CFG樁復合地基施工質量控制的探討

信宜市廣廈建筑工程有限公司 廣東信宜 525300

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。本文主要針對CFG樁復合地基施工質量控制展開了探討，結合了具體的工程實例，對CFG樁的設計概況和施工流程作了簡要概述，并系統分析了CFG樁的施工質量控制，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：CFG樁；施工質量；控制

0 引言

所謂的CFG樁，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機械制成的可變強度樁。近年來，在許多高層建筑的地基中已廣泛使用CFG樁復合地基。大量工程實踐證明，CFG樁復合地基承載力不會有問題，可能出現的問題是CFG樁的施工質量控制問題。因此，為了保障CFG樁的施工質量，進而鞏固整個建筑施工的質量，就需要施工單位對CFG樁的施工要有應有的重視，采取有效措施做好施工質量的控制，抓好各工序的施工保障工作，提高施工質量和施工速度。

1 工程實例

某項目2棟16層的住宅樓，設1層地下室車庫。工程設計為筏板基礎，因建設地址原為一魚塘，地基較為流塑淤泥質土層中部土層地質為高壓縮性淤泥層和承壓水的砂土層，判定為第四紀地層石灰系基巖地區，由鉆探揭露，場地內巖土地質特征淺部主要由人工填土（Qml）層厚0.90～2.70m，平均厚度1.63m、耕土（Qpd）層厚0.20～0.50m，需采用水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）對原地基進行處理，筏板基礎部分fsp.k≥320kPa。

2 CFG樁設計概況

本工程基坑面積較大，地勢平坦，場地開闊，與周邊建筑物相距較遠。地下室基坑支護已完成，基坑開挖至地下室基礎以上0.3m，場地經人工整平，基坑排水設施完善，同時也滿足樁機行走施工。本工程CFG樁采用3臺ZKL-800型步履式長螺旋鉆孔機施工，設計樁徑為Φ500，樁身采用C20商品混凝土澆筑，共施工CFG樁6692根。

本工程CFG布樁采用矩形布置，樁距700mm～950mm，CFG樁直徑為D=500mm，樁端持力層為強（中微）風化巖面，樁芯砼強度等級為C20，褥墊層采用3：7砂石墊層，要求復合地基處理后的地基承載力特征值fspk≥320kPa。

CFG樁結構平面布置圖

3 CFG樁施工流程

CFG樁機定位—→旋轉鉆進下沉—→混凝土進料—→停鉆提升鉆桿約0.5m—→灌注混凝土—→提升鉆桿、灌注料至孔口—→關閉提升機—→移至下一根樁重復以上工序。

4 CFG樁施工質量的控制

對于高壓縮性淤泥層，流塑淤泥質土層，承壓水的砂土層的地基，CFG樁施工工藝流程，質量常常出現竄孔、縮樁和樁身夾泥、樁體存氣和空心現象、樁身強度、樁底是否到持力層這六項指標，現場質量管理和監控要點如下：

4.1 施工工藝流程

4.1.1 定位

場地應先整平，清除樁位處地上、地下一切障礙物。將CFG樁機移到指定樁位，鉆機就位后，應使鉆桿垂直對準樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。現場控制采用在鉆架上掛垂球的方法測量該孔的垂直度，也可采用鉆機自帶垂直度調整器控制鉆桿垂直度。每根樁施工前現場工程技術人員進行樁位對中及垂直度檢查。滿足要求后，方可開鉆。

4.1.2 鉆孔下沉

樁機定位調整正常后，起動電機轉動鉆桿，放松樁機鋼絲繩，樁機動力頭沿導向架切土旋轉下沉，下沉速度由電機的電流表控制。工作電流不應大于180A，如果下沉速度太快，可收緊鋼絲繩保持勻速下沉鉆進。

4.1.3 備料（商品混泥土）

CFG樁機鉆進過程中，提前通知混凝土公司進料，在前一車混凝土未灌注完之前應有料車等候灌注，防止斷料、停料。樁身混凝土設計強度為C20，混凝土坍落度為180～220mm。

4.1.4 混凝土灌注

成孔至設計深度后，現場指揮員應通知鉆機停鉆提升鉆桿約0.5m，并同時通知司泵開始灌注混凝土并保持連續灌注。施工中要控制提升速度，保持鉆頭埋入混凝土內灌注，混凝土埋鉆高度大于1.0m；灌注混凝土至樁頂時，應適當超過樁頂設計標高70cm（至槽面上30cm左右），以保證樁頂標高和樁頂混凝土質量均符合設計要求；灌注混凝土之前，應檢查管路是否順暢穩固；每班第1根樁灌注前，應用水泥砂漿濕潤管路。現場設專人負責檢查混凝土灌注質量及意外情況的處理；商品混凝土進場后應立即灌注（2h內），嚴禁長時間擱置。

4.1.5 樁機移位

上述施工流程完成后，將樁機移至另一根樁位，挖土機清理返起的虛土，按上述工藝流程施工其他樁基。

4.2 竄孔現象

在高壓縮性淤泥層，流塑淤泥質土層，承壓水的砂土層、流砂層和飽和細砂層、粉砂層中粉砂層中施工CFG樁常出現竄孔現象。在一般情況下，完成一根樁所需時間為20min～30min，完成已完成的樁后，在相鄰樁鉆進成孔過程中，已完成的樁混合料尚未凝固而流向相鄰樁鉆孔中，所以發現已完成的樁突然下落，已知已完成樁下沉，當相鄰樁泵入混合料時，泵送壓力加大，鉆桿提升速度放慢，也可在30s內，不提升鉆桿，迫使相鄰樁的混合料又流向已完成的樁恢復到原設計標高。

4.3 縮樁、樁身夾泥現象

拔管速率太快會出現導致樁徑偏小或縮頸斷樁，而拔管速率過慢也會出現造成水泥漿分布不均勻，樁頂浮漿過多和棄土堆積過高，樁身強度不足和形成混和料出現離析現象，導致樁身強度不足、斷樁或樁身夾泥現象。

預防縮樁、樁身夾泥質量措施方法嚴格控制拔管速率，因此施工時，正常的拔管速率應控制在2～3m/min。本工程由于地質多為松軟土層上施工時，機長與泵工應密切配合，提升速度必須與泵入混合料的速度相配合，面對這類土層，建議將提升的速度放慢，適當加大泵送混凝土的壓力，加大混合料的流動性，防止縮樁和樁身夾泥。

4.4 預防樁體存氣、空心質量措施方法

4.4.1 鉆桿成孔過程中，管內充滿空氣，鉆孔到設計底標高，開始泵壓注入混合料，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管外，就會導致樁體存氣，樁身形成樁身中間存在空樁或樁身部分存在空洞，嚴重影響樁身質量和樁承載力。提鉆泵送過程中，旁站人員要經常敲打輸送管，確認管內混合料是否充實，以保證樁體密實度。

4.4.2 為保證排氣閥正常工作，杜絕樁體存氣，產生空洞和空樁現象，施工時按施工程序操作，加強員工質量知識和業務技術的培訓，提高員工的工作能力，經常檢查排氣閥是否正常，若發現堵塞，及時采取措施加以清洗或更換。

4.5 樁身強度質量措施

4.5.1 CFG樁樁體混合料由水泥、卵石（或碎石）、砂、粉煤灰加水在攪拌機中強制攪拌而成，當混合料中的水泥和粉煤灰用量較少時，混合料和易性不好，容易發生堵管。因此混合料配合比要注意這兩種材料的摻入量，特別要注意粉煤灰摻量宜控制在60kg/m3～80kg/m3，混凝土的碎石粒徑以5-16mm左右為宜。

4.5.2 混合料應按設計配合比經攪拌機拌和，塌落度、拌和時間應按規范進行控制，商品攪拌車送料到施工現場后，應先充分攪拌后灌注；攪拌的混合料必須保證混合料圓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機芯管內。

4.5.3 樁身混凝土澆筑至樁頂時，必須確保有保護樁頭，利用鉆樁時產生出的泥土作護壁，把混凝土澆筑至樁頂設計標高高出700mm，以免樁身混凝土在終凝前周邊泥土落入，造成局部樁身砼存在夾渣。在截取保護樁頭前應準確測量樁頂標高。鑿除樁頭時嚴禁單邊打眼破樁頭，防止樁頭成斜面或破損，截取后的樁頭面應是水平面。

5 施工質量檢測結果

按照《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2002的要求隨機抽選了CFG樁總樁數的10%的樁，共抽檢670根樁進行低應變動力檢測，CFG樁總樁數的0.5%進行復合地基荷載試驗，共抽檢34點。

（1）低應變法試驗：Ⅰ類樁648根，占所有測樁數的96.7%；Ⅱ類樁22根，占所有測樁數的3.3%均無Ⅲ類樁。

（2）復合地基載荷試驗：34點在最大試驗荷載取設計特征值2倍荷載即640KPa作用下的累計沉降量介于10.34mm～16.04mm之間，均未超過壓板直徑或邊長的0.06倍，單樁復合地基載荷試驗的P～S曲線圓滑，沒有出現極限荷載

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