CFG 樁施工中常見問題及質量控制

安玉芳

(山西誠達公路勘察設計有限公司，山西晉中 030600)

0 引言

水泥粉煤灰碎石樁，簡稱CFG樁，是由碎石、石屑、粉煤灰摻適量水泥加水拌合，用成樁機具制成的一種具有一定粘結強度的樁。CFG樁復合地基是目前應用最廣泛，也是最有效的地基處理方法之一，具有造價經濟、質量合理、工期較短的優勢。

在施工中，存在著地質條件、基礎類型、結構類型、地基承載力和變形要求等各種原因，對樁身質量影響較大，出現了諸如樁端虛空、不飽滿，樁身縮頸，斷樁等各種質量問題，影響復合地基承載力。

1 CFG樁施工工藝選擇

施工工藝的選擇是確保成樁質量關鍵的第一步，應綜合考慮地基條件、加固要求、環境保護、工程造價等多方面因素。

在CFG樁復合地基的施工工藝上，最主要有振動沉管法和長螺旋鉆管內泵壓CFG樁法兩種。振動沉管法是目前應用最廣泛的成樁工藝。具有工藝簡單，工程造價低的優勢，但受地質因素影響大，存在噪聲混凝土污染。長螺旋管內泵料CFG鉆機成樁工藝鉆孔成樁一步到位(見圖1)，無噪聲混凝土污染，成樁質量可靠，但工藝復雜，成本較高。

圖1 長螺旋管內泵料CFG鉆機成樁工藝

對淤泥質土層等無堅硬土層和密實砂層的地質條件，且遠離城區或振動噪聲混凝土限制不嚴格的地方，優先選用振動沉管法，施工效率高，造價相對較低。

對于粘性土、密實砂土等穿透性要求較高的土層，以及對噪聲混凝土和泥漿污染比較嚴格的地方，建議采用長螺旋管內泵料CFG鉆機成樁工藝，先用長螺旋鉆孔達到設計的預定深度，然后提升鉆桿，同時用高壓泵將混合料通過高壓管道的長螺旋鉆桿的內管壓到孔內成樁，利用混凝土的自密性達到強度和樁身承載力要求。

對部分存在的夾有硬土層地質條件的地區，靈敏度和密實度較高的土，如采用振動沉管法，會破壞土的結構強度，密實度減小，使得承載力下降。宜采用長螺旋鉆孔，再用振動沉管機制樁的組合，可有效避免振動對樁間土的結構破壞而導致的地基強度降低。

2 CFG樁施工中存在的質量通病及控制措施

在施工中，由于各種因素的影響，主要存在的質量問題有縮頸、斷樁、樁體強度不均和不足等。

1)樁身垂直度及樁位偏差(見圖2)。

主要原因:操作手未按技術交底進行作業;旁站人員未對樁機進行有效監控;技術交底未明確具體作業方式。

圖2 樁位偏差

控制方法:

垂直度控制:在樁機懸掛雙向垂球;旁站人員在樁機就位后進行實測，判定樁身的垂直度偏差是否滿足規范或設計要求。

樁位偏差:施工前清除地下障礙，平整壓實場地以防鉆機偏斜;放樁位時認真仔細，嚴格控制誤差。

樁機的水平度和垂直度在開鉆前和鉆進過程中注意檢查復核。

2)短樁(見圖3)。

主要原因:標識不清;施工隊伍偷工減料;旁站人員不足、控制不嚴，管理人員巡查不夠。

圖3 短樁

控制方法:在樁機機身上做明確的長度標識，為方便夜間施工控制，需用反光材料進行標識;標識的最小刻度一般為50 cm或25 cm;增加必要的旁站人員，進行現場培訓;分部和經理部管理人員加強巡視，特別是夜間施工的巡視。

3)淺層斷樁(見圖4)。

主要原因:上覆土清除時間、機械不妥;樁頭破除方式不妥;褥墊層施工方法不當。

控制方法:在樁身強度達到設計強度的70%以上后，用小型挖掘機清除上覆土;建議用電鋸進行切樁頭;褥墊層第一層施工時采用機械配合人工進行，大型機械不得進入地基處理區。

4)樁頭疏松(見圖5)。

主要原因:提管速度過快;混合料離析等;停灰面過低，未留相應的超灌長度。

圖4 淺層斷樁

圖5 樁頭疏松

控制方法:按作業指導書規定的提管速度嚴格控制;預留適當的超灌長度;加強對混合料攪拌、運輸、澆筑過程的監控。

5)樁身離析(見圖6)。

主要原因:混合料工作性能不佳;提管速度過快;提管過程中，停止供混合料。

控制方法:加強對混合料攪拌、運輸、澆筑過程的監控;根據混凝土泵的實際功效，確定合理的提管速度;提管過程中，嚴禁停泵。

6)樁端未進入相應的持力層。

主要原因:對瞬間電流控制目的不清，未按瞬間電流、樁長進行雙控。

控制方法:細化作業指導書和技術交底，對現場旁站、技術、管理人員進行培訓;做好電流樁長的相互控制和配合。

7)樁身混凝土收縮。

樁身回縮是普遍現象，一般通過外加劑和超灌予以解決，施工中保證充盈系數大于1。

控制措施:樁頂至少超灌1.0 m，并防止孔口土混入;選擇減水效果好的減水劑。

3 樁帽施工

在施工中，當單獨使用CFG樁加固軟弱地基時，應截樁頭設樁帽，以提高樁的荷載分擔，增強樁對地基承載力和減小地基沉降所發揮的作用。

澆筑樁體時，樁頂標高宜高出設計樁頂標高不少于0.5 m。截樁時，不得造成樁頂標高以下樁體斷裂和擾動樁間土，只能采用切割或人工剔鑿，不得采取動力擾動，如挖機等。

樁帽施工流程:人工開挖→清除CFG樁設計樁頂以上部分樁間土→截除樁頂設計標高以上樁頭(見圖7，圖8)→模板安裝→混凝土澆筑(見圖9)。

圖6 樁身離析

圖7 切割樁頭

4 施工中的注意事項

以長螺旋管內泵料CFG鉆機成樁工藝為例，在施工中注意以下事項:

1)了解場地工程地質條件和水文條件。

根據土層特點，制定詳細的施工組織計劃，對鉆頭和活門的結構進行改進。鉆頭結構應考慮適應硬土層鉆進的需要。

2)掌握機械設備的性能參數。

了解混凝土泵的泵送速度和泵送效率，混凝土輸送管的尺寸，鉆機卷揚機的提升速度情況。

3)做好施工前的準備工作。

施工人員的合理配備;施工現場各工序間的銜接和配合;施工現場和攪拌站間的協調;場地平整。

4)做好標識，確保成孔深度不小于設計樁長;同時還要考慮施工工作面的標高的差異，核對實測地面與設計原地面的差異，做相應增減。

5)保證混凝土的質量。

除保證強度外，施工過程中應保證混凝土具有良好的和易性。

6)加強泵機與鉆機司機間的配合，保證灌注過程中無提空現象。確保樁身不出現空洞、夾砂漿、夾泥斷樁。嚴格執行標準化作業，先泵混凝土后拔管。拔管過程中始終保證鉆頭埋入混凝土，即始終保證鉆桿內有混凝土。

7)控制好提拔鉆桿時間。

當鉆孔達到預定的深度以后，開始泵送混凝土，待鉆桿芯管及輸送軟、硬管內混凝土連續時開始提拔。禁止在泵送混凝土前提鉆桿。要經常檢查排氣孔，確保泵送混凝土時暢通。

圖8 切割后的樁頭

圖9 樁帽澆筑完成

5 CFG樁成樁檢測

在CFG樁施工中，樁位、垂直度、有效直徑的允許偏差應符合以下規定:樁長允許差不大于10 cm;樁徑允許差不大于2 cm;垂直度允許差不大于1%;樁位允許偏差:

1)筏板基礎滿堂紅布樁的基礎不大于1/2D;

2)條基或獨立基礎:垂直軸線方向不大于1/4D，順軸線方向不大于1/3D，單排布樁不得大于1/4D，且不得大于6 cm。

根據要求，成樁7 d后及時進行低應變對樁身質量檢測。檢測前，應做好各項準備工作，從而保證檢測工作有序、及時的進行。

檢驗主要包括CFG樁的數量、布局形式是否符合設計要求;CFG樁的樁身質量完整性應滿足設計要求，檢驗樁總數的10%;處理后的復合地基承載力、變形模量能否滿足設計要求及處理后的單樁承載力能否滿足設計要求，采用平板載荷試驗進行;樁頭處理是否符合設計要求，樁頭應平整，無破碎，干燥;排除基坑內積水等。

6 結語

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，不僅能很好地發揮全樁的側阻作用，同時也能很好地發揮其端阻作用。CFG樁樁體材料可摻入工業廢料粉煤灰、不配筋，具有非常顯著的經濟效益和社會效益。

［1］CFG 樁常見質量問題［J/OL］.http://wenku.baidu.com/link url=_9zbYV6s_qKOz_6mHTT5HJAket6S7obyCUttFfnvzOSw XKiWxNwFBYeGdJZ2nyXu7U4xB7ASjTC7PEegT11ByoKVhEU 6kEblr60ULY-t0vu，2014-04-14.

［2］CFG 樁施工質量控制［J/OL］.http://wenku.baidu.com/view/9da52e395727a5e9856a61ea.html，2014-04-14.

［3］中鐵四局滬昆客專線站前工程HKJX-7標1工區，水泥粉煤灰碎石樁(CFG)施工工藝及控制要點［J/OL］.http://wenku.baidu.com/view/e942471ba216147917112880.html，2014-04-14.

［4］劉利民.談CFG樁施工工藝及常見問題處理［J］.山西建筑，2012，38(34):71-72.