CFG桩复合地基施工质量控制

　　摘要:介绍了CFG桩复合地基的施工工艺、施工技术要求以及施工中存在的主要问题及解决措施。

　　关键词:CFG桩复合地基，施工质量，褥垫层

　　Abstract: this paper introduces a CFG pile composite foundation construction technology, construction technical requirements and construction are the main problems and solutions.

　　Keywords: CFG pile composite foundation, and the construction quality, serveral problems

　　CFG桩全称水泥粉煤灰碎石桩(Cement Fly-ash Gravel Pile)，是由碎石、石屑、砂石和粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用各种成桩机械在地基中制成的强度为C5～C30的桩。CFG桩复合地基是由CFG桩、桩间土和褥垫层一起构成的刚性桩复合地基[1]。CFG桩复合地基试验研究是建设部“七五”计划课题，于1988年立题进行试验研究，并应用于工程实践。CFG桩复合地基成套技术，1992年通过部级鉴定，1994年被建设部列为全国重点推广项目，被国家科委列为国家级全国重点推广项目。1997年被列为国家级工法，并制定了中国建筑科学研究院企业标准，现已列入国家行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79一2002)[2]

　　为进一步推广这项技术，国家投资对施工设备和施工工艺进行了专门研究，并列入“九五”国家重点攻关项目。1999年12月通过国家验收。该技术己在全国23个省、市广泛应用，已经成为多层至30层以下高层建筑地基处理的主要技术之一。据不完全统计，该技术己在1000多个工程中应用。和桩基相比，由于水泥粉煤灰碎石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1/3~1/2，经济效益和社会效益显著。

　　1 施工技术要求

　　1.1根据土质情况，控制制桩距离

　　在施工过程中，成桩的施工工艺对CFG桩复合地基的质量至关重要，不合理的施工工艺将造成重大的质量问题，甚至导致质量事故，而要选择确定合理的施工工艺必须深入了解地质情况。只有在深入了解地质情况的基础上，才能确定合理的施工工艺，并在施工过程中加强监测，根据具体情况，控制施工工艺，发现特殊情况，做出具体的改变。

　　(1)在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，但当采用连打作业时，由于饱和软土的特性，新打桩将挤压己打桩，形成椭圆或不规则形态，产生严重的缩颈和断桩。此时，应采用隔桩跳打施工方案。

　　(2)而在饱和的松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先打桩施工完后，土体密度会有显著增加。而且，打的桩越多，土的密度越大。在补打新桩时，一是加大了沉管难度，二是非常容易造成已打桩断桩，此时，隔桩跳打亦不宜采用[20]。

　　(3)当满堂布桩时，不宜从四周转向内推进施工，宜从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工。但仅凭打桩顺序的改变并不能完全避免新打桩的振动对己结硬的己打桩产生影响。此时，应采用螺旋钻引孔的方案，避免新打桩的振动造成己打桩的断桩。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩项浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。故施工时，应严格控制拔管速率。

　　1.2控制好混合料的坍落度

　　大量工程实践表明，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度一般控制在3~5厘米，和易性好，当拔管速率为1.2~1.5m/min时，一般桩顶浮浆可控制在10厘米左右，成桩质量容易控制。

　　1.3拔管过程避免反插

　　在拔管过程中若进行反插，由于桩管垂直度的偏差，容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土影响桩身质量，应避免反插。

　　1.4设置保护桩长

　　保护桩长是指成桩时预先设定加长的一段桩长，结构基础施工时将其剔除，用于路基时可将保护桩保留;设置保护桩是保证施工质量有效手段，但浪费材料较多。使桩在加料时，比设计桩长多加0.5米的保护桩，将沉管拔出后，用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3~5秒，提高桩顶混合料密实度。上部用土封项，增大混合料表面的高度即增加了自重压力，可提高混合料抵抗周围土挤压的能力，避免新打桩振动导致己打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。

　　2 施工程序控制

　　(1)桩要进入现场，根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，进行设备组装;

　　(2)桩机就位，保持水平、稳固，调整沉管与地面垂直，确保垂直偏差不大于1%;

　　(3)启动钻机，沉管到预定标高，停机;

　　(4)沉管过程中必须作好施工记录。一般激振电流每沉1米记录一次，对土层变化处特别说明;

　　(5)按设计配合比配制混合料，投入拌和机加水拌料，加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度为3~5cm，成桩后桩顶浮浆厚度不超过20cm。混合料拌和均匀，搅拌时间不得少于1分钟;

　　(6)沉管至设计标高时须尽快进行空中投料，直到管内混和料面与钢管料口平齐。若上料不足应在拔管过程中加料至设计标高;

　　(7)开动马达，沉管原地留振10秒左右，然后边振边拔管。控制拔管速度。当遇到淤泥或淤泥质土时，拔管速度可适当放慢(一般土层中以 1.2~1.5m/min，软弱土层中以0.6~0.8m/min为宜);

　　(8)当拔管至地面时，应确认成桩符合设计要求后用粒状材料或湿粘土封顶保护;

　　(9)移位至下一点施工。

　　3 褥垫层

　　3.1褥垫层使用材料

　　褥垫层一般使用碎石或灰土。若采用碎石褥垫层，材料可用粗、中砂、碎石、级配砂石或碎石，最大粒径不宜大于30mrn。若设计采用灰土褥垫层，可用石灰土(也可掺入一定量的粉煤灰或水泥做二灰土褥垫层)，其石灰(水泥不小4%)剂量不小于8%，可按照石灰土的控制质量标准施工。每层材料均匀摊铺，并采用碾压密实，一般碾压不少于3遍。

　　3.2 褥垫层使用材料的厚度要求

　　褥垫层位于桩顶和桩间土的上部，其厚度一般取10~30cm为宜。当桩径d、桩间距s过大或建筑物上部结构刚度大且对地基沉降要求不很严，可适当加大其厚度，这样有利于提高桩土共同工作的效率。但若褥垫层厚度过大，会导致桩、土应力比等于或接近1，这样设计的复合地基承载力，不会比天然地基有较大的提高，而且建筑物的变形也大，此时实际上复合地基中桩的设置己失去了意义。

　　4 施工中存在的主要问题及解决措施

　　在施工过程中，难免由于人为操作失误或受水文地质条件的影响，可能会引起堵管、缩径和窜孔现象，特别在桩基后期土方施工中不注意保护桩头，引起桩身断裂等情况，将会直接影响施工进度和成桩质量。因此在成桩施工和后期产品保护过程中，必须严格按照灌注混凝土桩的施工规范和桩基验收规范的有关技术参数进行施工。为了避免产生以上的施工质量问题，可采取以下几方面措施加以解决。

　　(1)当混凝土的泵送量过多而钻杆提升过慢，就容易造成管道堵塞，当混凝土的泵送量不足而钻杆提升过快，就会影响成桩质量，造成断桩或缩径，因此要做好成孔、搅拌、泵送、提钻各道工序的密切配合。

　　(2)禁止采用先提钻后灌混凝土作法，正确要求是钻杆钻到设计标高后不要提钻，先向钻杆内灌混凝土，然后再提钻杆进行桩底混凝土灌注施工。严格掌握混凝土的输入量和提钻产生的空孔体积。

　　(3)泵送管道应保持水平，尽量减少弯道，泵安装位置尽可能靠近钻机。

　　(4)在夏天气温超过30℃施工时，应在输送管道上覆盖湿草被，并洒水降温，避免混凝土发生初凝，防止管内混凝土失水离析，造成堵塞泵管。

　　(5)冬季施工应采取保暖措施，对搅拌用水预热，混凝土搅拌运输车及泵管均要采取保温措施，使混合料入孔温度不得低于50℃。

　　(6)CFG成桩施工应连续进行，在施工中不能停泵待料，要备有足够的灌注混凝土料，在灌注成桩过程应避免停水、停电等情况的发生。

　　(7)桩体应经成桩7天达到一定强度后，方可进行基槽开挖;如桩顶距离地面在1.5m以内，宜用人工开挖;如大于1.5m，下部700mm亦宜用人工开挖，以避免损坏桩头;清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

　　(8)挖至设计标高后，应剔除多余的桩头，剔除桩头时应采取如下措施：找出桩顶标高，在其上50~10mm处同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎，用大锤同时击打，将桩头截断。桩头截断后，再用钢钎、手锤等工具沿桩周向桩心逐渐剔除多余的桩头，剔凿平整直至设计桩顶标高;有特殊要求，可采取切割方法把虚桩头去掉。

　　【参考文献】

　　[1] 阎明礼，张东刚. CFG桩复合地基技术及工程实践. 北京：中国水利水电出版社，2001

　　[2] 中华人民共和国行业标准，建筑地基处理技术规范 JGJ79一2002