長螺旋鉆機(jī)管內(nèi)泵壓灌注CFG樁施工質(zhì)量問題控制措施

河南省地礦局 第一地質(zhì)工程院 楊 巍

長螺旋鉆機(jī)管內(nèi)泵壓灌注CFG樁施工質(zhì)量問題控制措施

河南省地礦局 第一地質(zhì)工程院 楊 巍

一、CFG樁

水泥粉煤灰碎石樁（Cement Fly-ash GravelPile），簡稱CFG 樁。它是由水泥、粉煤灰、碎石(或石屑、砂)加水拌和灌注形成的高黏結(jié)強(qiáng)度樁；CFG 樁成樁后與樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合型地基。CFG 樁復(fù)合型地基可以較大幅度地提高天然土層的承載能力，減小路基的基礎(chǔ)沉降，具有建造方法簡單、施工周期短、成本造價(jià)低、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，在建筑、路基基礎(chǔ)處理中應(yīng)用廣泛。但由于受多種因素的影響，在長螺旋鉆機(jī)管內(nèi)泵壓灌注CFG樁成樁過程中，質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生，因此，如何在施工環(huán)節(jié)通過適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀ＷC成樁質(zhì)量，是一個值得研究的問題。

二、 施工遇到的質(zhì)量問題分析及控制措施

1.竄孔。竄孔是指在灌注完前一根CFG樁后，鉆相鄰下一根樁時(shí)，前一根樁的混凝土面突然大幅度下降，甚至將前一根樁的混凝土鉆出，使下一根CFG樁灌注困難的現(xiàn)象。

（1）導(dǎo)致竄孔的原因分析。常見的有：被加固土層中有松散飽和粉土、粉細(xì)砂；相鄰樁在豎直方向上有相互連通的空洞或裂紋，二者形成一個“連通器”。

（2）控制措施。采取大樁距的設(shè)計(jì)方案，從而避免新打樁對已打樁的剪切擾動；調(diào)整打樁順序，采取隔樁或隔排跳打方法，跳打順序視樁間距和土層情況而定；改進(jìn)鉆頭，提高鉆進(jìn)速度，減少鉆進(jìn)對飽和砂土、粉細(xì)砂的剪切擾動和能量積累，減弱土體液化態(tài)勢。如果竄孔現(xiàn)象很嚴(yán)重，建議設(shè)計(jì)單位重新勘探設(shè)計(jì)，加大樁間距或者改用其他地基加固方法，如預(yù)制樁打入等。

2.堵管。堵管是指在CFG樁灌注過程中，混凝土凝固在輸送泵管中，混凝土不能正常輸送。特別是故障排除不暢時(shí)，已攪拌的CFG樁混合料會失水或結(jié)硬，增加了再次堵管的概率，給施工帶來很多困難。

（1）產(chǎn)生堵管的原因。一是混合料配合比不合理。當(dāng)混合料中的細(xì)骨料和粉煤灰用量較少時(shí)，混合料和易性不好，易發(fā)生堵管。二是施工操作不當(dāng)。正常操作時(shí)，應(yīng)在鉆孔進(jìn)入土層預(yù)定標(biāo)高后開始泵送混合料，即管內(nèi)空氣從排氣閥排出，待鉆桿內(nèi)管及輸送軟、硬管內(nèi)混合料連續(xù)時(shí)即可提鉆。若提鉆時(shí)間過晚，在泵送壓力下，鉆頭處的水泥漿液就會被擠出，容易造成管路堵塞。三是設(shè)備缺陷。設(shè)備缺陷也有可能造成堵管，如彎頭曲率半徑、彎頭與鉆桿不能垂直連接等。

（2）控制措施。保證粗骨料的粒徑、混凝土的配比和坍落度符合要求，泵送時(shí)坍落度應(yīng)控制在170～190 mm，混合料的拌和時(shí)間應(yīng)不小于120 s。灌注管路應(yīng)避免過大變徑和彎折，每次拆卸導(dǎo)管都必須清洗干凈。加強(qiáng)施工管理，專人指揮協(xié)調(diào)鉆機(jī)操作手和混合料泵車操作手，使混合料泵送和鉆桿提升配合默契，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。

3.偏孔。偏孔分為平面位置位移偏移和垂直度超過1%而不滿足要求的兩種情況。

（1）產(chǎn)生偏孔的原因。平面位置偏移產(chǎn)生原因有布設(shè)樁位時(shí)點(diǎn)位不精確，從而導(dǎo)致控制樁位的鋼釬被破壞而導(dǎo)致樁機(jī)對位不準(zhǔn)確。垂直度偏差產(chǎn)生的原因有鉆機(jī)未完全調(diào)平就開始鉆進(jìn)和地層的原因等。

（2）控制措施。布置點(diǎn)位要做到細(xì)致認(rèn)真，精確測量定位；定位鋼釬要深入原地面30 cm以下；防止清除鉆渣時(shí)破壞點(diǎn)位；在樁機(jī)開鉆前和鉆孔過程中都要對垂直度進(jìn)行檢查。

4.抱鉆。抱鉆也是灌注CFG樁施工時(shí)常見的問題之一。

（1）產(chǎn)生抱鉆的主要原因。鉆孔土層為流塑狀態(tài)的飽和土。這種土的黏聚力太大。或者是鉆孔過程中由于機(jī)械故障或停電導(dǎo)致鉆進(jìn)中斷，停鉆時(shí)間太長而使鉆桿無法轉(zhuǎn)動。

（2）控制措施。及時(shí)清理鉆桿，防止黏性土黏在鉆桿上不脫落；鉆孔保持連續(xù)進(jìn)行，準(zhǔn)備后備電源。

5.斷樁。

（1）產(chǎn)生斷樁的原因。斷樁是由于提鉆太快，泵送混凝土跟不上提鉆速度，鉆頭上的泥塊落入樁孔內(nèi)或是用大型機(jī)械（裝載機(jī)或挖掘機(jī)）野蠻清理樁間土，造成CFG 樁身淺層斷樁。

（2）控制措施。保持后場混凝土供應(yīng)及時(shí)和灌注過程中不堵管，這樣可保證混凝土灌注的連續(xù)性，如果混合料中斷，灌注時(shí)間超過混合料初凝時(shí)間，則要拔下鉆桿重新鉆孔后再灌注混合料；控制拔管速度，使之與泵送混合料速度匹配，保證鉆頭始終埋在混凝土下。

6.樁頭質(zhì)量問題。樁頭質(zhì)量問題主要有樁頭空芯、樁端不飽滿和夾泥、氣泡等問題。

（1）產(chǎn)生樁頭質(zhì)量問題的原因。樁頭空芯主要是因施工過程中,排氣閥不能正常工作所致；鉆機(jī)鉆孔時(shí),管內(nèi)充滿空氣,泵送混合料時(shí),排氣閥將空氣排出,若排氣閥堵塞不能正常將管內(nèi)空氣排出,就會導(dǎo)致樁體存氣,形成空芯。樁端不飽滿主要是因?yàn)槭┕ぶ袨榱朔奖汩y門的打開,先提鉆后泵料所致；這種情況可能造成鉆頭上的土掉入樁孔或地下水浸入樁孔,影響CFG 樁的樁端承載力。夾泥、氣泡、砼不足、浮漿太厚等，一般是由于操作控制不當(dāng)造成。

（2）控制措施。保證排氣閥的正常工作；嚴(yán)守操作規(guī)程，不可先提鉆、后泵料；應(yīng)及時(shí)清理孔口浮土，防止孔口土塊混入砼中；保持鉆桿頂端氣閥開啟自如，防止砼中積氣造成樁頂砼含氣泡；樁頂浮漿多因孔內(nèi)出水或混凝土離析造成，應(yīng)超灌排除浮漿后才終孔成樁。