安玉芳

(山西誠達(dá)公路勘察設(shè)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(jī)具制成的一種具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。CFG樁復(fù)合地基是目前應(yīng)用最廣泛，也是最有效的地基處理方法之一，具有造價經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量合理、工期較短的優(yōu)勢。

在施工中，存在著地質(zhì)條件、基礎(chǔ)類型、結(jié)構(gòu)類型、地基承載力和變形要求等各種原因，對樁身質(zhì)量影響較大，出現(xiàn)了諸如樁端虛空、不飽滿，樁身縮頸，斷樁等各種質(zhì)量問題，影響復(fù)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(zhì)量關(guān)鍵的第一步，應(yīng)綜合考慮地基條件、加固要求、環(huán)境保護(hù)、工程造價等多方面因素。

在CFG樁復(fù)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(nèi)泵壓CFG樁法兩種。振動沉管法是目前應(yīng)用最廣泛的成樁工藝。具有工藝簡單，工程造價低的優(yōu)勢，但受地質(zhì)因素影響大，存在噪聲混凝土污染。長螺旋管內(nèi)泵料CFG鉆機(jī)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(zhì)量可靠，但工藝復(fù)雜，成本較高。

圖1 長螺旋管內(nèi)泵料CFG鉆機(jī)成樁工藝

對淤泥質(zhì)土層等無堅硬土層和密實(shí)砂層的地質(zhì)條件，且遠(yuǎn)離城區(qū)或振動噪聲混凝土限制不嚴(yán)格的地方，優(yōu)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(shí)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(yán)格的地方，建議采用長螺旋管內(nèi)泵料CFG鉆機(jī)成樁工藝，先用長螺旋鉆孔達(dá)到設(shè)計的預(yù)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(nèi)管壓到孔內(nèi)成樁，利用混凝土的自密性達(dá)到強(qiáng)度和樁身承載力要求。

對部分存在的夾有硬土層地質(zhì)條件的地區(qū)，靈敏度和密實(shí)度較高的土，如采用振動沉管法，會破壞土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，密實(shí)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(jī)制樁的組合，可有效避免振動對樁間土的結(jié)構(gòu)破壞而導(dǎo)致的地基強(qiáng)度降低。

2 CFG樁施工中存在的質(zhì)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(zhì)量問題有縮頸、斷樁、樁體強(qiáng)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(shù)交底進(jìn)行作業(yè);旁站人員未對樁機(jī)進(jìn)行有效監(jiān)控;技術(shù)交底未明確具體作業(yè)方式。

圖2 樁位偏差

控制方法:

垂直度控制:在樁機(jī)懸掛雙向垂球;旁站人員在樁機(jī)就位后進(jìn)行實(shí)測，判定樁身的垂直度偏差是否滿足規(guī)范或設(shè)計要求。

樁位偏差:施工前清除地下障礙，平整壓實(shí)場地以防鉆機(jī)偏斜;放樁位時認(rèn)真仔細(xì)，嚴(yán)格控制誤差。

樁機(jī)的水平度和垂直度在開鉆前和鉆進(jìn)過程中注意檢查復(fù)核。

2)短樁(見圖3)。

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

圖3 短樁

控制方法:在樁機(jī)機(jī)身上做明確的長度標(biāo)識，為方便夜間施工控制，需用反光材料進(jìn)行標(biāo)識;標(biāo)識的最小刻度一般為50 cm或25 cm;增加必要的旁站人員，進(jìn)行現(xiàn)場培訓(xùn);分部和經(jīng)理部管理人員加強(qiáng)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(jī)械不妥;樁頭破除方式不妥;褥墊層施工方法不當(dāng)。

控制方法:在樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%以上后，用小型挖掘機(jī)清除上覆土;建議用電鋸進(jìn)行切樁頭;褥墊層第一層施工時采用機(jī)械配合人工進(jìn)行，大型機(jī)械不得進(jìn)入地基處理區(qū)。

4)樁頭疏松(見圖5)。

主要原因:提管速度過快;混合料離析等;?；颐孢^低，未留相應(yīng)的超灌長度。

圖4 淺層斷樁

圖5 樁頭疏松

控制方法:按作業(yè)指導(dǎo)書規(guī)定的提管速度嚴(yán)格控制;預(yù)留適當(dāng)?shù)某嚅L度;加強(qiáng)對混合料攪拌、運(yùn)輸、澆筑過程的監(jiān)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(qiáng)對混合料攪拌、運(yùn)輸、澆筑過程的監(jiān)控;根據(jù)混凝土泵的實(shí)際功效，確定合理的提管速度;提管過程中，嚴(yán)禁停泵。

6)樁端未進(jìn)入相應(yīng)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(jìn)行雙控。

控制方法:細(xì)化作業(yè)指導(dǎo)書和技術(shù)交底，對現(xiàn)場旁站、技術(shù)、管理人員進(jìn)行培訓(xùn);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(xiàn)象，一般通過外加劑和超灌予以解決，施工中保證充盈系數(shù)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(dāng)單獨(dú)使用CFG樁加固軟弱地基時，應(yīng)截樁頭設(shè)樁帽，以提高樁的荷載分擔(dān)，增強(qiáng)樁對地基承載力和減小地基沉降所發(fā)揮的作用。

澆筑樁體時，樁頂標(biāo)高宜高出設(shè)計樁頂標(biāo)高不少于0.5 m。截樁時，不得造成樁頂標(biāo)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(jī)等。

樁帽施工流程:人工開挖→清除CFG樁設(shè)計樁頂以上部分樁間土→截除樁頂設(shè)計標(biāo)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(nèi)泵料CFG鉆機(jī)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(zhì)條件和水文條件。

根據(jù)土層特點(diǎn)，制定詳細(xì)的施工組織計劃，對鉆頭和活門的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。鉆頭結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮適應(yīng)硬土層鉆進(jìn)的需要。

2)掌握機(jī)械設(shè)備的性能參數(shù)。

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(jī)卷揚(yáng)機(jī)的提升速度情況。

3)做好施工前的準(zhǔn)備工作。

施工人員的合理配備;施工現(xiàn)場各工序間的銜接和配合;施工現(xiàn)場和攪拌站間的協(xié)調(diào);場地平整。

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

5)保證混凝土的質(zhì)量。

除保證強(qiáng)度外，施工過程中應(yīng)保證混凝土具有良好的和易性。

6)加強(qiáng)泵機(jī)與鉆機(jī)司機(jī)間的配合，保證灌注過程中無提空現(xiàn)象。確保樁身不出現(xiàn)空洞、夾砂漿、夾泥斷樁。嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，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(nèi)有混凝土。

7)控制好提拔鉆桿時間。

當(dāng)鉆孔達(dá)到預(yù)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(nèi)混凝土連續(xù)時開始提拔。禁止在泵送混凝土前提鉆桿。要經(jīng)常檢查排氣孔，確保泵送混凝土?xí)r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(yīng)符合以下規(guī)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(chǔ)滿堂紅布樁的基礎(chǔ)不大于1/2D;

2)條基或獨(dú)立基礎(chǔ):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(jù)要求，成樁7 d后及時進(jìn)行低應(yīng)變對樁身質(zhì)量檢測。檢測前，應(yīng)做好各項準(zhǔn)備工作，從而保證檢測工作有序、及時的進(jìn)行。

檢驗主要包括CFG樁的數(shù)量、布局形式是否符合設(shè)計要求;CFG樁的樁身質(zhì)量完整性應(yīng)滿足設(shè)計要求，檢驗樁總數(shù)的10%;處理后的復(fù)合地基承載力、變形模量能否滿足設(shè)計要求及處理后的單樁承載力能否滿足設(shè)計要求，采用平板載荷試驗進(jìn)行;樁頭處理是否符合設(shè)計要求，樁頭應(yīng)平整，無破碎，干燥;排除基坑內(nèi)積水等。

6 結(jié)語

CFG樁復(fù)合地基是在碎石樁加固地基法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基處理技術(shù)，不僅能很好地發(fā)揮全樁的側(cè)阻作用，同時也能很好地發(fā)揮其端阻作用。CFG樁樁體材料可摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋，具有非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

［1］CFG 樁常見質(zhì)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(zhì)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(biāo)1工區(qū)，水泥粉煤灰碎石樁(CFG)施工工藝及控制要點(diǎn)［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.