CFG樁施工中常見的問題及質量控制措施

趙海龍

中文摘要：CFG樁施工速度快、質量容易控制但是施工中經常會出現影響質量的問題。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。發現問題后在工程中實踐總結經驗，找出解決問題的方法。

關鍵詞：CFG樁；施工；質量控制

中圖分類號： O213.1文獻標識碼： A

1引言

水泥粉煤灰碎石樁法（簡稱 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強度樁，并由樁、樁間土和褥墊層一起組成復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，以改善樁體級配，增強樁體強度；粉煤灰是細骨料，又有低標號水泥的作用，可使樁體具有明顯的后期強度。這種地基加固方法吸取了振沖碎石樁和水泥攪拌樁的優點，其一，施工工藝與普通振動沉管灌注樁一樣，工藝簡單，與振沖碎石樁相比，無場地污染，振動影響也小；其二，所用材料僅需少量水泥，便于就地取材；節約材料；其三，受力特性與水泥攪拌樁類似。

2施工設備

長螺旋鉆管內泵壓CFG樁施工工藝是由長螺旋鉆機、混凝土泵和強制式混凝土攪拌機組成的完整的施工體系其中長螺旋鉆機是該工藝設備的核心部分。目前長螺旋鉆機根據其成孔深度分為12m、16m、18m、24m和30m等機型，施工前應根據設計樁長確定施工所采用的設備。

3施工中常見的問題及質量控制措施

3.1堵管

堵管是長螺旋鉆管內泵壓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。特別是故障排除不暢時，使已攪拌的CFG樁混合料失水或結硬，增加了再次堵管的機率，給施工帶來很多困難。

產生堵管有如下幾種原因：

3.1.1混合料配合比不合理

細骨料和粉煤灰用量較少時，混合料和易性不好，常發生堵管。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混合料攪拌質量有缺陷

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。混合料在管線內借助水和水泥砂漿潤滑層與管壁分離通過管線。因此設計和攪拌的混合料必須確保混合料能順利通過剛性管、高強柔性管、彎管和變徑管，到達鉆桿芯管內。坍落度太大的混合料，易產生泌水、離析，在管線內水浮到上面。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儲料斗時，需經一定尺寸的過濾柵。有時過濾柵不起作用，可能將混入粗骨料中的大石塊或片石漏入混土泵儲料斗。泵送混合料時，大石塊或片石可能在管線內或動力頭內腔管處堵塞，造成堵管。

3.1.3施工操作不當

鉆桿進入土層預定標高后，開始泵送混合料，管內空氣從排氣閥排出，待鉆桿芯管及輸送管內充滿混合料，介質成連續體后，應及時提鉆，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，發現已打完尚未結硬的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1號樁下降的樁頂開始回升。泵入2號樁的混合料足夠多時，1號樁樁頂恢復到原標高。工程中稱這種現象叫竄孔。實踐表明，竄孔發生的條件為：(1)被加固土層中有松散飽和粉土、粉細砂。(2)鉆桿鉆進過程中葉片剪切作用對土體產生擾動。(3)土體受剪切擾動能量的積累，足以使土體發生液化。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，但沒有地下水時，施工沒有發現有過竄孔現象；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時，也很少發生竄孔；只有在樁距較小，樁的長度大，成樁時間長，成樁時一次移機施打周圍樁數量過多時才發生竄孔。

鑒于此，工程中常用如下的方法防止竄孔：(1)對有竄孔可能的被加固地基盡量采取大樁距的設計方案。增大樁距目的在于減少打新樁時對已打樁的剪切擾動。(2)改進鉆頭，提高鉆進速度。(3)減少在竄孔區域打樁推進排數，如將一次打4排改為2排或1排。盡快離開已打樁，減少對已打樁擾動能量的積累。(4)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。

發生竄孔后一般采取如下方法處理：當混合料灌注到發生竄孔土層時，停止提鉆，連續泵送混合料，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，需通過低應變檢測或靜載試驗，進一步確定樁身的完整性和承載力是否受到影響，以滿足設計要求。

3.3鉆頭閥門打不開

施工過程中，發現有時鉆孔到預定標高后，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：(1)鉆頭構造缺陷，如當鉆頭閥門蓋板采用內嵌式時，有可能被砂粒、小卵石等卡住，導致閥門無法開啟。(2)當樁端落在透水性好、水頭高的砂土或卵石層中時，閥門外側除了土側向壓力外，主要是水的側壓力。閥門內側的混合料側壓力小于閥門外的側壓力，致使閥門打不開。當鉆桿提升到某一高度后，側壓力逐漸減小，管內混合料側壓力不變，當管內側壓力大于管外側壓力時，閥門打開，混合料突然下落。這種情況在施工中經常發生。閥門打不開多為這種情況。可采用改進閥門的結構形式或調整樁長，令樁端穿過砂土進入粘性土層的措施，來避免這一情況發生。

3.4樁體上部存氣

截樁頭時，發現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。鉆桿成孔鉆進時，管內充滿空氣。鉆孔到預定標高開始泵入混合料。此時要求排氣閥能將管內空氣排出。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。施工時要經常檢查排氣閥是否發生堵塞，若發生堵塞必須及時采取措施加以清洗。

3.5先提鉆后泵料

有些施工單位施工時，當樁端達到設計標高后，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：(1)有可能使鉆頭上的土掉進樁孔；(2)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象。這兩種情況均會影響CFG樁的樁端承載力的發揮。CFG樁應嚴格按照設計方案施工，遵守國家現行施工及驗收規范的有關規定。

4結論

隨著地基處理的不斷發展，CFG樁在施工中得到了更加廣泛的應用。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的不斷提高，它具有低廉的造價、快速的施工、成樁質量容易控制等優點，發揮更廣泛的使用價值。

參考文獻

[1] 閻明禮 主編 ，CFG樁復合地基技術及工程實踐，北京：中國水利水電出版社，2001年

[2]徐至鈞 主編 ，水泥粉煤灰碎石樁復合地基，北京：機械工業出版社，2004.1