CFG樁施工技術及施工質量問題控制措施

孟祥科 余海

摘 要：CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁），采用機械成孔后，將石屑、碎石、砂、粉煤灰摻少量的水泥，加水攪拌形成的一種密實樁體。它具有可用性強、施工便捷、工程造價低廉等特點，目前已經廣泛應用于各行業(yè)地基處理領域。本文介紹了水泥粉煤灰攪拌樁的施工工藝及技術特點，對常見質量問題的成因進行分析，并針對性地提出預防措施。對于在不同地區(qū)、不同場地地層條件下，保證CFG樁施工質量達到要求具有借鑒價值。

關鍵詞：CFG樁 復合地基 施工技術 質量控制措施

中圖分類號：TU753.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（c）-0077-02

CFG（C-Cement，F(xiàn)-Flyash，G-Gravel）樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，最早由中國建筑科學研究院于20世紀80年代提出，在碎石樁的基礎上開發(fā)的一種新型剛性樁體，構成樁體的主要材料包括石屑、砂、粉煤灰、水泥，加水攪拌后形成密實的樁體。樁體與樁間土體共同作用，構成復合地基，共同承擔上部荷載。加固處理后，地基承載力可達到200kPa以上。由于CFG樁體材料主要為粉煤灰（工業(yè)廢料）、無需設置鋼筋籠，并能與樁間土共同作用充分發(fā)揮地基土承載能力，工程造價不到鋼筋砼樁基的一半，具有施工速度快、質量容易控制等特點。

CFG樁適用于加固粘性土、粉土、砂土及素填土（已完成固結）等，對于塑性指數(shù)較高的飽和軟黏土地基要慎用。CFG樁樁長應根據(jù)場地地質條件、承載力要求確定，一半情況不超過25m；樁中心距一般為樁徑的3～5倍（通常取350～600mm）；褥墊層厚度一般為150～300mm。

1 CFG樁成孔施工工藝

CFG樁的施工可根據(jù)設計結合現(xiàn)場地質情況及周邊環(huán)境情況選擇長螺旋鉆桿成孔灌注成樁，長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁，振動沉管灌注成樁，泥漿護壁鉆孔灌注成樁等適宜的方法施工[1-2]。上述施工方法具有各自的特點，適用于不同的地層。

1.1 長螺旋鉆桿成孔灌注成樁

長螺旋鉆桿成孔灌注成樁工藝適用于黏性土、粉土、素填土、稍密及密實的砂土，粒徑不大的礫砂層。施工時由電動機提供動力，鉆桿底部的螺旋葉片不停旋轉使得土層被切割，切下的土屑通過旋轉的葉片被提升到地表從而排除孔外。成孔過程中不需進行護壁，施工時無噪聲污染，對環(huán)境影響較小，施工速度快。長螺旋鉆孔灌注成樁要避免地基加固范圍內有地下水影響，防止成孔時出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

1.2 長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁

長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁工藝適用于黏性、粉土、砂土，厚度不超過5m的卵石層（卵石含量≤30%），以及需要嚴格控制噪聲、環(huán)境保護要求高的場地。施工設備主要由長螺旋鉆機、混凝土泵和混凝土攪拌機三部分組成，是我國近期大量使用的一種新工法，其屬于非擠土成樁工藝。具有鉆進速度快、無噪聲污染、無環(huán)境污染等諸多優(yōu)勢，對場地周邊建筑和環(huán)境影響較小。

1.3 振動沉管灌注成樁

振動沉管灌注成樁適用于淤泥質土、黏性土、粉土、素填土、1～2m粉細砂地層，不宜在中粗砂較厚的砂層及厚層的硬塑、堅硬黏性土、厚層卵石土層中采用。成樁工藝是通過振動方法將樁管沉入地層中成孔，然后人工或機械將混合料由樁管內部灌注成樁。它具有無污染綠色環(huán)保、工程造價低、施工快捷的特點。

1.4 泥漿護壁鉆孔灌注成樁

泥漿護壁鉆孔灌注CFG成樁工藝是指在樁孔成孔時利用泥漿護壁，通過正、反循環(huán)由泥漿把渣土帶到孔外，然后下入導管通過導管把混合料灌入孔內的成樁工藝。適用于砂土層、粒徑較小的卵石土層、黏土層等能通過泥漿護壁成孔的地層，不宜在厚層的粉細砂、卵石20～30cm含量50%以上的地層使用，該成樁工藝適用于對環(huán)境污染要求較低而對噪聲污染控制嚴格的場地。

2 CFG施工過程中常見質量問題

CFG樁在施工過程中，由于施工工藝不同及地質條件不同，可能會出現(xiàn)各種質量問題。常見的施工質量問題主要包括：樁成孔傾斜、孔底虛土較厚、灌料堵管、竄孔、斷樁、樁頭浮漿較厚等。

2.1 樁斜孔、孔底虛土

CFG樁在成孔的過程中可能會發(fā)生成孔傾斜從而導致樁的傾斜的情況。導致斜孔出現(xiàn)的主要原因是由于鉆機安放不穩(wěn)或者鉆機鉆桿的垂直度不夠，孔底虛土是由于孔底為砂土層或砂層，虛土為稀砂土狀，在鉆桿提升時不跟隨鉆桿提出地面而留在孔底形成虛土。

2.2 灌料堵管

CFG樁發(fā)生堵管的主要原因如下。

（1）混合料注漿管路密封性能不好，造成導管進水或混凝土中的水分流失出去，造成混凝土的離析，砂石分離造成搭橋而堵管。

（2）管道在使用前未清洗干凈。

（3）混凝土供應不及時。

2.3 竄孔

竄孔現(xiàn)象易發(fā)生回填較厚較短的地層和易液化的飽和粉土、粉細砂層中。

2.4 斷樁

發(fā)生斷樁的主要原因：

（1）在混合料灌注時發(fā)生堵管，經處理后繼續(xù)灌注而未與前期的混合料連接上而造成斷樁。

（2）地質條件原因，地下水豐富易產生斷樁。

（3）混合料灌注時拔管速度快造成拔出下部混合料料面。

（4）在清理樁間土時，挖掘機碰撞轉身造成上部斷樁。

3 CFG樁的質量檢驗

3.1 施工檢驗記錄

在成樁施工時要記錄好施工班報表及灌注記錄表，要詳細記錄樁號、成孔時間、成孔深度、樁徑、成孔傾斜度、混合料灌注時間、灌注量、成樁樁頂標高、充盈系數(shù)都必須詳細記錄。混合料的按規(guī)范進行試塊取樣待養(yǎng)護期滿后送實驗室檢測。

3.2 復合地基質量檢驗

CFG樁的質量檢驗采用單樁低應變檢測以檢測樁身完整性。承載力檢測采用復合地基靜載荷試驗。試驗數(shù)量嚴格按國家有關規(guī)范執(zhí)行。

4 結語

CFG樁復合地基技術在鐵路路基、高層建筑地基處理等領域應用較為廣泛，了解 CFG樁施工工藝及施工技術的特點，掌握 CFG樁施工中的常見質量問題及預防措施，對于保證 CFG樁的成樁質量有著重大的意義。

參考文獻

[1] 程宏生.CFG樁復合地基設計理論與應用[D].中南大學，2010.

[2] 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）：71-73.

[3] 李明生.CFG樁長螺旋鉆機施工工藝及質量安全控制[J].四川建材，2011，37（6）：150-151.