论超长CFG桩的施工质量控制

论超长CFG桩的施工质量控制

王峰

陕西建秦基础工程有限责任公司陕西西安710032

摘要：CFG桩是近年来发展起来的一种新型桩，随着地基处理技术的普及、提高和发展，在建筑工程中得到了越来越多的应用，其中超长CFG桩的应用也呈现逐步上升趋势，超长CFG桩施工过程质量控制难度大、不可预见风险大，更易产生质量事故。本人他通过工程案例分析，对如何有效控制超长CFG桩的施工质量进行分析、探讨，希望能为各位学者提供一些参考资料。

关键词：超长CFG桩；案例分析；质量控制

CFG（CementFlyashGrave）桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是近年来发展起来的一种新型桩。目前CFG桩施工方法主要为振动沉管法施工和长螺旋钻管内泵压混合料灌注法施工两种，但是由于振动沉管施工过程中强大的振动力，对周围桩的振动破坏和挤压破坏是不可避免的，再者，土层强度较高时，就很难进行施工，故建筑工程地基处理一般采用长螺旋钻孔管内泵压混合材料灌注成桩施工方法，该工艺具有施工噪音低，成桩速度快，工程造价较低等特点。近年来，随着地基处理技术的普及、提高和发展，在建筑工程中得到了越来越多的应用。一般建筑工程CFG桩桩长约12～20m，超过20m的为超长桩，随着桩长的增加、长螺旋钻机型号的加大、地层复杂程度的增大，以致施工过程中不可预见风险的加大，造成施工质量控制难度增大，更易产生质量事故。因此通过对本人经历工程案例的分析，为如何在以后超长CFG桩施工中有效的控制施工质量，降低施工风险提出宝贵经验。

一、超长CFG桩在施工中存在质量问题的案例及分析

本人施工的某住宅小区地基处理工程设计采用CFG桩复合基地，整个地基处理工程共分为2期施工，1期施工5栋楼均采用桩径400mm、桩长19m，施工过程顺利，施工质量满足设计及规范要求；2期施工中1#、2#楼，因为正处于地裂带附近，且建筑物位置无法避让，经过有关专家进行论证后，1#、2#楼设计桩长变更为25m，桩径400mm。施工过程大体正常，但在桩间土开挖过程中发现1#、2#楼存在部分桩头上端缺失、缩颈等问题。建设方初步认为是施工质量问题，但根据现场施工记录及检测单位检测结果显示施工过程符合规范要求，桩身质量完整、单桩承载力检测部分满足设计要求，故组织专家对现场实际情况进行分析论证。最终结论以场地地质情况复杂为主因，设计考虑欠缺、施工经验不足等多方因素造成，后经专家组与设计单位共同确定先将有缺陷桩上部凿除并补至设计桩顶标高，再根据场地缺陷桩分布情况进行针对性的补桩进行加固处理。

通过对此次质量事故原因进行综合分析，存在以下几个方面问题：

1、设计方存在的问题

首先，设计单位未能对CFG桩长加长变更引起重视，只是简单估算增加桩长可以加强复合地基的承载力，从而达到满足地裂缝对于复合地基的影响，未能综合考虑增加桩长引起CFG桩的长细比例变大对施工的影响，而只是单方面增加桩长而不增加桩断面。

其次，设计单位未能提出对此范围进行详细补勘，提供详细勘察报告，依据详细勘察报告数据进行调整设计。

最后，设计单位未能对增加桩长变更提出进行试桩要求，并根据试桩结果来确定最终工程桩设计参数。而不是只是简单的进行理论计算，直接根据原有试桩数据进行变更工程桩设计参数。

2、施工阶段存在的问题。

首先，施工过程中未能引起施工单位的重视，以为桩长加长只是简单的更换机械设备，未充分考虑到桩长增加有可能产生的质量问题的风险，以及采取相应的组织施工措施。

其次，超长CFG桩施工经验不足，在施工过程中未采取有效的施工措施，减少产生质量问题的风险，如施工速度适当放慢、桩位跳打间距放大等措施。

最后，未能建立切实有效的信息法施工机制，如在施工过程中发现钻机钻出土层与勘察报告不一致时，应当及时反馈设计勘察单位，由设计勘察单位确定是否需要变更或采取相应措施，而不是一味着只讲究施工进度，按常规CFG桩进行施工。

二、超长CFG桩通病及处理措施

1、堵管：堵管是长螺旋钻孔、管内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。产生堵管的原因有以下几点：

a.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，混合料和易性不好，常发生堵管。因此，要注意混合料的配合比，尤其要注意将粉煤灰掺量控制在70kg/m3～100kg/m3的范围内，坍落度应控制在20±2cm之间。

b.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。

c.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。

d.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。

2、窜孔：在饱和软土层中成桩经常会遇到这种情况，打完一棵桩后，在施工相邻的桩时，发现刚施工的临桩的桩顶突然下落，当桩泵入混合料时，临桩的桩顶开始回升，此种现象称为窜孔。

①发现窜孔的条件有如下三条：

a.加固土层中有松散饱和软土层；

b.钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动；

c.土体受剪切扰动能量的积累，足以使土体发生触变。

②由于窜孔对成桩质量的影响，施工中采取的预控措施：

a.采取隔桩、隔排跳打方法；

b.设计人员根据工程实际情况，采用桩距较大的设计方案，避免打桩的剪切扰动；

c.减少在窜孔区域的打桩推进排数，减少对已打桩扰动能量的积累；

d.合理提高钻头钻进速度。

3、桩头空芯：主要是施工过程中，排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时，管内充满空气，泵送混合料时，排气阀将空气排出，若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出，就会导致桩体存气，形成空芯。为避免桩头空芯，施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞及时清洗。

4、桩端不饱满：这主要是因为施工中为了方便阀门的打开，先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔，影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况，施工中前、后台工人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性。

5、桩孔偏斜：主要因为地面不平，导向设施出现偏差，钻架不正或钻杆弯曲，钻杆刚度不够所致。另外钻进时土层硬度发生突然变化或遇到障碍物也会导致桩孔偏斜。施工前应对安装好的钻机设备做全面检查，做到水平、稳固，对钻杆、接头要逐个检查，保证钻杆顺直，有足够的刚度。在钻进时，土层由软变硬时要少加压慢给进。

6、钻进困难：主要原因为遇到地下障碍物如石块、混凝土块，钻机功率不够或钻进速度太快造成憋钻。应选用硬质合金钻头，采用合适的钻速。遇到障碍时如障碍物不深，应进行清除后复钻，如不易挖出则改变桩位。

三、结束语

通过对以上施工质量问题分析，可以看出超长CFG桩施工看似和一般CFG桩施工没有什么区别，只是桩长加长而已，但实际施工过程中因为桩长的加长会在无形中增加施工风险、从而加大施工难度，若在施工中稍有不慎将会带来不必要的质量问题，造成工期拖延、经济损失。故在以后超长CFG桩施工过程中务必引起高度重视，精心组织、科学管理，降低施工质量风险。

参考文献

[1]GB51004-2015.建筑地基基础工程施工规范[S].2015

[2]JGJ94-2008.建筑桩基技术规范[S].2008

[3]建筑工程中的CFG桩施工要点与质量控制措施[J].温松.住宅与房地产.2018（07）