長(zhǎng)螺旋成孔施工CFG樁質(zhì)量控制要點(diǎn)

張 旭 升

(山西汽運(yùn)集團(tuán)華運(yùn)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，山西 太原 030012)

長(zhǎng)螺旋成孔施工CFG樁質(zhì)量控制要點(diǎn)

張 旭 升

(山西汽運(yùn)集團(tuán)華運(yùn)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，山西 太原 030012)

結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)CFG樁施工前的準(zhǔn)備工作及施工過(guò)程中應(yīng)注意的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，并針對(duì)CFG樁施工中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題提出了具體的解決對(duì)策，以提高地基承載力，從而滿足設(shè)計(jì)要求。

CFG樁,地基承載力，施工，質(zhì)量控制

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱，其成樁后和土形成復(fù)合地基，使地基承載力大為提高，復(fù)合地基承載力可以根據(jù)地質(zhì)狀況、施工條件用調(diào)整樁徑、樁長(zhǎng)、樁距、樁體配合比和褥墊層厚度等方式來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求，調(diào)整幅度和方法靈活多樣，用較低的成本能使地基承載力大幅度提高、施工工藝簡(jiǎn)單、承載后產(chǎn)生很小的沉降變形、工程理論和施工工藝都已很成熟，因此，適用范圍很廣，在各類工程的地基處理和加固中廣泛應(yīng)用。按使用的施工機(jī)械分，CFG樁成樁方法一般有三種：長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁、振動(dòng)沉管成樁、長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，其中后者是最常用的施工方法，根據(jù)本人多年的施工經(jīng)驗(yàn)，下面就其施工過(guò)程質(zhì)量控制的要點(diǎn)介紹一下。

1 施工前準(zhǔn)備工作

1)施工前首先應(yīng)該對(duì)成樁工藝進(jìn)行試驗(yàn)，確定各項(xiàng)施工工藝參數(shù)(混合料配合比、坍落度、攪拌時(shí)間、拔管速度等)，并應(yīng)選擇機(jī)械設(shè)備的性能、擬使用的施工工藝和現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)狀況相適宜；試樁過(guò)程要做好詳細(xì)記錄，找出試樁中出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)原初步擬定的施工方案、施工工藝進(jìn)行修訂；通過(guò)試樁發(fā)現(xiàn)選用的設(shè)備型號(hào)不符合地質(zhì)條件時(shí)，需更換擬選用的打樁設(shè)備，若更換設(shè)備困難，則聯(lián)系設(shè)計(jì)單位調(diào)整樁徑、樁距、樁長(zhǎng)以滿足地基承載力的要求；施工組織設(shè)計(jì)、施工方案要注意編制防止堵管、竄孔、縮徑的措施；2)測(cè)量樁位前應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)原始地面標(biāo)高進(jìn)行抄平測(cè)量，保障地基處理深度和保護(hù)樁長(zhǎng)，然后由業(yè)主交給的控制坐標(biāo)確定控制樁樁位，以定位樁為基準(zhǔn)用全站儀測(cè)量并縱向、橫向拉通線確定工程樁樁位，再將各樁位按一定順序進(jìn)行編號(hào)，最后在確定的樁位上鉆直徑5 mm～10 mm，深10 cm孔洞，灌入白灰面；3)多臺(tái)機(jī)械施工時(shí)，要合理劃分施工區(qū)域，安排合理施工順序，要按從一邊向另一邊單向推進(jìn)或者從中心向四周推進(jìn)的施工順序安排施工，不能從四周向中心推進(jìn)施工，要避免機(jī)械交叉作業(yè)；4)開(kāi)鉆前施工單位技術(shù)人員、監(jiān)理單位監(jiān)理人員要對(duì)進(jìn)場(chǎng)打樁機(jī)械的性能、長(zhǎng)螺旋鉆桿尺寸、鉆進(jìn)標(biāo)尺進(jìn)行復(fù)核，刻畫(huà)鉆機(jī)初始鉆進(jìn)標(biāo)識(shí)，根據(jù)刻畫(huà)標(biāo)識(shí)在鉆機(jī)導(dǎo)向架上粘貼反差大的反光貼條，每0.5 m一條，便于夜間記錄人員識(shí)別讀數(shù)。

2 材料控制

水泥：應(yīng)當(dāng)具有良好的保水性能，使混合料在泵送過(guò)程中不易泌水，控制其強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間；粗細(xì)骨料：根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，混合料粗骨料采用卵石時(shí)，最大粒徑為25 mm,采用碎石時(shí)，最大粒徑20 mm,控制其含泥量、顆粒級(jí)配；粉煤灰：0.045 mm方孔篩篩余百分比不大于45%，宜選用Ⅲ級(jí)或Ⅲ級(jí)以上等級(jí)粉煤灰，其摻合量每立方米混合料75 kg～90 kg；泵送劑：用于勉強(qiáng)可泵送混凝土，如果CFG樁混合料泵送性能可以滿足施工要求時(shí)，盡量不摻泵送劑，當(dāng)施工環(huán)境氣溫高或者水泥摻量相對(duì)較低時(shí)，才考慮適當(dāng)摻加泵送劑。

CFG樁混合料坍落度應(yīng)按開(kāi)工前試樁工藝性試驗(yàn)確定，混合料坍落度過(guò)大，可能造成混合料離析，泵送時(shí)要產(chǎn)生堵管現(xiàn)象，坍落度太小，混合料流動(dòng)性低，會(huì)導(dǎo)致泵送阻力大不能正常泵送，一般坍落度宜控制在180 mm～200 mm，可根據(jù)運(yùn)送混合料的距離進(jìn)行調(diào)整，但在保證混合料流動(dòng)性的前提下盡可能取低值。

3 施工工藝控制

鉆機(jī)就位：鉆機(jī)移動(dòng)達(dá)到擬打樁位后，前后、左右調(diào)整鉆桿使鉆頭對(duì)準(zhǔn)已確定的樁位白灰點(diǎn)，然后利用導(dǎo)向桿上掛的垂線調(diào)整螺旋鉆桿的垂直度，前后左右垂直度偏差要小于1%，若鉆機(jī)自帶垂直度調(diào)整器，則用垂直度調(diào)整器控制螺旋鉆桿垂直度更準(zhǔn)確和方便，樁位及垂直度調(diào)整滿足要求后，方可放下螺旋鉆桿開(kāi)鉆；鉆進(jìn)成孔：開(kāi)始鉆孔時(shí)，先將鉆頭的閥門(mén)關(guān)閉，鉆桿移動(dòng)至鉆頭觸地白灰點(diǎn)時(shí)，開(kāi)始鉆進(jìn)，先慢速鉆進(jìn)，鉆桿平穩(wěn)后再快速鉆進(jìn)，同時(shí)，鉆進(jìn)過(guò)程中不斷檢查鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)糾正，在鉆桿鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，說(shuō)明鉆頭可能碰上堅(jiān)硬物，應(yīng)放慢鉆進(jìn)速度，否則，可能產(chǎn)生樁孔偏斜或位移，有可能造成鉆頭或鉆桿螺旋葉片的損壞，根據(jù)鉆機(jī)導(dǎo)向桿上的反光條標(biāo)記，判斷成孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，不再鉆進(jìn)；灌注及拔管：鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，鉆桿提高20 cm～30 cm，保證鉆頭閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，然后開(kāi)始灌注混合料，混合料要充滿鉆桿芯管后才能開(kāi)始拔管，并保證拔管勻速、穩(wěn)定、連續(xù)，每根樁的灌注量應(yīng)大于設(shè)計(jì)灌注量，樁機(jī)操作手和地泵操作手要相互配合，約定聯(lián)系信號(hào)，按照先泵料后拔管的原則拔管，不能先拔管后泵料，否則容易形成吊腳樁，拔管速度要控制在一定范圍，速度太快可能導(dǎo)致樁徑偏小或縮徑斷樁，而拔管速度過(guò)慢則混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象，導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不足，還可能引起堵管，正常的拔管速率應(yīng)控制在2 m/min～3 m/min，拔管要一氣呵成，避免反插，若反插管，容易導(dǎo)致樁身?yè)酵劣绊憳渡碣|(zhì)量；設(shè)置保護(hù)樁長(zhǎng)：樁基操作人員根據(jù)導(dǎo)向架上發(fā)光標(biāo)識(shí)判斷已達(dá)到擬定樁頂時(shí)，向地泵操作手發(fā)出信號(hào)，停止繼續(xù)輸送混合料，停灌面控制在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上0.5 m～1 m位置，停止灌料螺旋鉆拔出后，移動(dòng)鉆機(jī)到下一樁位，再對(duì)剛才的成樁樁頂用插入式振搗棒振搗5 s左右，使樁頂密實(shí)度得到提高，然后上部用土覆蓋封頂，以增加樁頂和樁體周圍壓力，避免新成樁時(shí)擠壓剛打完樁，使剛打完樁混合料上涌樁身縮徑或變形；截取樁頭：在截取樁頭前，用全站儀準(zhǔn)確測(cè)量樁頂標(biāo)高，然后在縱橫方向掛上通線，再在樁身需截取位置刻畫(huà)水平橫線，標(biāo)示出樁頂標(biāo)高位置，即可開(kāi)始截取樁頭，鑿樁頭時(shí)嚴(yán)禁單向打眼鑿樁頭，防止樁頭被截成斜面或破損；清理樁間土：要制定具體施工方案，尤其是要規(guī)劃好小挖機(jī)挖取位置和方向、堆土倒土位置、運(yùn)輸機(jī)械行走路線，安排好現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械操作指揮人員對(duì)機(jī)械進(jìn)行調(diào)度和指揮，不能使樁身斷裂或樁間土受到擾動(dòng)。

4 CFG樁施工常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題和控制措施

1)常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題和產(chǎn)生原因。

樁體縮徑：如果采用連續(xù)打樁作業(yè)時(shí)，新灌注樁混合料對(duì)樁間土擠壓影響到已打成品樁樁體，受擠壓的成品樁由于樁體強(qiáng)度還很低，樁體產(chǎn)生縮徑或變形；另一個(gè)原因是，提管速度太快，混合料供應(yīng)不及時(shí)，從而產(chǎn)生縮徑現(xiàn)象。

斷樁：所產(chǎn)生的原因除了和樁體縮徑原因相同外，根據(jù)本人多年的施工經(jīng)驗(yàn)，斷樁更多的原因是挖取樁間土和截樁頭所致，施工單位在挖取樁間土?xí)r，為了圖效率和效益，不用人工施工，而采用小型挖掘機(jī)挖取樁間土，挖掘機(jī)鏟頭對(duì)樁體碰蹭，使得樁體上部在土內(nèi)產(chǎn)生斷裂；施工單位工人在截樁頭時(shí)，先要在截?cái)嗝嫖恢糜们懈顧C(jī)進(jìn)行切割，然后用鋼釬揳入切割面截?cái)鄻额^，但若切割深度不夠或單向擊打鋼釬或不同時(shí)擊打鋼釬，極易在樁體上部產(chǎn)生斷裂。

竄孔：若被處理的土層中有松散飽和粉土、粉細(xì)砂，螺旋鉆鉆進(jìn)過(guò)程中使土體受剪切擾動(dòng)發(fā)生液化，新樁施工時(shí)的混合料摻雜土砂通過(guò)液化的土體竄入已成樁樁體，影響成樁樁體強(qiáng)度。

樁頭空芯：鉆機(jī)鉆孔鉆到位時(shí)，螺旋管內(nèi)充有空氣，混合料進(jìn)入螺旋管后，管內(nèi)空氣被擠壓而從排氣閥排出，如果排氣閥出現(xiàn)故障，螺旋管內(nèi)的空氣不能排出，就會(huì)使樁體內(nèi)存有空氣，形成空芯。

吊腳樁(懸空樁)：這主要是因?yàn)槭┕ぶ邢忍徙@后泵料所致，先提鉆后，混合料沒(méi)有及時(shí)填充樁孔空間，鉆頭或者孔壁上的泥土掉入樁孔，如果地下水位高于樁孔，則地下水也可能進(jìn)入樁孔，混合料灌入樁孔后不能將泥土或地下水?dāng)D壓走，樁頭混合料不飽滿形成懸空樁，使CFG樁的樁端承載力受到影響。

堵管：堵管是長(zhǎng)螺旋鉆孔施工CFG樁工藝經(jīng)常遇到的問(wèn)題，它既降低工程施工效率，工人勞動(dòng)強(qiáng)度增加，還造成混合料浪費(fèi)，如果是故障排除不及時(shí)，使已灌入輸送管內(nèi)的混合料結(jié)硬，增加了再次堵管的幾率，是CFG樁施工中常見(jiàn)的嚴(yán)重影響工程進(jìn)度的問(wèn)題。

產(chǎn)生堵管的原因是：a.混合料坍落度太小；b.混合料攪拌不均勻；c.混合料級(jí)配不合理；d.施工操作不當(dāng)；e.施工停止時(shí)間較長(zhǎng)，而不及時(shí)對(duì)輸送管進(jìn)行清洗，使得管壁粘結(jié)混合料凝結(jié)層，粘結(jié)層較厚時(shí)即會(huì)造成管路的堵塞。

2)控制措施。

分析成樁的質(zhì)量問(wèn)題及產(chǎn)生原因，施工中采取的預(yù)控措施：

a.要注意混合料的配合比，選擇合理的骨料級(jí)配和適當(dāng)粉煤灰摻用量，保障混合料的和易性，坍落度控制在180 mm～200 mm之間；b.安排施工順序上，采用分段、隔樁、隔排跳打方法；c.根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)情況，會(huì)同設(shè)計(jì)人員修改設(shè)計(jì)方案，加大樁距避免打樁的剪切擾動(dòng)；d.提鉆速度控制在2 m/min～3.5 m/min，前后臺(tái)工人應(yīng)密切配合，保證提鉆和泵料的一致性和連續(xù)性；e.若用小挖機(jī)清理樁間土?xí)r，要設(shè)專人指揮挖機(jī)作業(yè)，防止挖掘機(jī)鏟頭對(duì)樁體碰撞；小挖機(jī)將樁間土集中堆放后，再用大挖機(jī)往運(yùn)輸車輛上裝載，樁頂保護(hù)土層不足1 m時(shí)，禁止大型車輛在樁頂行走；f.在施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以便針對(duì)性地采取有效措施，有效控制成樁質(zhì)量，一要注意觀測(cè)打樁過(guò)程地面是否發(fā)生隆起，判斷是否斷樁；二要注意對(duì)已打樁樁頂標(biāo)高的觀測(cè)，從已打樁樁頂?shù)纳仙幕旌狭蠑?shù)量，可估算成樁樁徑縮小的大概數(shù)值，從而判斷成樁是否產(chǎn)生縮徑和竄孔。

[1] JGJ 79-2002，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3] 吳春林，閆明禮.CFG樁復(fù)合地基工程技術(shù)特性及應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，1991(6)：18-19.

The quality control key points of long spiral pore forming construction CFG pile

ZHANG Xu-sheng

(HuayunRealEstateDevelopmentLimitedCompany,ShanxiAutomotiveGroup,Taiyuan030012,China)

Combining with the practice experience, this paper analyzed the technical key points should pay attention to in CFG pile construction preparation work and construction process, and according to the common quality problems of CFG pile construction proposed specific countermeasures, in order to improve the foundation bearing capacity, so as to meet the design requirements.

CFG pile， foundation bearing capacity, construction, quality control

1009-6825(2014)34-0217-03

2014-09-20

張旭升(1960- )，男，工程師

TU473.1

A