浅论CFG桩施工工艺及质量控制措施样本.doc

浅谈CFG桩施工工艺及质量控制方法
摘要：cfg桩（水泥粉煤灰碎石桩）复合地基为多年来广泛应用一个地基处理方案，该工艺施工简便、进度快、质量便于控制。本文介绍cfg桩多个成桩施工方法，关键叙述振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工工艺步骤，并对施工中常遇质量问题提出有效控制方法。
关键词：cfg桩施工工艺质量控制
1. cfg桩介绍
cfg桩是水泥粉煤灰碎石桩简称，是一个由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌制而成高粘结强度桩。该桩经过桩顶和基础之间铺设一定厚度褥垫层，使桩身、桩间土共同受力形成复合地基，从而提升整个地基承载力。依据成桩工艺不一样，通常有三种施工方法：
1)振动沉管灌注成桩法：由配重铁块结合弹性动力头作用，将沉管插入地下并挤压周围土体成孔，经过沉管灌注、振密混合料成桩施工工艺。
2)长螺旋钻孔灌注成桩法：由双动力电动机带动螺旋钻杆，在动力头及钻杆重力作用下，经过螺旋钻杆返渣成孔，然后灌注混合料成桩施工工艺。
3)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩法：成孔工艺同上，利用混凝土输送泵及长螺旋内管泵压混合料成桩施工工艺。
cfg桩成桩工艺分析表
成桩工艺 适应地层 优点 缺点
振动沉管灌注成桩 粉土、砂性土、粘性土、素填土、淤泥质土、松散砂层。 1.经过振动挤压周围土体，提升天然地基承载力；2.利用沉管振密混合料，可选塌落度较小混合料(3~5cm)，节省水泥用量。 1.振动噪声污染严重，对周围环境影响较大； 2.挤压已打桩体，轻易造成缩径或断桩。
长螺旋钻孔灌注成桩 地下水以上粉土、粘性土、素填土、中等密实以上砂土。 1.无振动、低噪音、环境影响小；
2.施工进度快、效率高。 1.只能适应地下水以上地层，施工条件存在极限性；2.孔底有虚土、沉渣，影响桩端承载力；3.孔壁自稳性差，轻易造成缩孔或塌孔，影响成桩质量。
长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩 粉土、砂性土、粘性土、素填土、淤泥质土、砂砾石层、卵石层。 1.无振动、低噪音、环境影响小；
2.施工进度快、效率高、成桩质量便于控制。 1.混合料和易性要求较高、塌落度大(16~20cm),施工成本增大；2.管路较长，弯头多，轻易发生堵管现象。
2. 施工工艺步骤
cfg桩最常见成桩方法有振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩两种方法，现对两种施工工艺分述以下：
2.1振动沉管灌注成桩施工工艺步骤
1)桩位放样：依据设计桩位图采取全站仪测量放样，经监理工程师复核后施工，桩位偏差≤10mm。
2)桩机就位：桩机就位后机座铺设平稳，对中桩位，沉管垂直度偏差≤1%。
3)振动插入沉管：沉管过程中保持桩机稳定, 预防因振冲挤密地基产生沉降而引发机身倾斜或错位，沉管插入设计深度后立即灌注混合料。沉管插入遵照隔孔跳打施工次序。
4)拌制混合料：按设计配合比配制混合料，混合料搅拌须均匀，搅拌时间不得少于2min,坍落度为30mm～50mm。
5)灌注混合料：将混合料灌入管内，直至混合料面和进料口齐平。
6)振动拔管：开机后，留振5～10s开始拔管，拔管速度匀速上升，拔管速率控制在1.2～1.5m/min，如遇淤泥质土等可液化地基，拔管速度应合适放慢。在拔管过程中，应对管内补充灌入混合料。
2.2长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工工艺步骤
1)桩位放样：依据设计桩位图采取全站仪测量放样，经监理工程师复核后施工，桩位偏差≤10mm。
2)桩机就位：桩机就位后支座铺垫平稳，对中桩位，然后经过机架对中器校正钻杆垂直度，垂直度偏差≤1%。
3)长螺旋钻孔：关闭钻头阀门并检验其密封性，向下移动钻杆至桩位点，开启电机，将钻头旋转至设计标高。成孔过程应先慢后快，避免钻杆摇摆造成桩位偏差过大。
4)拌制混合料：按设计配合比配制混合料，混合料和易性良好，坍落度控制在160mm～200mm。
5)泵压混合料：钻孔达成设计标高后，开始泵压混合料，泵送混合料应连续进行。
6)拔管：当混合料灌入管内，继续泵送2～3下即可拔管，拔管速度应和混合料泵送相配合，以避免桩体缩径、断桩和超浇混合料。反之，当排气（浆）阀溢出水泥砂浆时，为避免超浇混合料应暂停泵送，且继续拔管（拔管高度按内管填充量和桩身体积换算，预留桩身充盈系数）。在拔管过程中，应立即对管壁残留渣土进行清理，预防渣土高空掉落，确保施工安全。
3. 质量控制方法
3.1振动沉管灌注成桩质量控制方法
1)缩颈和断桩：振动沉管灌注桩施工特点是挤土成孔灌注成桩，在施工作业中，新打桩对已打桩有挤压作用，轻易造成已打桩缩颈或断桩。另外沉管提升速度太快也易造成缩颈或断桩，经过大量工程实践认为：拔管速率控制宜为1.2～1.5m/min。2)桩体强度不均匀：在成桩过程中，为控制平均速度，通常采取提升一段距离，留振一段时间，在非留振时拔管可能影响桩体强度。另外桩端混合料轻易产生离析或浮浆过多造成强度不够，影响桩端承载力。实际施工中，对第一桶混合料可合适增加水泥用量、加大塌落度等方法进行控制。
3.2长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩质量控制方法
1)堵管：它是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇问题之一，炎热天气尤为突出，既影响施工进度，又造成材料浪费。关键原因及预防方法以下：
①在硬管上铺设麻袋或稻草，并浇水保养，降低高温天气下管内混合料失水。
②常常检验钻头阀门密封情况，避免钻头漏水引发混合料离析造成堵管。
③常常敲打硬管接头，尤其是钻杆顶部180°弯头，避免混合料在阻力集中管路发生结块。
④控制混合料和易性，坍落度要求在160mm～200mm之间。坍落度太大，混合料易产生泌水、离析现象，骨料和砂浆分离，阻力加大，造成堵管；坍落度太小,混合料流动性差,也轻易造成堵管。⑤钻孔进入设计标高后，开始泵送混合料，若拔管较晚，则在泵送压力下钻头处水泥浆液被挤出，混合料对钻头阀门冲力减弱，造成阀门无法打开造成堵管。
⑥清洗管路时，经过敲打硬管声音判定结块位置，并立即清理。
2)窜孔：在松散地层或可液化地层中，应采取隔孔跳打施工次序。
3)桩端缺点：钻孔进入设计标高后，若在泵送混合料前拔管，则桩端灌水造成混合料离析或桩端存在虚土，这将影响cfg桩桩端承载力。为预防桩端发生质量缺点，应在确定混合料灌入管内，并继续泵送2～3下后拔管。
4)缩径、断桩：拔管速度过快，混合料充填不足，将造成缩径或断桩，施工中应观察排气阀排浆情况，协调泵料和拔管速度一致性。
4.结语
cfg桩复合地基作为一个新型基础处理工法，含有施工简便、进度快、质量便于控制、沉降变形小等特点。它能大幅度提升地基承载力，适适用于水利工程、工业厂房和民用住宅地基处理和加固，含有广泛经济效益和社会效应。