鄧啟君

廣州建筑股份有限公司第一建筑工程分公司 廣東 廣州 510045

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡(jiǎn)稱，由于近年對(duì)于CFG樁的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)CFG樁的施工及質(zhì)量控制的要求也越來越重要，各種改良的CFG樁也隨之出現(xiàn)，如其填料有一定的改良，目前廣東地區(qū)的CFG樁基本采用素混凝土作為填料，并且由商品混凝土攪拌站供料，增加了施工的效率，現(xiàn)以廣州市花都區(qū)某住宅工程的地質(zhì)條件情況為例，簡(jiǎn)單介紹CFG樁在砂層、土溶洞地區(qū)的施工技術(shù)，并闡述相關(guān)的質(zhì)量控制措施，可作為今后類似工程參考。

1 工程地質(zhì)情況

廣州市花都區(qū)某安置房項(xiàng)目，工程的地質(zhì)情況根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)資料，場(chǎng)地按成因、狀態(tài)、巖土性劃分，場(chǎng)區(qū)巖土層自上而下可分為：雜填土、耕土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、中粗砂、礫砂、粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化砂巖、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、中風(fēng)化灰?guī)r、微風(fēng)化灰?guī)r。需要說明的是，該地區(qū)場(chǎng)地多為砂層，砂層厚度在8～25m不等，粘土層的以下均為各種的砂層，再有少部分粘土后則是巖層。

而在地質(zhì)勘察中發(fā)現(xiàn)有少量土洞發(fā)育，但溶洞揭露率較高約為26%，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的溶洞、土洞發(fā)育情況，設(shè)計(jì)單位最后確定本工程的基礎(chǔ)采用CFG樁（素混凝土）復(fù)合地基處理，CFG樁樁身為C15混凝土，樁徑500mm，樁間距為3～5倍樁徑，樁身穿過砂層，樁端持力層為風(fēng)化巖層。單樁承載力特征值Ra=600KN，復(fù)合地基承載力fspk=300kPa（等邊三角形布置）fspk=266kPa（正方形布置）。

2 CFG樁施工工藝

2.1 施工流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量定位→移機(jī)對(duì)位、樁機(jī)調(diào)試→鉆挖到設(shè)計(jì)樁底（持力層）→灌料提升→停灌成樁→循環(huán)下一樁位→剔除樁頭→養(yǎng)護(hù)檢測(cè)→鋪設(shè)褥墊層。

2.2 施工工藝要點(diǎn)

1)由于項(xiàng)目所在地區(qū)地下水位較高，施工時(shí)應(yīng)考慮地下水對(duì)成樁的影響，采用水下灌注成樁的方式，混凝土采用拌合站集中拌料。在提鉆前灌注適量混合料，混合料在自重作用下，在首次提鉆過程中可由鉆頭閘門流出并沿鉆桿與孔壁間上返，將積水?dāng)D至混合料頂部，使鉆頭被埋在混合料中，形成隔水狀態(tài)，然后邊提邊灌，正常成樁；成樁至地表后，孔中積水自然排出樁外[1]。

2)施工順序采取隔樁隔排跳打，避免對(duì)已成樁造成損害，每次跳隔大于3m。

混凝土的強(qiáng)度應(yīng)符合C15級(jí)別，并且塌落度范圍在160～180mm之間。

3)根據(jù)樁位平面上的布置圖和所測(cè)量位置的基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行樁位的施放?？蓪⒁茦稒C(jī)移動(dòng)到指定的地點(diǎn)上的指定樁位，并也可以手動(dòng)進(jìn)行對(duì)中對(duì)中樁的移動(dòng)操作。如果鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的地面并不寬大平整，應(yīng)適當(dāng)注意適時(shí)調(diào)整鉆機(jī)支腿位置或適時(shí)調(diào)整鉆機(jī)平臺(tái)基座，以使盡可能的確保鉆樁機(jī)臺(tái)底座水平可移動(dòng)并且能保持與鉆桿方向垂直。

4)進(jìn)行鉆孔操作:關(guān)閉下鉆頭閥門，啟動(dòng)液壓卷揚(yáng)機(jī)并快速使下放的鉆桿快速旋轉(zhuǎn)直到下鉆頭完全地接觸鉆到鉆孔地面，然后再次快速旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)下鉆機(jī)錘頭，將下的鉆桿繼續(xù)緩慢快速旋轉(zhuǎn)直到下沉到鉆至鉆孔樁底的鉆孔設(shè)計(jì)標(biāo)高。挖掘出的土石渣應(yīng)堆放在指定的場(chǎng)地。

5)混合料的攪拌:采用商用預(yù)拌混合料，并通過混凝土輸送泵進(jìn)行泵送?；旌狭系奶涠葢?yīng)保持在160mm～180mm之間。同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充灌注混合料量補(bǔ)給工作和補(bǔ)充混凝土提升:當(dāng)砼鉆機(jī)桿已全部鉆至混凝土標(biāo)號(hào)達(dá)樁以上的標(biāo)準(zhǔn)砼混凝土承載層時(shí)，啟動(dòng)混凝土輸送泵并同時(shí)停止進(jìn)行混凝土輸送與灌注混料，當(dāng)所有砼輸送管腔中砼和砼鉆桿芯管腔均已經(jīng)充滿了灌注的混合砼料量后，開始緩慢的啟動(dòng)混凝土液壓卷揚(yáng)機(jī)泵并同步以勻速方式緩慢地提升砼混凝土鉆桿，同時(shí)又開始緩慢進(jìn)行砼補(bǔ)充和灌注的混料的補(bǔ)充灌注和補(bǔ)充砼提升，直至鉆機(jī)要達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)可施工位置的設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高及標(biāo)高以上規(guī)定的0.5m[2]。提升的最大速度范圍也應(yīng)注意盡可能的控制好在1.2m/min速度～1.5m/min提升速度范圍內(nèi)，嚴(yán)禁都是采用先拔管后連續(xù)提升的灌注料，要十分嚴(yán)格并注意有效地合理控制好每次提升的灌注料速率范圍和每次提鉆時(shí)間上的最合理的時(shí)間差，盡量的能做到避免在多次連續(xù)的提升或灌注料過程中突然造成鉆停機(jī)和鉆待料的各種事故情況現(xiàn)象的發(fā)生。在介質(zhì)流動(dòng)介質(zhì)或高塑性土壤鉆孔操作中，需要注意嚴(yán)密和控制好提鉆機(jī)的移動(dòng)速度，以做到盡可能的確保鉆孔樁柱本身的安全質(zhì)量。當(dāng)達(dá)到預(yù)定樁的頂灰標(biāo)高后就停止灌注料，并重新移動(dòng)樁到預(yù)定下一個(gè)樁位：在控制樁頂標(biāo)高和停灌灰面的這最后一環(huán)節(jié)，盡量控制的好，在基本滿足技術(shù)要求的前提下，減少了混合料量的浪費(fèi)。次日將地面上多余的空樁段回填。

6)應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)施工任務(wù)全部設(shè)計(jì)完成并結(jié)束試運(yùn)行后，待所有施工機(jī)械樁體強(qiáng)度全部達(dá)到或了到一定的設(shè)計(jì)最大強(qiáng)度時(shí)止(一般為樁體設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，即3日～7日)開始施工試運(yùn)行后，才能按計(jì)劃重新施工進(jìn)行地基及開挖工程基礎(chǔ)作業(yè)[3]。開挖至設(shè)計(jì)的高程樁頂時(shí)，宜盡量考慮直接采用與大型機(jī)械人工的聯(lián)合方式開挖，也這樣就意味著可以采用直接的采用較小型的小型機(jī)械來施工而與一些中小型的人工設(shè)備進(jìn)行人工聯(lián)合方法進(jìn)行開挖。

7)在開挖達(dá)至施工設(shè)計(jì)的標(biāo)高位后，應(yīng)逐步剔除掉多余的樁頭。在現(xiàn)場(chǎng)剔除樁頭時(shí)，應(yīng)保證在距離工程設(shè)計(jì)頂標(biāo)高大于地面500mm以上的同一垂直平面線上，按同一固定角度連續(xù)對(duì)稱依次放置好2、3個(gè)鋼釬，并用兩個(gè)大錘子同時(shí)向上擊打，將樁頭向上截?cái)唷＝財(cái)嗤旰?，用大手錘子或小鋼釬再將樁頭上剔下至達(dá)到設(shè)計(jì)頂標(biāo)高以上并打磨使得其光滑平整。剔除多余樁頭后，在樁頂和基礎(chǔ)間設(shè)置褥墊層（純地下室天然地基基礎(chǔ)除外），褥墊層厚200mm，褥墊層范圍同墊層范圍，褥墊層采用級(jí)配砂石。砂采用級(jí)配良好的中砂或粗紗，石為碎石，砂石的最大粒徑不大于30mm，褥墊層虛鋪后采用靜力壓實(shí)法分層予以夯實(shí)，壓實(shí)系數(shù)不少于0.97。

3 CFG樁的質(zhì)量控制

3.1 CFG樁的質(zhì)量控制要點(diǎn)

檢查地面是否隆起。已打樁頂標(biāo)高及平面位置的變化，尤其應(yīng)注意觀測(cè)樁距小的樁。對(duì)樁頂上升量較大的或懷疑發(fā)生質(zhì)量問題的樁應(yīng)開挖查看。長(zhǎng)螺旋樁機(jī)在施工中宜按照樁機(jī)施工的順序，隔樁隔排跳打，確保不影響到鄰近樁的質(zhì)量。長(zhǎng)螺旋樁機(jī)的樁尖的位置應(yīng)與設(shè)計(jì)位置相符，樁管應(yīng)豎直，二者的軸線應(yīng)一致。在沉管過程中，水或泥漿有可能進(jìn)入樁管時(shí)，應(yīng)在管內(nèi)先灌入高約1.5m左右的封底混凝土，方可進(jìn)行沉管。

采用經(jīng)批準(zhǔn)的混凝土配合比，控制好混合料的坍落度。要能做到比較嚴(yán)格精確的按配合料比來拌合混合料，坍落度一般也一定要能盡量地控制在160～180mm之間。每次向樁管內(nèi)灌注混凝土?xí)r應(yīng)盡量多灌。撥管前管內(nèi)混凝土應(yīng)與進(jìn)料口齊平，在撥管過程中應(yīng)連續(xù)向管內(nèi)補(bǔ)充混凝土，并時(shí)刻檢查管內(nèi)混凝土的高度，高出原地面2m以上，以防樁身縮孔。嚴(yán)格控制拔管速率，防止發(fā)生縮孔或斷樁質(zhì)量事故。拔管速率不得大于1.5m/min。拔管過程中嚴(yán)禁反插。每上拔2m，留振5s鐘，當(dāng)拔至離地面2m時(shí)，拔管速度應(yīng)減慢一半，且每米留振10s，以確保樁頭質(zhì)量[4]。在穿過淤泥夾層時(shí)，應(yīng)該適當(dāng)放慢拔管速度，并減少拔管高度?；炷翍?yīng)連續(xù)灌注，分層振搗密實(shí)，每層高度不超過1～1.5m；樁體混合料應(yīng)注意最后一次灌注量，樁頂施工實(shí)際高度宜大于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高50cm，以保證待基礎(chǔ)施工時(shí)再截至設(shè)計(jì)標(biāo)高，截樁時(shí)不得造成樁頂標(biāo)高以下樁身斷裂和擾動(dòng)樁間土并保證樁頂質(zhì)量和強(qiáng)度。為確保樁頂超灌，在灌注到離樁頂2m處時(shí)，檢測(cè)管內(nèi)砼高度，以滿足超灌0.5m的要求。通過混凝土計(jì)算用量與實(shí)際用量的對(duì)比，可以判斷是否出現(xiàn)縮孔。先算出樁徑乘以深度的方量（計(jì)算用量），再統(tǒng)計(jì)試樁實(shí)際消耗材料的方量（實(shí)際用量），將實(shí)際消耗的方量除以理論計(jì)算方量得到的系數(shù)必須大于1。

鉆孔操作過程中鉆機(jī)電流表如有交替升降應(yīng)為系統(tǒng)正常。鉆機(jī)在鉆至混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)一定要向前上提至少10cm高左右，保證鉆機(jī)的端口部閥孔打開，灌的混凝土?xí)惩?。施工機(jī)械操作工序中進(jìn)行的人工提鉆的作業(yè)過程與現(xiàn)場(chǎng)混合料漿的質(zhì)量供應(yīng)過程管理上必須十分嚴(yán)格和密切結(jié)合和協(xié)同配合，保證施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際提鉆的量要和實(shí)際已提泵料總量控制的指標(biāo)基本相一致，未超過泵總料量前不能未及時(shí)地進(jìn)行一次人工的拔管，以防意外造成斷樁[5]。CFG樁型(素混凝土樁)的樁頂寬度必須至少按原設(shè)計(jì)荷載要求應(yīng)比現(xiàn)行設(shè)計(jì)荷載要求應(yīng)高寬出約50cm，以有效確保樁身與有效支撐樁長(zhǎng)部分的整體強(qiáng)度。

3.2 養(yǎng)護(hù)檢測(cè)質(zhì)量控制

施工及操作實(shí)踐中的施工維修人員更應(yīng)嚴(yán)格做到每日經(jīng)常細(xì)致地檢查維護(hù)各排氣閥件的正常完好正常工作運(yùn)行的正常狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)有漏氣及堵漏管時(shí)必須采取措施及時(shí)予以拆卸或清洗，以免成樁空心。施工與養(yǎng)護(hù)施工過程施工中現(xiàn)場(chǎng)坍落度及產(chǎn)生的損失程度及沉降速度是要嚴(yán)格根據(jù)各個(gè)施工作業(yè)單位及現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試分析報(bào)告測(cè)算得出，并依需及時(shí)根據(jù)實(shí)際施工中測(cè)試得到的實(shí)際結(jié)果而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整施工現(xiàn)場(chǎng)施工坍落度，避免造成施工養(yǎng)護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)因現(xiàn)場(chǎng)施工中坍落度產(chǎn)生損失太過速度之太快而可能造成的瀝青混合料堵管;

4 CFG樁的質(zhì)量通病的防治

4.1 施工過程擾動(dòng)可使土本身的混凝土強(qiáng)度發(fā)生降低振動(dòng)的影響防治

CFG樁基(素混凝土樁)制作工藝強(qiáng)度與土種的物化性質(zhì)變化具有相當(dāng)密切地關(guān)系，因此，一定要首先考慮振動(dòng)加固樁前的土層的密實(shí)度。對(duì)高飽和軟粘土，振動(dòng)還將可引起土本身的孔隙水壓力逐漸上升，強(qiáng)度逐步下降。振動(dòng)持續(xù)時(shí)間得越長(zhǎng)，對(duì)土本身和土已打成的樁產(chǎn)生的振動(dòng)不利性影響則越嚴(yán)重。此外，對(duì)過密實(shí)含砂層以下和超硬土層也同樣不宜于采用振動(dòng)式沉井管的成塔樁法。

4.2 縮樁頸變形損壞和變形斷樁對(duì)事故樁的主要危害與防治

在建筑物上部或中部有一定部分具有較高軟硬層土壤中的軟土層中或部分土層中間部分的較硬土層中由于尚未打成土樁，樁機(jī)或設(shè)備受的相對(duì)靜振動(dòng)及沖擊應(yīng)力影響就可能較大，對(duì)中間部分及已開始打樁的設(shè)施樁的振動(dòng)危害與影響及其作用機(jī)理主要可突出的表現(xiàn)出為相對(duì)的振動(dòng)的破壞。采用隔震樁的跳打工藝，若被發(fā)現(xiàn)時(shí)已被打斷成一個(gè)新結(jié)樁而原結(jié)的樁雖硬實(shí)而其強(qiáng)度卻也就不一定夠高，在中間段補(bǔ)跳打成一個(gè)新的樁時(shí)，已被打裂成一個(gè)新結(jié)樁也是有時(shí)樁已被震裂。為真正徹底解決避免導(dǎo)致了上述嚴(yán)重開裂變形現(xiàn)象問題的反復(fù)頻繁問題出現(xiàn)，需要我們嚴(yán)格考慮根據(jù)施工地塊及不同階段的具體土質(zhì)，在一個(gè)具體結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)方案體系中必須精心考慮選擇到一個(gè)最為合適的結(jié)構(gòu)施工的成結(jié)起樁順序，并須同時(shí)注意根據(jù)地塊具體結(jié)構(gòu)土層情況而適當(dāng)合理選用好各種最為適宜現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工中的主要工藝技術(shù)材料和機(jī)具設(shè)備。

4.3 樁體強(qiáng)度與受力方向不具備穩(wěn)定及均勻性方面的技術(shù)問題應(yīng)予防治

在實(shí)際安裝或施工管理的操作過程管理中既一定要盡力做到能將拔管后下沉的速度盡量的控制在1.2m/min～1.5m/min，且也必須盡力保持下降的速度要比較快均勻平穩(wěn)而又一致，還要做到盡量地很好的地合理的控制好留振管的時(shí)間。

5 地基檢測(cè)及驗(yàn)收要求

CFG樁的樁身混凝土質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB50164-2011的規(guī)定；施工質(zhì)量應(yīng)按《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106-2014、《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)GB50202-2018》等規(guī)范執(zhí)行。各省市也有各自的檢測(cè)細(xì)則和實(shí)施辦法，在廣州地區(qū)現(xiàn)按《廣州市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)關(guān)于規(guī)范建筑工程地基基礎(chǔ)檢測(cè)工作的通知》執(zhí)行。

須由具備資質(zhì)的專業(yè)檢測(cè)單位出具檢測(cè)方案，經(jīng)由設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主審核簽名蓋章認(rèn)可后，報(bào)當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)備案后方可實(shí)施。

對(duì)于CFG樁的檢測(cè)方案內(nèi)一般分為承載力（單樁承載力和復(fù)活地基承載力）檢測(cè)和樁身質(zhì)量（完整性）的檢測(cè)。檢測(cè)的樁數(shù)按相關(guān)規(guī)范要求，檢測(cè)具體樁位由設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位及質(zhì)檢部門等根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況共同商議確定。CFG樁承載力檢測(cè)要求混凝土齡期達(dá)到28天后視場(chǎng)地情況進(jìn)行檢測(cè)，而小應(yīng)變應(yīng)在樁頭切除磨平后進(jìn)行[6]。

對(duì)于褥墊層，廣州地區(qū)的質(zhì)量監(jiān)督單位一般要求對(duì)褥墊層進(jìn)行動(dòng)力觸探試驗(yàn)，或靜力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，檢測(cè)其承載力是否滿足設(shè)計(jì)的要求。另外，對(duì)于施工材料的檢測(cè)，主要是填料即混凝土的檢測(cè)，按規(guī)范要求留置試件：在施工中，每臺(tái)班均須制作檢查試件，即每臺(tái)樁機(jī)每8小時(shí)應(yīng)留3組試件，進(jìn)行28d強(qiáng)度檢驗(yàn)，其強(qiáng)度須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)語

目前的CFG樁（素混凝土樁）地基處理作為一種加固軟土及不良地質(zhì)的地基處理手段應(yīng)用得可以說是越來越廣泛，除了建筑工程外，更多的應(yīng)用于市政道路、橋梁、鐵路等方面，由于其施工速度、效率也越來越高，在質(zhì)量控制難度也隨之加大，故此在施工中必須嚴(yán)格把關(guān)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員須落實(shí)旁站，遇到問題可立即處理，并根據(jù)各專業(yè)的規(guī)范規(guī)程做好相應(yīng)的記錄，確保CFG樁（素混凝土樁）復(fù)合地基的處理效果。