淺析CFG樁復合地基施工中常見問題及質量控制措施

【摘要】CFG樁復合地基是在碎石樁加固地基法的基礎上發展起來的一種地基處理技術，近幾年得到了廣泛應用。本文對CFG樁施工中應注意的幾個問題進行了討論。

CFG樁復合地基即水泥粉煤灰碎石樁（Cement Fly ashGrav el Pile，簡稱CFG樁或CFGP），是由碎石、石屑（或砂）、粉煤灰摻適量水泥加水拌和后形成的高粘結強度樁，樁、樁間土和褥墊層一起形成的復合地基。

一、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。產生堵管有如下幾種原因：（1）混合料配合比不合理。當混合料中的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。因此混合料配合比要注意這兩種材料的摻入量，特別是注意粉煤灰摻量宜控制在60～80kg／m3。（2）混合料攪拌質量有缺陷。在CFG樁施工過程中，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?；旌狭显诠芫€內是以圓柱體形狀，借助水和水泥砂漿潤滑層與管壁分離后通過管線的。因此所設計和攪拌的混合料必須確?；旌狭蠄A柱體能順利通過剛性管、高強柔性管、彎管和變徑管而到達鉆桿芯管內。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泵儲料斗時，需經一定尺寸的過濾柵：有時過濾柵不起作用，可能將混入到粗骨料中的大塊石或片石漏入混凝土泵儲料斗，泵送混合料時，大塊石或片石可能在管線內或動力頭內腔管處堵塞，造成堵管。（3）設備缺陷。彎頭是連接鉆桿與高強柔性管的重要部件，當泵送混合料時，彎頭曲率半徑以及彎頭與鉆桿的連接形式，對混合料的正常輸送起著至關重要的作用。若彎頭的曲率半徑不合理，會發生堵管；彎頭與鉆桿垂直連接，也將發生堵管。正確的連接方式如下圖所示。

混合料輸送管無論是剛性管還是高強柔性管，若施工結束后清洗不徹底，管內會產生混合料結硬塊體，會妨礙潤滑砂漿流動，以至造成堵管。此外，管接頭不牢固，墊圈破損，也會導致水泥砂漿流失，造成堵管。在高水頭下，鉆頭閥門進水，泵入混合料后，使混合料離析，在鉆頭閥門處形成碎石散體，堵塞閥門，也無法保證混合料從閥門處下落。（4）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充滿混合料、介質是連續體后，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少漿的混合料塞體，使管線堵塞，混合料不能下落。

二、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l號樁下降的樁頂開始回升，泵入2號樁的混合料足夠多時，l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：被加固土層中有松散飽和粉土、粉細砂；鉆桿鉆進過程中葉片剪切作用對土體產生擾動；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，施工未發現有竄孔現象；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，也很少發生竄孔；只是在樁距較小，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：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新打樁對已打樁的剪切擾動，避免不良影響。改進鉆頭，提高鉆進速度；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l排。盡快離開已打樁，減少對已打樁擾動能量的積累；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：當提鉆灌注混合料到發生竄孔土層時，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其樁身完整性和承載力是否受到影響，就作者在兩個工程50余根樁的試驗研究，低應變檢測結果表明樁身完好，單樁靜載試驗檢測承載力與其它樁相同，滿足設計要求。

三、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：鉆頭構造缺陷，如當鉆頭閥門蓋板采用內嵌式時，有可能有砂粒、小卵石等卡住，導致閥門無法開啟；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（水側壓力系數為1）很大。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。對這一問題，可采用改進閥門的結構型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。

四、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。眾所周知，空氣無孔不入，鉆桿成孔鉆進時，管內充滿空氣，鉆孔到預定標高開始泵混合料，此時要求排氣閥工作正常能將管內空氣排出。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。

五、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：有可能使鉆頭上的土掉進樁孔；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。某工程設計樁長為11.5～14.5m不等，樁端進入中砂或卵石層，且進入深度不小于40cm。施工操作采用提拔30cm再泵送混合料，從施工完畢后的單樁和單樁符合地基檢測試驗Q-s和p-s曲線（見下圖）可以看出，曲線存在明顯的臺階，這主要是由于樁端處存有虛土或樁端混合料離析造成的端阻力減小，隨著荷載的不斷增加，樁端虛土或散體材料進一步被壓實，端阻進一步發揮，承載力又進一步提高。

參考文獻

[1]符英杰，孫寧．CFG樁復合地基的作用機理研究[J].山西建筑．2010

[2]習先萍．淺談CFG樁復合地基的設計與施工[J]．山西建筑．2010 【關鍵詞】CFG樁復合地基；施工技術；問題