CFG樁施工工藝及成樁常見問題探討

施曉程 （福建省九龍建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 廈門 361008）

0 前言

CFG樁是當(dāng)前樁基施工當(dāng)中常見的樁類型，其在施工當(dāng)中避免了傳統(tǒng)施工當(dāng)中的諸多必點(diǎn)，從而能實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的施工建設(shè)，但隨著CFG樁的應(yīng)用范圍拓展，其施工當(dāng)中出現(xiàn)了許多不同的問題，使得CFG樁的應(yīng)用價(jià)值受到了影響，所以為了更好地應(yīng)用CFG樁，本文結(jié)合某工程實(shí)例對其中常見問題進(jìn)行分析。

1 工程概況

某建筑工程屬于居民樓建筑，共設(shè)有地下車庫一座、居民樓8座。此工程位于城市環(huán)境當(dāng)中，占地面積為6210m2，此工程地質(zhì)環(huán)境整體屬于軟基地質(zhì)，所以在大部分施工當(dāng)中采用了CFG樁進(jìn)行施工，而在小部分地質(zhì)稍好的部分軟基則在采用旋噴樁之后變更為CFG樁。

該工程在CFG樁施工當(dāng)中，均采用C20混凝土成樁，之后依照1.4～1.8m的間距呈三角形進(jìn)行樁基布設(shè)，樁基直徑為0.4 m，整體設(shè)計(jì)上樁基布設(shè)由疏至密漸變。基于研究此工程內(nèi)樁體28 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于6 MPa、90 d單樁承載力不小于200 kN。

2 實(shí)例工程低應(yīng)變檢測結(jié)果

本文對實(shí)際工程當(dāng)中的低應(yīng)變檢測結(jié)果進(jìn)行闡述，結(jié)果如表1所示。

3 CFG樁主要工藝

3.1 鉆機(jī)就位工藝

在正式的CFG樁施工當(dāng)中，其需要在樁位無誤的前提下進(jìn)行鉆機(jī)的布置。在鉆機(jī)布置方面，首先需要將鉆機(jī)移至第一根樁處就位，之后采用自動(dòng)水平儀對機(jī)架進(jìn)行調(diào)整，再采用底座支墊調(diào)節(jié)設(shè)備，對鉆桿與地面的垂直度進(jìn)行調(diào)整。在此環(huán)節(jié)當(dāng)中，需要時(shí)刻的對鉆機(jī)底盤的水平和導(dǎo)向架的豎直水平，此處要注意樁體的垂直度不可超過1.5%，并確保樁位的偏差保持在50mm以內(nèi)，最終對樁孔進(jìn)行檢查其直徑不能小于設(shè)計(jì)數(shù)值。

3.2 鉆進(jìn)成孔工藝

在開始鉆孔作業(yè)時(shí)，首先需要將鉆頭閥門關(guān)閉，此時(shí)即可將鉆桿向下移動(dòng)直至鉆頭接觸地面之后，就可以開始啟動(dòng)鉆頭進(jìn)行作業(yè)，在鉆孔時(shí)需要呈現(xiàn)慢后快的方式來進(jìn)行作業(yè)，直到鉆頭達(dá)到設(shè)計(jì)樁長預(yù)定標(biāo)高時(shí)即可。

4 常見施工工藝問題

4.1 CFG樁空洞

基于現(xiàn)代大部分工程來看，其在使用CFG樁時(shí)常出現(xiàn)空洞問題，此類問題的主要原因在于混凝土泵送速度與長螺旋鉆桿的提升的協(xié)調(diào)性不足[1]。具體來說在施工當(dāng)中，混凝土泵的輸送量會(huì)比灌注量要大，此時(shí)如果輸送速度過快而提升速度較慢，則會(huì)引發(fā)堵管，當(dāng)提升速度過快，而輸送速度較慢，就會(huì)導(dǎo)致混凝土無法及時(shí)的進(jìn)入孔內(nèi)，此時(shí)在壓力的作用之下，樁基周邊的土體和雜物就會(huì)掉落進(jìn)孔內(nèi)，從而引發(fā)樁體空洞的現(xiàn)象。

4.2 CFG樁混凝土混合料離析

在任何形式的施工當(dāng)中混凝土離析現(xiàn)象都會(huì)嚴(yán)重影響工程的質(zhì)量，此點(diǎn)在CFG樁當(dāng)中是相同的。根據(jù)實(shí)際情況來看，不少工程在實(shí)施CFG樁時(shí)，澆筑混凝土?xí)r常會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的離析現(xiàn)象，從而導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)坍塌、蜂窩麻面。而造成混凝土嚴(yán)重離析的主要原因在于：混凝土制配原材料比例不當(dāng)或拌和工藝不足等。

4.3 CFG樁淺部斷裂

CFG樁淺部斷裂對于施工而言具有毀滅性的影響，其主要形成原因分為2個(gè)部分：

①因?yàn)镃FG樁的施工需要應(yīng)用到大型挖掘機(jī)設(shè)備進(jìn)行開挖，而基于部分設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)或操作人員的操作水平不足，就會(huì)導(dǎo)致挖坑出現(xiàn)不符，從而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行施工，就會(huì)出現(xiàn)CFG樁淺部斷裂的現(xiàn)象；

樁身完整性監(jiān)測結(jié)果 表1

②在CFG樁施工完成之后，其需要通過樁頭截除的工藝來進(jìn)行收尾，而如果該項(xiàng)工藝的實(shí)施出現(xiàn)不足，同樣會(huì)導(dǎo)致CFG樁淺部斷裂的現(xiàn)象。

5 改善措施

5.1 CFG樁空洞改善措施

因?yàn)镃FG樁空洞問題的嚴(yán)重影響，工程單位應(yīng)當(dāng)對此進(jìn)行改善[2]。首先加強(qiáng)對施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，促進(jìn)施工人員對CFG樁施工的了解；其次在實(shí)際施工當(dāng)中，安排指揮人員對施工行為進(jìn)行控制。而針對質(zhì)量不足的CFG樁，施工單位應(yīng)當(dāng)仔細(xì)的記錄其各項(xiàng)施工參數(shù)，以便在之后的施工當(dāng)中進(jìn)行改善。為了實(shí)現(xiàn)對CFG樁空洞現(xiàn)象的預(yù)防，施工單位應(yīng)當(dāng)在上述前提下加強(qiáng)對混凝土的輸送與提升速度的控制，促進(jìn)兩者的協(xié)調(diào)性，達(dá)到預(yù)防的目的。

此外，為進(jìn)一步預(yù)防此類問題發(fā)生，施工單位還應(yīng)當(dāng)在工程開始與結(jié)束兩個(gè)時(shí)間段，對設(shè)備進(jìn)行檢查，尤其需要重視氣閥的清理，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)不足、氣閥堵管現(xiàn)象應(yīng)第一時(shí)間進(jìn)行處理并記錄。

5.2 CFG樁混凝土混合料離析改善措施

針對混凝土混混合料離析現(xiàn)象，現(xiàn)代工程應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行混凝土正式制備之前，確認(rèn)各項(xiàng)原材料的配比、摻入順序，由此即可確保混凝土拌和的基本質(zhì)量，而在之后正式的拌和當(dāng)中，需要依照工程設(shè)計(jì)需求，對拌和的速度、力度、時(shí)間等進(jìn)行控制。針對部分坍落較為嚴(yán)重的混凝土，可以通過摻入外加劑的方法來控制其程度，一般要控制在180±20 mm。

5.3 CFG樁淺部斷裂改善措施

①在CFG樁完全凝固之前需要及時(shí)對樁頭進(jìn)行清理，避免樁頭上存在棄土。在CFG樁凝固之后，要對樁頭之下0.5m深度的土層進(jìn)行清理，此環(huán)節(jié)可以通過小型的挖掘機(jī)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)清理完畢之后，樁頭會(huì)露出，此時(shí)人工沿樁周進(jìn)行挖土，直至距樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高0.1m處，最終在某個(gè)方向鑿出2個(gè)水平為0.1m的孔眼，將金屬器物打入孔眼后將樁頭推到，再下鑿出0.1m的樁頭平面即可避免CFG樁淺部斷裂。

②當(dāng)CFG樁頭在開挖與截除工藝當(dāng)中出現(xiàn)設(shè)計(jì)高程不足時(shí)，需要通過采用C20混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，將C20混凝土接至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，注意在接樁頭過程中保護(hù)好樁間土。

6 其他控制措施

6.1 設(shè)備維護(hù)加強(qiáng)

因?yàn)镃FG樁的施工需要應(yīng)用大量設(shè)備，如果設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行不足，就會(huì)影響到實(shí)際施工[3]。所以在進(jìn)行正式的CFG樁施工前，需要通過相應(yīng)的維護(hù)措施來了解施工設(shè)備的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在一定運(yùn)行問題后，需要對其進(jìn)行及時(shí)的維修，并同時(shí)對此進(jìn)行記錄，以便之后的核對與管理。

6.2 人員施工行為監(jiān)督

人工作業(yè)的方式必然會(huì)存在一定的人工不穩(wěn)定性，從而對工程造成一定的不利影響，所以為了最大限度的保障工程質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對人工作業(yè)行為的監(jiān)督，此點(diǎn)可通過增設(shè)專業(yè)人員的現(xiàn)場指導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)。此外，為了確保監(jiān)督工作的質(zhì)量，工程單位還需要重點(diǎn)審核監(jiān)督人員的專業(yè)水平。

7 結(jié)語

CFG樁是當(dāng)前工程常使用的一項(xiàng)樁基技術(shù)，其相較于傳統(tǒng)樁基工藝有許多優(yōu)點(diǎn)，但基于實(shí)際情況該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施還存在許多常見問題。本文首先基于實(shí)際工程，對其中的CFG樁的檢測標(biāo)準(zhǔn)與結(jié)果進(jìn)行了分析，最后在普遍現(xiàn)狀當(dāng)中介紹了CFG樁常見施工問題，主要包括CFG樁空洞、CFG樁混凝土混合料離析、CFG樁淺部斷裂，最終針對常見施工問題提出了相應(yīng)控制措施與其他控制措施。