掺入石屑可比不掺石屑强度增加50%左右。

　　其它材料为粉煤灰、水泥、及水，其中粉煤灰可使用桩体具有明显的后期强度。

　　2、施工要点

　　(1)桩机就位必须铺垫平稳,钻塔垂直、稳定、牢固,钻尖对准桩位。

　　(2)开钻前必须检查钻头上的契形出料活门是否闭合,严禁开口钻进。

　　(3)钻进过程中,未达设计标高不得反转提升钻杆,如因特殊情况需要提升钻杆或反转,应将钻杆提升到地面,对钻头活门重新清洗、疏通、闭合。

　　(4)施工前应按设计要求由试验室进行混合料配比试验,根据选择机型进行塌落度的选择。长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为160mm～200mm。

　　(5)开始钻进或穿过软硬土层交界处时,应保证钻杆垂直,缓慢进入;在含有砖头、瓦块的杂填土层或含水量较大的软塑黏性土层中钻进时,应尽量减少钻杆晃动,以免扩大孔径。

　　(6)钻进时,应注意观察电流值变化在正常工作状态(≤200A)。

　　(7)开动混凝土输送泵,提前将拌合好的混凝土充满整个输送管道,并将混凝土储满输送泵料斗。

　　(8)压力灌注与钻杆提升速度应配合好,一般提升速度是当听到空心钻杆中有混凝土落声时提升钻杆为宜,以确保桩径。

　　(9)压力灌注时混凝土的泵送应连续进行。泵斗内混凝土容量应高出进料口50mm以上,以防吸进空气造成堵管。当料斗混凝土低于进料口时应及时通过口哨或其他警示音通知钻机停止提升钻杆,待混凝土补充足量后再进行压力灌注、提钻。

　　(10)钻进过程中,操作人员与指挥人员要密切注意钻进情况,如遇卡钻、钻杆剧烈抖动、钻杆偏斜等异常情况,应立即停钻,查明原因,采用相应措施解决后方可继续作业。

　　(11)桩体垂直度严格按设计要求及GB50202-2002规范要求控制,为保证有足够的工作面和提高成桩质量,钻出的泥土要及时清运。

　　(12)成桩桩顶标高宜高出设计桩顶不少于50cm。成桩过程中应注意做好混合料试块,每台机械每天应做一组(3块)试块(边长为150×150×150mm立方体),标准养护,测定其为立方体抗压强度。

　　(13)施工垂直度偏差不应大于1%,对满堂布桩基础,桩位偏差不应大于0.4倍桩径;对条形基础,桩位偏差不应大于0.25倍桩径;对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。

　　二、施工质量控制

　　1、施工中常见问题

　　(1)施工扰动土的强度降低振动沉管CFG桩施工时，对土体扰动较大，而不同密度的土受到扰动后，承载力变化也不一样，对密实较高的土，如采用振动沉管成桩工艺，振动使土的结构强度破坏，承载力反而可能下降。

　　(2)缩颈和断桩在饱和软土中沉桩时，桩机的振动力较小，当采用连打作业时，新打桩对已打桩的作用主要表现为挤压，使得已打桩被挤压成不规则形状，影响承载力，严重时还会造成缩颈和断桩。而在上部有较硬土层或中间夹有硬土层的土中成桩，桩机振动较大，会对已打桩产生振动破坏。采用跳打法时，若已打桩硬结强度又不太高，在中间补桩时，已打桩可能被振裂口。

　　(3)桩体强度不均匀桩机卷扬机系统沉管线速度太快时，为控制平均速度，一般采用提升一级距离，停下留振一段时间，非留振时速度太快可能导致缩桩或断桩。拔管速度太慢或留振时间过长，都会使桩端水泥含量少，桩顶浮浆过多，混合料也容易产生离析，造成桩身强度不均匀。

　　(4)桩料与土的混合当采用活瓣桩靴成桩时，可能出现的问题是桩靴开口宽度不够，混合料下落不充分，造成桩端与土接触不密实或桩端一段桩径偏小。若采用反插法施工，如果桩管不垂直，反插时使土体与桩体材料混合，造成桩身掺土等缺陷。

　　2、施工质量控制措施

　　施工措施由于振动沉管CFG桩容易出现以上种种缺陷，因此为保证质量，应尽量做到：

　　(1)施工前进行工艺试验工艺试验的目的是考查设计的桩距和沉桩顺序能否有效的保证桩身质量。工艺试验可结合工程桩施工进行，并做如下观测：

　　首先，考查新打桩对尚未结硬的已打桩的影响。观测前应在已打桩的桩顶设置标杆，沉新桩时，测量已打桩的上升高度，据此推测其直径的缩小值，直至已打桩完全结硬后，开挖以检测其质量及桩径。

　　(2)考查新打桩对已结硬的已打桩的影响。具体作法是将标杆埋设于尚未结硬的已打桩的桩顶，持桩体结硬后，测量打新桩时已打桩的桩顶位移。

　　对挤密效果好的土，打桩振动会引起地表下沉，桩顶因为受挤上升而产生断桩的可能性不大，如果发现桩顶向上位移过大时，桩可能发生断开，若上升超过10mm，则断桩可能性较小。

　　(3)加强施工监测施工过程中，如能加强对沉桩的监测，可以使技术人员及时发现施工中的问题。便于施工管理人员进行决策，从而保证工程质量。

　　施工前，要选择足够的有代表性的测点，以测量场地标高，沉管过程中也应随时测量地面标高是否隆起，防止断桩口施工过程中，应加强对桩顶标高的观测，必要时，对桩顶上升幅度较大或怀疑发生质量事故的桩应开挖探查。

　　(4)逐桩静压对重要工程或监测中发现桩顶上升量较大且桩数量多，桩距小的工程可采用逐个桩，快速静压，以消除可能出现的断桩对地基承载力产生的消极影响。此技术在沿海一带应用广泛，称为跑桩。

　　施工时，可在沉管桩桩架上配置适量压重，一般以桩顶压力不小于1.2倍单桩设计荷载为宜，当桩身达到一定强度后进行逐桩静压，每根桩静压时间一般为3min.采取静压技术可以将可能发生的断桩连接起来，使之正常传力。

　　(5)静压振拔技术静压振拔是指沉管时不启动马达，借助桩机自重将沉管压至设计标高，填满混合料后再启动马达振动拔管。

　　这种做法主要适用于饱和软土中，特别是塑性指数较高的软土中，它可以避免因振动土体而导致的过大孔隙水压力对桩体影响，也可以防止土体受到剧烈扰动而使其强度大幅度降低

　　3、成品保护

　　(1)CFG桩施工时，应调整好打桩顺序，以免桩机碾压已施工完成的桩头。

　　(2)CFG桩施工完毕后，待桩体达到一定强度后(一般为3-7d)，方可进行开挖。开挖时，宜采用人工开挖，如基坑较深、开挖面积较大，可采用小型机械和人工联合开挖，应有专人指挥，保证铲斗离桩边应有一定的安全距离，同时应避免扰动桩间土和对设计桩顶标高以下的桩体产生损害。

　　(3)挖至设计标高后，应剔除多余的桩头，剔除桩头时应采取如下措施：

　　①找出桩顶标高位置，在同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎，用大锤同时击打，将桩头截断。桩头截断后，再用钢纤、手锤等工具沿桩周向桩心逐渐剔除多余的桩头，直至设计桩顶标高，并在桩顶上找平。

　　②不可用重锤或重物横向击打桩体。

　　③桩头剔至设计标高，桩顶表面应凿至平整。

　　④桩头剔至设计标高以下时，必须采取补救措施。如断裂面距桩顶标高不深，可接桩至设计标高。同时保护好桩间土不受扰动。

　　(4)保护土层和桩头清除至设计标高后，应尽快进行褥垫层的施工，以防桩间土被扰动。

　　(5)冬期施工时，保护土层和桩头清除至设计标高后，立即对桩间土和CFG桩采用草帘、草袋等保温材料进行覆盖，防止桩间土冻涨而造成桩体拉断，同时防止桩间土受冻后复合地基承载力降低。

　　三、结束语

　　为了达到基础的稳定和建筑的安全性，CGF桩复合地基实际施工中要根据当地的实际条件来选择桩型，并重点针对施工中容易出现的质量问题进行有针对性的控制。