CFG樁復合地基施工技術

鄭 和 平

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，四川 成都　610091)

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CFG樁復合地基施工技術

鄭 和 平

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，四川 成都610091)

CFG樁能夠提高地基承載力，滿足工程沉降要求，結合工程實例，介紹了CFG樁施工技術。

CFG樁；鉆孔；質量控制

1　概　述

所承建的建筑物為一類高層剪力墻住宅結構，最大建筑高度58.4 m。場地地形西高東低，場地標高最大高差約11 m，地層結構簡單，地貌單元屬黃河沖積平原。

2　CFG樁復合地基方案

基礎持力層為第2、3層土,天然地基承載力特征值fak=140/140 kPa，不滿足設計要求。根據建筑物和場地地基土層主要物理力學指標特征值，設計采用水泥粉煤灰碎石樁(CFG)進行地基處理，設計樁徑為400 mm。

當基礎承受垂直荷載作用時，樁和樁間土間均要發生沉降變形，而樁的彈性模量遠大于土，致使樁的沉降變形小于土。為了使樁與樁間土共同承受上部荷載作用，設計在樁頂與基礎間鋪設了200 mm厚、4∶6級配砂石褥墊層，以提高樁間土的承載力，減少復合土層的沉降變形。

3　CFG樁施工

3.1材料及配合比

根據試樁成果，樁身材料采用C25素混凝土，沿樁身全長混凝土的充盈系數定為1.1～1.2。

3.2施工過程中的重、難點

CFG樁在施工中容易出現堵管、排氣閥未完全打開、混凝土下料時拔管過快等情況而造成樁體縮頸、樁頭空芯、樁端不飽滿等質量缺陷，進而影響承載力。由于樁身為素混凝土，在水平外力作用下容易脆斷。進行樁間土開挖、鑿樁頭、褥墊層回填時皆有可能造成淺層斷樁質量問題而影響其承載力，故控制灌注混凝土質量和樁體成型后的保護是CFG樁施工的重難點。

3.3施工工藝流程

地表處理→樁位放樣→樁機就位→鉆桿垂直度檢查與調整→鉆孔至設計標高→停鉆→鉆桿內填滿混合料→邊提鉆邊泵壓灌注混合料→清土→移機到下一樁位→樁間土開挖→樁頭處理→樁體完整性檢查、樁體承載力抽檢→CFG樁驗收。

3.4施工設備選型

根據工程地質情況和設計、施工及工期要求，選用了三套QLB600型步履式長螺旋鉆機成孔，然后用HBT60混凝土輸送泵進行混凝土灌注。

長螺旋鉆機鉆至設計深度后，在鉆桿暫不提升的情況下，將普通細石混凝土通過高壓泵及泵管從鉆桿頂部向鉆頭進行壓灌，按計量控制鉆桿提升速度，邊壓灌混凝土邊上提鉆桿，直至混凝土達到設計樁頂標高(包括超灌長度)為止。該工藝無泥漿、無噪聲、無振動，對環境不產生污染且施工速度快，較其他機械鉆孔具有極大的優越性。

3.5平整場地

施工前預留保護層，工程樁施工時樁頂預留2 m厚覆土，防止施工期間破壞先打好的基樁、擾動樁間土。場地平整后的高低誤差<100 mm。

3.6樁機就位鉆孔、灌注成樁

鉆機就位前，再次校對樁位的準確性，保證3根以上的臨樁校核。樁位復核無誤后，鉆機就位，就位誤差≤10 mm，對中調平保證垂直度≤1%。

鉆機鉆孔：

(1)用電動機帶動鉆桿轉動，使鉆頭螺旋葉片旋轉切削土體，土塊隨螺旋葉片上升，經排土器排出。開始鉆進時，應采用高轉速低進入的工藝，使輸土方便且鉆進阻力小、效率高。在鉆進過程中，應盡量避免鉆桿晃動，以免擴大孔徑，造成浪費。

(2)鉆進過程中，經常檢查鉆機的平整度和鉆桿的垂直度，并根據地層巖性選擇適宜的鉆進速度和轉速，保證切削下來的土體能及時地被旋帶出來，確保成孔速度及質量。

(3)深度達到設計要求后，先自檢，再報監理復檢，合格后方可壓灌混凝土。

采用跳躍式施工，隔一打一，不得連續施工。根據鉆機的具體情況，一般鉆4～5個孔移動一次鉆機。

灌注混凝土：①鉆機鉆至設計深度后，停止鉆進，將混凝土輸送軟管兩端分別與鉆桿頂部及混凝土輸送泵連接，將普通細石混凝土由輸送泵以一定的壓力經輸送軟管、長螺旋鉆桿內腔向孔底壓灌。施工第一根樁時，先攪兩斗與混凝土同比例的水泥砂漿進行輸送，然后再輸送混凝土；輸送泵壓采用10～12 MPa，提鉆速度采用1.2～2 m/min。②提升鉆桿：邊向孔內壓灌混凝土，邊提升鉆桿；應按計量控制鉆桿的提升速度及高度，直至混凝土達到高于設計的樁頂標高，嚴禁過速提鉆，以防出現斷樁和縮頸，過砂層時尤其要注意。③根據設計要求，控制混凝土的灌注高度，樁頂標高以上超灌0.5 m(試樁超灌1.5 m)，以保證樁頭質量。

3.7樁間土開挖

采用小型挖掘機(斗寬0.6 m)開挖樁間土，人工配合清理樁周土和基面浮土，確保樁間土開挖過程中對樁的保護。

3.8鑿樁頭

樁頭采用電鋸進行切割，切割機選擇較大半徑切片以保證切割深度，然后人工用大錘將樁頭截斷，嚴禁直接用大錘敲斷樁頭。

3.9樁的檢測

(1)樁身完整性檢測。

CFG樁樁身完整性采用低應變動力試驗檢測，根據檢測結果判定樁身的完整性。檢驗數量：不少于總樁數的10%。

(2)CFG樁混合料強度。

每臺班制作混合料標準立方體試件1組，經28 d標準養護后進行試件抗壓強度檢測。根據檢測結果判定其質量情況。

(3)CFG樁復合地基靜力載荷試驗。

分別進行單樁、復合地基載荷試驗，計算其沉降與承載力。檢驗數量：分別不少于總樁數的1%，且不少于3根。

3.10褥墊層鋪筑

褥墊層鋪筑時，大型機械不得進入地基處理區，采用塔機在地基處理區將材料吊入基坑內，人工配合鋪散，靜力壓實。

4　CFG樁施工質量控制

4.1堵管

堵管直接影響CFG樁的施工效率，特別是故障排除不暢時，使已攪拌的CFG樁混凝土失水或結硬，從而增加了再次堵管的幾率。

堵管原因包括：

(1)混合料配合比不合理，攪拌質量有缺陷；

(2)施工操作不當；

(3)施工時氣溫高，管壁漿液容易凝固；

(4)機械設備出現故障，維修時間過長，混凝土出現初凝：

(5)鉆機移位鉆下一個孔時，因鉆進時間過長，導致管內混凝土初凝。

防治措施：

(1)配合比必須保證混凝土的和易性，控制混凝土施工坍落度，保證混凝土泵送性能；

(2)施工時在管內填充混凝土后及時提鉆；

(3)施工時在管壁覆蓋草袋灑水濕潤，降低管道溫度。

4.2樁頭空芯

主要是因排氣閥不能正常工作所致，鉆機鉆孔時，管內充滿空氣；泵送混凝土時，排氣閥將空氣排出，若排氣閥堵塞不能正常將管內空氣排出，就會導致樁體存氣，形成空芯。

防治措施：勤檢查排氣閥工作狀態，發現堵塞及時清洗。

4.3縮頸

產生的原因：

(1)提升速度過快；

(2)輸送壓力不夠；

(3)地層松軟；

(4)鉆頭直徑達不到要求而縮徑(直徑小于設計的樁徑)。

防治措施：

(1)根據泵量，選擇適宜的提升速度；

(2)檢查輸送泵，確保輸送壓力；

(3)在軟地層中應特別放慢提升速度，開鉆前認真研究地質情況，弄清各層的地層巖性及埋深，做到心中有數；

(4)每隔一段時間應測量鉆頭大小，施工中要有備用鉆頭。

5　檢測成果

針對單樁豎向抗壓靜載試驗和單樁復合地基靜載試驗兩項檢測項目進行檢測。

5.1單樁豎向抗壓靜載試驗

通過試驗得知：最大加荷1 560 kN，最大沉降43.95 mm，單樁豎向極限承載力為1 430 kN，滿足CFG復合地基設計要求。

5.2單樁復合地基靜載試驗

壓板面積2.25 m2，最大加荷747 kPa，最大沉降25.97 mm，單樁復合地基承載力為373 kPa，滿足CFG復合地基設計要求。

6　結　語

CFG樁復合地基屬于剛性復合地基，具有承載力提高幅度大、地基變形小、適用范圍廣等特點，經濟效益顯著。只要在施工過程中嚴格控制各工序，就可以避免縮頸、斷樁、空芯等影響承載力的質量缺陷。通過對成樁進行的檢測得知復合地基承載力滿足設計要求。CFG樁可用于多種基礎形式，是一項值得在類似工程中推廣的地基處理技術。

(責任編輯：李燕輝)

2016-05-20

TV553；TU753.3

B

1001-2184(2016)04-0074-02

鄭和平(1973-)，男,湖北長陽人，高級工程師，從事建筑工程施工技術工作.