淺析CFG樁復合地基施工中常見問題及質(zhì)量控制措施

【摘要】CFG樁復合地基是在碎石樁加固地基法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基處理技術(shù)，近幾年得到了廣泛應(yīng)用。本文對CFG樁施工中應(yīng)注意的幾個問題進行了討論。

CFG樁復合地基即水泥粉煤灰碎石樁（Cement Fly ashGrav el Pile，簡稱CFG樁或CFGP），是由碎石、石屑（或砂）、粉煤灰摻適量水泥加水拌和后形成的高粘結(jié)強度樁，樁、樁間土和褥墊層一起形成的復合地基。

一、堵管

堵管是長螺旋鉆管內(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，增加工人勞動強度，還會造成材料浪費。產(chǎn)生堵管有如下幾種原因：（1）混合料配合比不合理。當混合料中的細骨料和粉煤灰用量較少時，混合料和易性不好，常發(fā)生堵管。因此混合料配合比要注意這兩種材料的摻入量，特別是注意粉煤灰摻量宜控制在60～80kg／m3。（2）混合料攪拌質(zhì)量有缺陷。在CFG樁施工過程中，混合料由混凝土泵通過剛性管、高強柔性管、彎頭達到鉆桿芯管內(nèi)。混合料在管線內(nèi)是以圓柱體形狀，借助水和水泥砂漿潤滑層與管壁分離后通過管線的。因此所設(shè)計和攪拌的混合料必須確保混合料圓柱體能順利通過剛性管、高強柔性管、彎管和變徑管而到達鉆桿芯管內(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，骨料與砂漿分離，摩擦力劇增，從而導致堵管。坍落度太小，混合料在輸送管內(nèi)流動性差，也容易造成堵管。施工時坍落度宜控制在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泵儲料斗時，需經(jīng)一定尺寸的過濾柵：有時過濾柵不起作用，可能將混入到粗骨料中的大塊石或片石漏入混凝土泵儲料斗，泵送混合料時，大塊石或片石可能在管線內(nèi)或動力頭內(nèi)腔管處堵塞，造成堵管。（3）設(shè)備缺陷。彎頭是連接鉆桿與高強柔性管的重要部件，當泵送混合料時，彎頭曲率半徑以及彎頭與鉆桿的連接形式，對混合料的正常輸送起著至關(guān)重要的作用。若彎頭的曲率半徑不合理，會發(fā)生堵管；彎頭與鉆桿垂直連接，也將發(fā)生堵管。正確的連接方式如下圖所示。

混合料輸送管無論是剛性管還是高強柔性管，若施工結(jié)束后清洗不徹底，管內(nèi)會產(chǎn)生混合料結(jié)硬塊體，會妨礙潤滑砂漿流動，以至造成堵管。此外，管接頭不牢固，墊圈破損，也會導致水泥砂漿流失，造成堵管。在高水頭下，鉆頭閥門進水，泵入混合料后，使混合料離析，在鉆頭閥門處形成碎石散體，堵塞閥門，也無法保證混合料從閥門處下落。（4）施工操作不當。鉆桿進入土層預(yù)定標高后，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充滿混合料、介質(zhì)是連續(xù)體后，應(yīng)及時提鉆，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提鉆，混凝土泵一直泵送，在泵送壓力下會使鉆頭處的水泥漿液擠出，同樣可使鉆頭閥門處產(chǎn)生無水泥漿的干硬少漿的混合料塞體，使管線堵塞，混合料不能下落。

二、竄孔

在飽和粉土、粉細砂層中施工常遇到這種情況，打完1號樁后，接著打相鄰的2號樁時，隨著鉆桿的鉆進，發(fā)現(xiàn)已打完尚未結(jié)硬的1號樁樁頂突然下落，有時甚至達2m以上，當2號樁泵入混合料時，能使l號樁下降的樁頂開始回升，泵入2號樁的混合料足夠多時，l號樁樁頂恢復到原標高。工程中稱這種現(xiàn)象叫竄孔。實踐表明，竄孔發(fā)生的條件為：被加固土層中有松散飽和粉土、粉細砂；鉆桿鉆進過程中葉片剪切作用對土體產(chǎn)生擾動；土體受剪切擾動能量的積累，足以使土體發(fā)生液化。大量工程實例證實，當被加固土層中雖然有松散粉土、粉細砂，但沒有地下水，施工未發(fā)現(xiàn)有竄孔現(xiàn)象；被加固土層有松散粉土、粉細砂且有地下水，但樁距很大，每根樁成樁時間很短，也很少發(fā)生竄孔；只是在樁距較小，樁的長度大，成樁時間長，成樁時一次移機施打周圍樁數(shù)量過多時才發(fā)生竄孔。鑒于此，工程中常用如下的方法防止竄孔：對有竄孔可能的被加固地基盡量采取大樁距的設(shè)計方案，增大樁距目的在于減少新打樁對已打樁的剪切擾動，避免不良影響。改進鉆頭，提高鉆進速度；減少在竄孔區(qū)域打樁推進排數(shù)，如將一次打4排改為2排或l排。盡快離開已打樁，減少對已打樁擾動能量的積累；必要時采用隔樁、隔排跳打方案，但跳打要求及時清除成樁時排出的棄土，否則會影響施工進度。發(fā)生竄孔后一般采取如下方法處理：當提鉆灌注混合料到發(fā)生竄孔土層時，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。對采用上述方法處理的竄孔樁，需通過低應(yīng)變檢測或靜載試驗進一步確定其樁身完整性和承載力是否受到影響，就作者在兩個工程50余根樁的試驗研究，低應(yīng)變檢測結(jié)果表明樁身完好，單樁靜載試驗檢測承載力與其它樁相同，滿足設(shè)計要求。

三、鉆頭閥門打不開

施工過程中，發(fā)現(xiàn)有時鉆孔到預(yù)定標高后，泵送混合料提鉆時鉆頭閥門打不開，無法灌注成樁。閥門打不開一般有兩個原因：鉆頭構(gòu)造缺陷，如當鉆頭閥門蓋板采用內(nèi)嵌式時，有可能有砂粒、小卵石等卡住，導致閥門無法開啟；當樁端落在透水性好、水頭高的砂土或卵石層中時，閥門外側(cè)除了土側(cè)向壓力外，主要是水的側(cè)壓力（水側(cè)壓力系數(shù)為1）很大。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，當管內(nèi)側(cè)壓力大于管外側(cè)壓力時，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。對這一問題，可采用改進閥門的結(jié)構(gòu)型式或調(diào)整樁長令樁端穿過砂土，進入粘性土層的措施，來避免這一情況發(fā)生。

四、樁體上部存氣

截樁頭時，發(fā)現(xiàn)個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。眾所周知，空氣無孔不入，鉆桿成孔鉆進時，管內(nèi)充滿空氣，鉆孔到預(yù)定標高開始泵混合料，此時要求排氣閥工作正常能將管內(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，就會導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)生堵塞必須及時采取措施加以清洗。

五、先提鉆后泵料

有些施工單位施工時，當樁端達到設(shè)計標高后，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：有可能使鉆頭上的土掉進樁孔；當樁端為飽和的砂卵石層時，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。這兩種情況均會影響CFG樁的樁端承載力的發(fā)揮。某工程設(shè)計樁長為11.5～14.5m不等，樁端進入中砂或卵石層，且進入深度不小于40cm。施工操作采用提拔30cm再泵送混合料，從施工完畢后的單樁和單樁符合地基檢測試驗Q-s和p-s曲線（見下圖）可以看出，曲線存在明顯的臺階，這主要是由于樁端處存有虛土或樁端混合料離析造成的端阻力減小，隨著荷載的不斷增加，樁端虛土或散體材料進一步被壓實，端阻進一步發(fā)揮，承載力又進一步提高。

參考文獻

[1]符英杰，孫寧．CFG樁復合地基的作用機理研究[J].山西建筑．2010

[2]習先萍．淺談CFG樁復合地基的設(shè)計與施工[J]．山西建筑．2010 【關(guān)鍵詞】CFG樁復合地基；施工技術(shù)；問題