CFG 樁常見施工質量問題及監(jiān)控措施淺析

薛小軍 韓淼兵 張雙龍 李后福 牛鵬飛

中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 201204

1 CFG樁的適用范圍和工藝原理

1.1 CFG樁的工藝原理

水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合成的粘結強度較高的樁就是水泥粉煤灰碎石樁，即為CFG 樁，且褥墊層、樁間土、樁共同組合為復合地基。地基上，CFG 樁可置換碎石樁，強度很高，會向深土層傳遞荷載，實現(xiàn)對地基的有效加固。CFG 樁復合地基有著十分嚴格的處理技術流程，從移動機器到位至旋轉鉆孔和用鉆機成孔的整個過程均應按流程開展操作，任何環(huán)節(jié)都不允許出現(xiàn)問題，否則之前的所有努力都將白費。完成加固處理后，地基的承載力能夠滿足設計地基承載力要求，被廣泛的應用在地基加固中。

1.2 CFG樁施工要點

1.2.1 施工定位

施工開始之前，應對施工點放樣，同時定位長螺旋樁機，根據(jù)設計高程及場地實際標高確定鉆孔深，調整機架高度，樁機到位后，應對鉆桿的垂直度進行驗證，通常應將誤差合理控制在距樁中心線5cm 范圍之內。

1.2.2 成孔要求

具體鉆孔時，應先使用鉆桿將孔鉆到相應的設計深度，之后使用管道輸送混凝土，鉆桿開始反向旋轉，同時緩慢提升鉆桿，提升速度一般為每分鐘約1～1.5m。在單樁施工時，應確保連續(xù)性成樁，結束施工以后，應對CFG 樁樁頭進行有效保護，并對成品進行養(yǎng)護和保護。

1.2.3 樁機移位

完成一根CFG 樁施工后，開始下根樁施工時，因在鉆孔過程中，提升出較多廢土，影響鉆機移動及覆蓋樁位，需對廢土及時清理，清理完成后，為保證定位的精準性，必須復核樁位，這樣一根CFG 樁的完整施工就完成了。

2 CFG樁施工質量中的問題

2.1 樁短

使用長螺旋鉆機鉆取樁深，當樁深滿足要求后，將鉆提起，然后灌注混凝土；短樁主要是因為未精準復測原始地面標高，未精準控制長螺旋鉆桿尺寸，提鉆太快而使下部位置出現(xiàn)空樁。地面標高問題主要是由于CFG 施工中，有很多渣土堆積，因渣土未及時出渣，使得已測的原始地面標高持續(xù)增加，這等同于機械低標高無形被提升，最終導致樁長減小。具體施工中，會嚴重的磨損長螺旋鉆機，長此以往，會使設備上尺寸標線模糊，鉆進操作中不能有效控制尺寸。

2.2 施工間距、數(shù)量不足

具體施工之前的測量放線時，因儀器缺乏精準度，使現(xiàn)場施工間距滿足不了設計要求，特別是邊線四周；鉆機具體施工時，破壞了已放線的點，且測量者沒放點，做人人員結合現(xiàn)場情況隨機定位，使得樁數(shù)量缺乏；CFG 施工中，未清晰標記完成和未完成的樁，有漏樁情況存在；具體鉆進中，由于渣土的堆積，使得現(xiàn)場已放點被掩埋，抑或出土時機械破壞了現(xiàn)場樁點，從而使得樁點定位不準確。

2.3 材料問題

混凝土為CFG 樁使用的材料；對于混凝土而言，無論原料、配比、還是現(xiàn)場澆筑等都會對CFG 樁的施工質量形成一定影響，為此，一個嚴格檢測各工序，確保都與標準要求相符；澆筑混凝土時，由于CFG 樁基施工對混凝土需要的方量較小，兩樁基礎混凝土澆筑間隔時間長，未嚴控混凝土澆筑過程，混凝土則會有離析情況出現(xiàn)，會使CFG 樁身質量受到影響。

2.4 樁身質量問題

長螺旋鉆鉆進時，穩(wěn)定樁孔護壁，能保證樁基成孔質量。然而，鉆桿提升過程中，若為及時供應混凝土，會使得下部有真空帶，并帶動周圍松軟土在樁底堆積，使樁基質量受到影響。輸送混凝土時，由于混凝土管輸送不飽滿，里面會有一些空氣，占據(jù)樁身空間，使得樁身不飽滿；連接長螺旋鉆的導管太長，CFG 樁鉆進過程中，混凝土長時間停留，會使導管堵塞；混凝土工作性能不佳，當CFG 樁在間隔時間內停留在導管中時，會發(fā)生離析情況；當原始地面標高比設計頂標高高時，樁身長度會比設計長度常，從而有孔樁產(chǎn)生，若現(xiàn)場混凝土供應方量未有效控制，會使樁長無法達標。

3 常見問題、成因及解決措施

3.1 樁孔位偏差、孔斜

（1）成因：樁孔傾斜和樁孔位置出現(xiàn)偏移時，由于場地和地層平整度和密實度不足，鉆孔過程中由于地層原因引起的鉆桿偏斜；鉆機對位不準，鉆桿垂直度有很大的偏差；鉆孔出現(xiàn)棄土沒有及時清理時，將其他的已定樁位標記進行了覆蓋。

（2）防治措施：想要避免孔位偏差和孔斜，具體施工前，應整平施工場地并壓實，安裝完鉆機，應保證其穩(wěn)固、水平及精準，確保鉆桿垂直偏差不超過1%，將鉆頭對準樁位，保證樁心偏位不大于5cm；每根樁開鉆前，由測量及質檢工程師復核樁位，并經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后方可開鉆；開孔時嚴格控制鉆速，采用輕壓慢轉方法確保孔口段的樁身垂直度；在鉆孔過程中若出現(xiàn)鉆桿搖晃或鉆進困難時，應放慢鉆進速度，待鉆桿穩(wěn)定后再正常鉆進。

3.2 堵管

（1）成因：混凝土配合比不合理、和易性、坍落度不好；因機械損壞或受泥漿包裹，鉆頭閥門打不開；施工操作不當，泵滿混凝土后不及時提鉆；泵送管道安裝不合理，管道彎頭過多、半徑偏小、線路過長、管道清洗不干凈；管道接縫處密封不嚴，使混凝土漏水或漏漿，在輸送管道內流動性變差、摩擦力增大，這些都是產(chǎn)生堵管的原因。

（2）防治措施：正確選擇混凝土原材料，混凝土配合比要科學合理，混凝土良好的和易性和坍落度是防止管道堵塞的基礎條件，需將混凝土塌落度控制在180±20mm；開鉆前，機械設備應進行全面的檢查及維護，檢查清理鉆頭閥門、管道，確保鉆頭閥門工作狀態(tài)良好、管道不堵塞；灌注混凝土前應用砂漿潤滑管道，以確保鉆桿及泵管內壁光滑；合理布設管道，盡量直線或大半徑布設，減少彎折縮短路徑；當鉆桿芯管泵滿混凝土后應及時提鉆，確保混凝土正常輸送，避免因管內混凝土壓力過大造成堵管甚至爆管。

3.3 憋鉆及卡鉆

（1）成因：造成憋鉆的主要原因是施工人員經(jīng)驗不足，操作不當，沒有根據(jù)地層變化及時調整鉆速鉆壓所致；鉆進過程中鉆速過快，螺旋葉片上的土來不及排出孔外，而擠壓在鉆桿與孔壁之間，摩擦阻力過大，使鉆桿無法轉動，造成憋鉆；如果在某些砂礫巖層憋鉆后繼續(xù)強行啟動鉆機，極易導致卡鉆，無法提起鉆具，一旦強拉，便會損壞鉆機，如動力電機燒毀，液壓支腿損壞或主卷揚機鋼絲繩拉斷等現(xiàn)象。

（2）防治措施：施鉆前應組織施工人員熟悉施工現(xiàn)場地層情況，并根據(jù)試樁結果制定合理的施工方案，在施鉆過程中根據(jù)地層變化和動力頭工作電流值對鉆壓、鉆速進行合理調整；當鉆進困難時，可采用鉆進－空轉－鉆進的間歇式鉆進方法，鉆至設計高程后空轉30～60s，待電流穩(wěn)定后停鉆，以避免憋鉆和卡鉆事故；若產(chǎn)生憋鉆，應將回轉動力電源即可關閉，使用最低速度將鉆具提起后再重新施鉆。

3.4 縮頸和斷樁

（1）成因：供料不足、停機待料所致；鉆機螺旋磨損造成樁徑不足；在飽和軟土中成樁，當采用連打作業(yè)時，新打樁就會擠壓已打樁，當泵送混凝土時壓力過大，而已打樁尚未達到一定強度時，就會使得已打樁產(chǎn)生嚴重變形，造成樁體縮頸甚至斷樁現(xiàn)象；在飽和砂層中，若提鉆速度過快，泵混凝土量與提鉆速度不匹配，在鉆桿提升過程中鉆孔內產(chǎn)生真空負壓，使孔壁塌陷造成斷樁；在復雜的地層中成樁，中間往往夾有硬土層或砂礫層，鉆機鉆進過程中會產(chǎn)生很大振動力，造成對已打樁振動斷樁破壞。

（2）防治措施：混合料準備充足，有效滿足現(xiàn)場施工需求，避免停機待料；對鉆機螺旋直徑進行常檢，避免由于螺旋磨損導致樁徑不足；根據(jù)地層不同土質，在施工中選擇合適的成樁順序，如采用隔樁或隔排跳打方法，并根據(jù)土層情況選用適宜的施工工藝和設備；嚴格控制提鉆速度，確保泵送混凝土量與提鉆速度相匹配，混凝土充盈系數(shù)宜控制在1.3 左右，提鉆速度應控制在2.0 ～2.5m/ min，且保持勻速提升，還要很好地控制留振時間；在鉆孔過程中發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應放慢速度，采用輕壓慢轉方法降低鉆機振動力，可避免造成對已打樁振動斷樁破壞。

3.5 埋管

成因：由于未嚴控混凝土澆筑時間，導管沒有上下移動，會讓混凝土與導管之間增加摩擦力，從而會出現(xiàn)相應的埋管問題。

預防措施：控制導管埋深，嚴格按設計規(guī)范要求施工。在實際澆筑過程中，應多測量，少拆除，如果混凝土量大且強度等級高，那么就可以在混凝土中適當?shù)奶砑泳從齽ㄟ^這樣的方式將混凝土凝固時間提高，如果已埋管，混凝土輔助機械便可將導管慢慢提高并試拉，若未處理好，混凝土也未初凝，那么便可在已灌注的混凝土中中插入一個小直徑的護筒，并用泥機吸出混凝土表面的泥渣；潛水工人也可以被派到混凝土表面下，可以在水下切斷導管，讓它和混凝土表面齊平；拔出小護筒，之后重下導管再灌注，灌注完成后，需要將上下斷層間施以補強。

4 CFG樁施工質量監(jiān)控舉措

4.1 人員監(jiān)管

CFG 樁的施工質量會直接受到施工人員的質量意識、安全意識和操作技能影響，為此，應將人員管理工作認真做好，并定期進行培訓和考核，以此強化人員的安全、質量及責任意識，保證每位施工人員在操作中可按有關要求將關鍵環(huán)節(jié)的控制工作做好。

4.2 嚴控混凝土材料

CFG 樁施工質量會直接受到混凝土材料質量的影響，為此，監(jiān)管中需要進行重點關注。結合工程實際狀況，對混凝土配比情況進行確定，確保可以充分攪拌混凝土。混凝土的運輸時間與距離應嚴格控制，以免運輸時間及距離太長，使混凝土產(chǎn)生離析情況。

4.3 嚴格監(jiān)管機械設備

機械設備在工程施工中發(fā)揮著巨大的作用，為此，有必要做好機械設備的監(jiān)管工作，并派專業(yè)設備管理人員對機械設備進行管理及養(yǎng)護。施工具體開展前，管理人員應對機械設備進行全方位檢查，尤其是保證鉆桿尺寸刻度清晰，若出現(xiàn)了磨損，那么就要重新標識，在實際施工中，應該認真觀察機械設備的實際運行情況，并合理控制機械設備的應用時間，以免機械超負荷運行。

5 結語

總之，作為一類用以加固地基的樁，CFG 施工質量若存在問題，那么軟土地基無法得到有效加固，導致后期施工存在巨大的安全隱患。為此，相關施工人員需要應用行之有效的監(jiān)控舉措全面監(jiān)控CFG 樁施工，以保證施工質量可以達到預期目標，最終能夠充分確保整個建筑工程項目的施工效益。