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1、CFG桩施工质量控制及措施内容题要 本文介绍了 CFGS在施工中的质量控制，总结了 CFG桩施工过程中遇 到的常见问题及处理措施。关键词 CFG桩；施工质量控制；常见问题；措施CFG（C-Ceme，F-Flyash G-Gravel桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称， 是由中国 建筑科学研究院地基所开发的，在混凝土桩基工艺上发展起来的新型桩体，CFG桩体材料主要由碎石、砂、粉煤灰，与适量水泥和水拌制而成。桩体与桩间土体 共同作用，组成水泥粉煤灰桩复合地基。加固处理后，地基承载力可达到200KPa 以上。由于CFG桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间 土的承载能力，工程造价一般为桩基的
2、1/31/2,具有施工速度快、工期短、质量容易控制等特点。CFGtt 一般有三种成桩施工方法：振动沉管灌注成桩、长螺旋钻孔灌注成桩、 长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩。 振动沉管灌注成桩适用于粉土、粘性土及 素填土地基，长螺旋钻孔灌注成桩适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土和长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩适用于粘性土、粉 土、砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。1 工程概况由中铁十七局承建的郑西客运专线西安北站北扩（西成、西银场）工程 DK1+90C+DK5+300段所处地貌为渭河一级阶地，该段路基经过地貌单元相对较 简单。该段地形平坦、开阔。该段地质情况为第四系
3、全新统冲积黏质黄土、粉质 黏土、细砂、中砂，故采用长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩。2 桩身材料的控制2.1水泥水泥进厂时，必须按批次对其品种、级别、包装或散装仓号、袋装质量、出 厂日期等进行验收。并对其强度、安定性进行实验，其质量必须符合现行国家标 准。每检验批由同厂家、同品种、同批号、同等级、同出厂日期水泥组成。散装 水泥每500t为一批，袋装水泥每200t为一批。不足上述量时，亦按一批计。每批应进行强度、安定性、凝结时间。其取样及实验方法应符合国家标准硅 酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(GB175水泥标准稠度用水量凝结时间、安定性 检验方法(GB1346和水泥细度检验方法(GB1345的有关规
4、定。出厂日期超过3个月，应按上述规定复验，并按复验的结果安排使用。2.2粗、细骨料粗、细骨料的检验数量为：同产地、品种、规格且连续进场的细骨料，每 400m3或600t为一批，不足的也按一批计。每批抽检一次。检验方法：实验室检验。检验内容：细骨主要有筛分曲线、细度模数、含泥量和有机物含量等。其颗 粒级配，细度模数，坚固性指标按国家标准普通混凝土用砂质量标准及检验方法(JG52的规定执行。其中粗骨料的检验内容有级配、强度(压碎指标)、坚固性、碱活性、有害物质含量。2.3水拌制混凝土几砂浆用的水宜用饮用水，采用其他水源时，应按规定进行检验， 同水源不少与1次。判定起侵蚀类型及侵蚀程度，并据此采取防
5、护措施，海水不 可用于拌制钢筋混凝土。3 CFG桩施工工艺及现场技术员在各阶段的质量控制要点3.1钻机就位将长螺旋钻就位，调整钻机水平并固定，专人检查钻头锥尖对准桩位中心点； 螺旋钻机就位后，司钻人员根据钻机架上的铅锤调节钻机垂直度，确保垂直度偏差w 1%。开钻前对桩位进行复核，桩位点偏差不得大于 30mm。控制要点：(1) 现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度，也可采用钻 机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度。(2) 每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查，满足要 求后，方可开钻。(3) 每工班要有专人对钻杆、钻头的直径进行检查避免因钻杆、钻头的磨 损，而造成桩径达不到
6、要求。3.2钻进成孔钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。当钻头到达设计桩长预定标高时， 在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据。当动力底面达到标记处桩长即满足设计要求。施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减。控制要点：(1) 在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、 位移和钻具损坏。(2) 根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计标高时，停止钻进。3.3混合料搅拌混合料搅拌必须进行集中拌和，按照配合比进行配料，每盘料搅拌时间按照 普通混凝土的搅拌时间进行控制。控制要
7、点：(1) 对每盘混合料，试验人员都要进行塌落度的监测， 合格后方可进行混 合料的投料。(2) 在成桩过程中抽样作混合料试块，每台班做 1组(3块)试块，测定 其28天抗压强度。(3) 混合料出厂时塌落度可控制在 140 mm180mm。3.4灌注及拔管长螺旋钻机钻至设计标高，停止钻进，泵车开始送料，管内空气从排气阀排 出，待钻杆芯管及输送管充满拌和料且呈连续体后，应及时提钻保证拌和料在一 定压力下灌注成桩。一边泵送，一边拔管，严禁先提管后泵料和边泵送边旋转提 钻。桩顶与施工作业面平齐，灌注完成后，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。黏 土厚度应能满足防冻和养护的要求。每根桩的投料量符合设计灌注量。
8、控制要点：(1) 设专人指挥协调钻机操作手和混合料泵操作手，保证泵送混凝土和提 升钻杆的默契配合，以确保成桩质量。(2) 施工中应保证排气阀正常工作，施工中要求，每工班经常检查排气阀， 防止排气阀被水泥堵塞。(3) 在正常情况下，钻机的提升速度控制在 23m/min，在含水砂层段内， 适当放慢提钻速度，以防流砂造成塌孔、断桩现象。（4）提钻的速率与混合料的泵送速率相协调，保证钻杆孔内混合料表面高 度始终略高于钻杆底出料口。（5 ）提钻泵送过程中，旁站人员要经常敲打输送管，确认管内混合料是否 充实，以保证桩体密实。（6）料泵操作手应根据现场施工情况调整最佳停止泵料的高度。（7）钻杆应采用静力提拔
9、，保证连续提拔，严禁出现超速提拔。（8）在灌注混合料时，对于混合料的灌入量控制采用记录泵压次数的办法， 对于同一种型号的输送泵每次输送量基本上是一个固定值，根据泵压次数来计量 混合料的投料量。3.5移机当上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于CFG 桩的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁 使原标定的桩位发生移动。因此，下一根桩施工时，应根据灰桩或周围桩的位置 对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。控制要点：现场技术员应现场抽检桩的高度是否达到要求，不合格的应及时 要求重钻。4 CFG桩施工中常见问题及控制措施4.1堵管堵管是长螺旋钻孔、管内
10、泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率，增加工人劳动强度，还会造成材料浪费。特别 是故障排除不畅时，使已搅拌的 CFG桩混合料失水或结硬，增加了再次堵管的 几率，给施工带来很多困难。产生堵管的原因及处理措施：（1）混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时，当混合料中的粗骨料 粒径过大时，常发生堵管。因此，要实验人员要严格控制混合料的配合比。（2）混合料的和易性不好。可以通过控制混合料的拌和时间来实现，一般 拌和时间控制在90120秒，具体搅拌时间根据实验确定。（3）混合料搅拌质量有缺陷。在 CFG桩施工中，混合料由混凝土泵通过刚 性管、高强柔性
11、管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂 浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料 ，易产生泌水、离析，泵 压作用下，骨料与砂浆分离，摩擦力加剧，导致堵管。坍落度太小 ，混合料在输送 管路内流动性差，也容易造成堵管。控制坍落度在 140mm180mm之间。(4) 输送管道泌水性不好。输送管道泌水性不好，弯头或接口常会因漏浆而导致堵管。 施工前应进行泌 水性试验。(5) 混凝土输送管设置不合理。根据工程情况当泵送距离较远时，应对混凝土输送管进行固定，防止在泵送 过程中应混凝土输送管的来回震动造成堵管现象的发生。(6) 输送工作不连续。当因故间歇，应每隔 5min将混凝土泵
12、正反转动23 圈，同时开动料斗搅拌器，防止料斗中的混凝土离析。常温下间歇时间不宜大于 3040min。当间歇时间过长或浇注工作结束时， 应将管内的混凝土排空，并予以 清洗。(7) 施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后，开始泵送混合料，管内空 气从排气阀排出，待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间 较晚，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出，容易造成管路堵塞。(8) 设备缺陷。弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直 连接，否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗，否则管路内有混合料的结 硬块，还会造成管路的堵塞。4.2断桩断桩按部位可分为深层断桩和浅层断桩；按形式可分为
13、一般性断桩和操作失 误性断桩。主要有以下几点：(1) 施工机械的钻头和钻杆直径不能同时保正设计要求的40cm,在施工过 程中应力的重新分配和调整可能造成桩孔缩径。(2) 对于地下水位埋藏较浅的地层施钻，在提拔钻具的同时孔底很可能形 成负空隙水压或真空现象，于是同时形成压差地下水产生流动可能造成桩孔缩径 或踏孔。(3) 对于砂土地层进行施钻，由于砂土的凝聚力很小，在钻进过程中的扰动以及钻具的垂直度、钻头阀门开启方式等问题都可以造成孔壁的不稳定或坍 塌。（4）截桩方法不当造成的断桩。这部分断桩绝大部分是浅层断桩。（5）混凝土量灌注不足造成的断桩。断桩的预防措施：（1）所有的施工机械必须满足设计的技
14、术参数要求，特别是钻头和钻杆懂 得直径和钻具的垂直度要求，最好采用双开门的钻头。（2）成桩过程应连续，避免中途停机，尤其是在饱和砂土、松散砂土、粉 土层内停机。（3）严禁先拔管后泵料，拔管速度控制在 23m/mi n。泵料要连续，严禁间 歇式泵料。断桩的处理工艺：（1）对于现场技术员发现未达到要求的桩，判断其未达到凝固时，采用原 地移机到不合格的桩孔位，重新钻到原设计深度后，按要求灌注混凝土至孔口。（2）对于检测间段发现的深层断桩，一般要求在发现的断桩旁进行补桩。（3）对于浅层断桩，桩顶高程低于施工图设计高程时，采用开槽或剔除桩头，将混凝土面清洗干净后进行接桩，可采用比桩体强度高一个等级的砾石
15、混凝 土，接桩至施工图设计高程，其戴帽的嵌入深度大于100mm，直径600mm，施工中注意保护好桩间土。（4）对于桩头在20cm以内的桩，破桩后由监理工程师和技术员共同检查， 如认为存在质量隐患的，凿除桩头混凝土至密实段，然后进行接桩。（5）对于浅层断桩，桩顶高程等于施工图设计高程时，其桩体完好，水平断口深度小于设计高程0.6m时，按郑西公司的要求可以不做处理。4.3窜孔在高压缩性淤泥层，流塑淤泥质土层，承压水的砂土层、流砂层和饱和细 砂层、粉砂层中施工常遇窜孔现象，在一般情况下，完成一根桩所需时间为 30min40min，完成1号桩后，在2号桩钻进成孔过程中，1号桩混合料尚未凝 固而流向2号桩钻孔中，所以发现已完的1号桩突然下落，已知1号桩下沉，当 2号桩泵入混合料时，泵送压力加大，钻杆提升速度放慢，也可在30s内，不提升钻杆，迫使2号桩的混合料又流向1号桩恢复到原设计标高。这种现象叫窜孔。 窜孔现象处理办法(1) 采取大桩距的设计方案，增大桩距的目的在于减少新打桩机器的剪切扰 动，避免不良影响。(2) 改进钻头，提高钻进速度。(3) 减少打桩推进排数，如将一次打好几排改为 2排或1 排,尽快离开已打 成的桩，减少对已打桩扰动能量的积累。(4) 必要时采用隔桩、隔排跳打方案，但跳打要
