CFG樁復(fù)合地基施工質(zhì)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(fù)合地基是在碎石樁加固地基法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種地基處理技術(shù)。本文主要針對(duì)CFG樁復(fù)合地基施工質(zhì)量控制展開了探討，結(jié)合了具體的工程實(shí)例，對(duì)CFG樁的設(shè)計(jì)概況和施工流程作了簡(jiǎn)要概述，并系統(tǒng)分析了CFG樁的施工質(zhì)量控制，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：CFG樁；施工質(zhì)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(jī)械制成的可變強(qiáng)度樁。近年來(lái)，在許多高層建筑的地基中已廣泛使用CFG樁復(fù)合地基。大量工程實(shí)踐證明，CFG樁復(fù)合地基承載力不會(huì)有問(wèn)題，可能出現(xiàn)的問(wèn)題是CFG樁的施工質(zhì)量控制問(wèn)題。因此，為了保障CFG樁的施工質(zhì)量，進(jìn)而鞏固整個(gè)建筑施工的質(zhì)量，就需要施工單位對(duì)CFG樁的施工要有應(yīng)有的重視，采取有效措施做好施工質(zhì)量的控制，抓好各工序的施工保障工作，提高施工質(zhì)量和施工速度。

1 工程實(shí)例

某項(xiàng)目2棟16層的住宅樓，設(shè)1層地下室車庫(kù)。工程設(shè)計(jì)為筏板基礎(chǔ)，因建設(shè)地址原為一魚塘，地基較為流塑淤泥質(zhì)土層中部土層地質(zhì)為高壓縮性淤泥層和承壓水的砂土層，判定為第四紀(jì)地層石灰系基巖地區(qū)，由鉆探揭露，場(chǎng)地內(nèi)巖土地質(zhì)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(duì)原地基進(jìn)行處理，筏板基礎(chǔ)部分fsp.k≥320kPa。

2 CFG樁設(shè)計(jì)概況

本工程基坑面積較大，地勢(shì)平坦，場(chǎng)地開闊，與周邊建筑物相距較遠(yuǎn)。地下室基坑支護(hù)已完成，基坑開挖至地下室基礎(chǔ)以上0.3m，場(chǎng)地經(jīng)人工整平，基坑排水設(shè)施完善，同時(shí)也滿足樁機(jī)行走施工。本工程CFG樁采用3臺(tái)ZKL-800型步履式長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)施工，設(shè)計(jì)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(qiáng)（中微）風(fēng)化巖面，樁芯砼強(qiáng)度等級(jí)為C20，褥墊層采用3：7砂石墊層，要求復(fù)合地基處理后的地基承載力特征值fspk≥320kPa。

CFG樁結(jié)構(gòu)平面布置圖

3 CFG樁施工流程

CFG樁機(jī)定位—→旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)下沉—→混凝土進(jìn)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(guān)閉提升機(jī)—→移至下一根樁重復(fù)以上工序。

4 CFG樁施工質(zhì)量的控制

對(duì)于高壓縮性淤泥層，流塑淤泥質(zhì)土層，承壓水的砂土層的地基，CFG樁施工工藝流程，質(zhì)量常常出現(xiàn)竄孔、縮樁和樁身夾泥、樁體存氣和空心現(xiàn)象、樁身強(qiáng)度、樁底是否到持力層這六項(xiàng)指標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理和監(jiān)控要點(diǎn)如下：

4.1 施工工藝流程

4.1.1 定位

場(chǎng)地應(yīng)先整平，清除樁位處地上、地下一切障礙物。將CFG樁機(jī)移到指定樁位，鉆機(jī)就位后，應(yīng)使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。現(xiàn)場(chǎng)控制采用在鉆架上掛垂球的方法測(cè)量該孔的垂直度，也可采用鉆機(jī)自帶垂直度調(diào)整器控制鉆桿垂直度。每根樁施工前現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員進(jìn)行樁位對(duì)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(jī)定位調(diào)整正常后，起動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿，放松樁機(jī)鋼絲繩，樁機(jī)動(dòng)力頭沿導(dǎo)向架切土旋轉(zhuǎn)下沉，下沉速度由電機(jī)的電流表控制。工作電流不應(yīng)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(jìn)。

4.1.3 備料（商品混泥土）

CFG樁機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中，提前通知混凝土公司進(jìn)料，在前一車混凝土未灌注完之前應(yīng)有料車等候灌注，防止斷料、停料。樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C20，混凝土坍落度為180～220mm。

4.1.4 混凝土灌注

成孔至設(shè)計(jì)深度后，現(xiàn)場(chǎng)指揮員應(yīng)通知鉆機(jī)停鉆提升鉆桿約0.5m，并同時(shí)通知司泵開始灌注混凝土并保持連續(xù)灌注。施工中要控制提升速度，保持鉆頭埋入混凝土內(nèi)灌注，混凝土埋鉆高度大于1.0m；灌注混凝土至樁頂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)超過(guò)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高70cm（至槽面上30cm左右），以保證樁頂標(biāo)高和樁頂混凝土質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)要求；灌注混凝土之前，應(yīng)檢查管路是否順暢穩(wěn)固；每班第1根樁灌注前，應(yīng)用水泥砂漿濕潤(rùn)管路。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人負(fù)責(zé)檢查混凝土灌注質(zhì)量及意外情況的處理；商品混凝土進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)立即灌注（2h內(nèi)），嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間擱置。

4.1.5 樁機(jī)移位

上述施工流程完成后，將樁機(jī)移至另一根樁位，挖土機(jī)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(xiàn)象

在高壓縮性淤泥層，流塑淤泥質(zhì)土層，承壓水的砂土層、流砂層和飽和細(xì)砂層、粉砂層中粉砂層中施工CFG樁常出現(xiàn)竄孔現(xiàn)象。在一般情況下，完成一根樁所需時(shí)間為20min～30min，完成已完成的樁后，在相鄰樁鉆進(jìn)成孔過(guò)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(fā)現(xiàn)已完成的樁突然下落，已知已完成樁下沉，當(dāng)相鄰樁泵入混合料時(shí)，泵送壓力加大，鉆桿提升速度放慢，也可在30s內(nèi)，不提升鉆桿，迫使相鄰樁的混合料又流向已完成的樁恢復(fù)到原設(shè)計(jì)標(biāo)高。

4.3 縮樁、樁身夾泥現(xiàn)象

拔管速率太快會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致樁徑偏小或縮頸斷樁，而拔管速率過(guò)慢也會(huì)出現(xiàn)造成水泥漿分布不均勻，樁頂浮漿過(guò)多和棄土堆積過(guò)高，樁身強(qiáng)度不足和形成混和料出現(xiàn)離析現(xiàn)象，導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不足、斷樁或樁身夾泥現(xiàn)象。

預(yù)防縮樁、樁身夾泥質(zhì)量措施方法嚴(yán)格控制拔管速率，因此施工時(shí)，正常的拔管速率應(yīng)控制在2～3m/min。本工程由于地質(zhì)多為松軟土層上施工時(shí)，機(jī)長(zhǎng)與泵工應(yīng)密切配合，提升速度必須與泵入混合料的速度相配合，面對(duì)這類土層，建議將提升的速度放慢，適當(dāng)加大泵送混凝土的壓力，加大混合料的流動(dòng)性，防止縮樁和樁身夾泥。

4.4 預(yù)防樁體存氣、空心質(zhì)量措施方法

4.4.1 鉆桿成孔過(guò)程中，管內(nèi)充滿空氣，鉆孔到設(shè)計(jì)底標(biāo)高，開始泵壓注入混合料，此時(shí)要求排氣閥能將管內(nèi)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(nèi)空氣無(wú)法排出管外，就會(huì)導(dǎo)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(yán)重影響樁身質(zhì)量和樁承載力。提鉆泵送過(guò)程中，旁站人員要經(jīng)常敲打輸送管，確認(rèn)管內(nèi)混合料是否充實(shí)，以保證樁體密實(shí)度。

4.4.2 為保證排氣閥正常工作，杜絕樁體存氣，產(chǎn)生空洞和空樁現(xiàn)象，施工時(shí)按施工程序操作，加強(qiáng)員工質(zhì)量知識(shí)和業(yè)務(wù)技術(shù)的培訓(xùn)，提高員工的工作能力，經(jīng)常檢查排氣閥是否正常，若發(fā)現(xiàn)堵塞，及時(shí)采取措施加以清洗或更換。

4.5 樁身強(qiáng)度質(zhì)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(jī)中強(qiáng)制攪拌而成，當(dāng)混合料中的水泥和粉煤灰用量較少時(shí)，混合料和易性不好，容易發(fā)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(yīng)按設(shè)計(jì)配合比經(jīng)攪拌機(jī)拌和，塌落度、拌和時(shí)間應(yīng)按規(guī)范進(jìn)行控制，商品攪拌車送料到施工現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)先充分?jǐn)嚢韬蠊嘧ⅲ粩嚢璧幕旌狭媳仨毐ＷC混合料圓柱體能順利通過(guò)剛性管、高強(qiáng)柔性管、彎管和變徑管而到達(dá)鉆桿機(jī)芯管內(nèi)。

4.5.3 樁身混凝土澆筑至樁頂時(shí)，必須確保有保護(hù)樁頭，利用鉆樁時(shí)產(chǎn)生出的泥土作護(hù)壁，把混凝土澆筑至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)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(hù)樁頭前應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量樁頂標(biāo)高。鑿除樁頭時(shí)嚴(yán)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(yīng)是水平面。

5 施工質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002的要求隨機(jī)抽選了CFG樁總樁數(shù)的10%的樁，共抽檢670根樁進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，CFG樁總樁數(shù)的0.5%進(jìn)行復(fù)合地基荷載試驗(yàn)，共抽檢34點(diǎn)。

（1）低應(yīng)變法試驗(yàn)：Ⅰ類樁648根，占所有測(cè)樁數(shù)的96.7%；Ⅱ類樁22根，占所有測(cè)樁數(shù)的3.3%均無(wú)Ⅲ類樁。

（2）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)：34點(diǎn)在最大試驗(yàn)荷載取設(shè)計(jì)特征值2倍荷載即640KPa作用下的累計(jì)沉降量介于10.34mm～16.04mm之間，均未超過(guò)壓板直徑或邊長(zhǎng)的0.06倍，單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的P～S曲線圓滑，沒(méi)有出現(xiàn)極限荷載

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