CFG樁施工常見問題及預(yù)防措施

褚艷華

(河北省文安縣交通局公路管理站)

CFG樁是英文Cement Fly-ash Gravel的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的可變強(qiáng)度樁。通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強(qiáng)度等級(jí)在C5～C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。CFG樁和樁間土一起，通過褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基共同工作。

CFG樁與水泥攪拌樁相比雖然造價(jià)較高，但其解決了長(zhǎng)度大于15 m的水泥攪拌樁施工質(zhì)量無(wú)法控制難題，因此其作為深度大于15 m的水泥攪拌樁的替代方案，在高速公路地基處理中被廣泛的應(yīng)用。

1 CFG樁施工方法

1.1 施工準(zhǔn)備

施工前進(jìn)行場(chǎng)地平整，清除地表樹根、雜草、雜物和生活垃圾，修筑進(jìn)場(chǎng)便道，準(zhǔn)備供電設(shè)備。

1.2 測(cè)量放樣

采用先定線后定點(diǎn)的方法，即根據(jù)布置圖，先放樣定出路基兩側(cè)最外邊的四個(gè)角點(diǎn)CFG樁的樁位，根據(jù)設(shè)計(jì)樁距，用鋼尺量距法定出其它樁位。校核樁的數(shù)量和在縱橫上的間距，其樁距校核差為±100 mm。放出每根樁處原地面標(biāo)高，以控制樁長(zhǎng)和樁底標(biāo)高。

1.3 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位后，使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%?，F(xiàn)場(chǎng)控制采用在鉆架上掛垂球的方法測(cè)量該孔的垂直度。每根樁施工前現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員進(jìn)行樁位對(duì)中及垂直度檢查，滿足要求后，開鉆鉆進(jìn)。

1.4 成孔

鉆孔開始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸地時(shí)，啟動(dòng)馬達(dá)鉆進(jìn)，先慢后快，同時(shí)檢查鉆孔的偏差并及時(shí)糾正。在成孔過程中發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，放慢進(jìn)尺，防止樁孔偏斜、位移和鉆具損壞。根據(jù)鉆機(jī)塔身上的進(jìn)尺標(biāo)記，成孔到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，停止鉆進(jìn)。

1.5 混合料攪拌

混合料攪拌上料順序?yàn)橄妊b碎石，再加水泥、粉煤灰、砂，嚴(yán)格按照經(jīng)監(jiān)理工程師審批的配比進(jìn)行，采用集中拌和，灌車運(yùn)輸，每盤料攪拌時(shí)間不少于1 min，混合料出廠時(shí)塌落度控制在180～220mm。根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、配合比計(jì)算投料量。

1.6 灌注

成孔至設(shè)計(jì)深度后，現(xiàn)場(chǎng)指揮員通知鉆機(jī)停鉆提升鉆桿30 cm，使鉆頭滑瓣打開，并同時(shí)通知司泵開始灌注混凝土并保持連續(xù)灌注。灌注混凝土至樁頂時(shí)，超過樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高50 cm，以保證樁頂標(biāo)高和樁頂混凝土質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)要求。司鉆和泵工密切配合，根據(jù)泵入混合料量控制提鉆速度，混合料的連續(xù)性，以防斷樁、縮頸。灌注混凝土之前，檢查管路是否順暢穩(wěn)固;第1根樁灌注前，用水泥砂漿濕潤(rùn)管路。壓灌混凝土?xí)r一次提鉆高度小于25 cm;現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人負(fù)責(zé)檢查混凝土灌注質(zhì)量及意外情況的處理;施工過程中應(yīng)認(rèn)真填寫施工記錄，每機(jī)每臺(tái)班留取試塊1～2組。成樁過程中應(yīng)對(duì)已打樁的樁頂進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)。施工垂直度偏差不應(yīng)大于1%。冬季施工時(shí)混合料入孔溫度不得低于5℃，對(duì)樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。

1.7 樁頭處理

(1)第一步清土在CFG樁施工完畢后立即將多余混凝土鏟除;

(2)第二步在成樁后7 d左右剔樁，避免因樁身強(qiáng)度較大時(shí)剔樁困難;

(3)清土采用小型機(jī)械設(shè)備及人工開挖、運(yùn)輸，避免斷樁及對(duì)地基土的擾動(dòng);預(yù)留至少20 cm進(jìn)行人工清除，找平;

(4)清槽后人工截樁，采用3根鋼釬間隔120°，沿徑向楔入樁體，直至上部樁體斷開，樁頂采用小釬修平;

(5)樁頂開裂、斷裂，按樁基混凝土接樁規(guī)定，斷面鑿毛，刷素水泥漿后用高一級(jí)混凝土填補(bǔ)并振搗密實(shí)。

2 常見問題及預(yù)防措施

(1)堵管。堵管是長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁工藝常遇到的主要問題之一。它直接影響CFG樁的施工效率，增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度，還會(huì)造成材料浪費(fèi)。特別是故障排除不暢時(shí)，使已攪拌的CFG樁混合料失水或結(jié)硬，增加了再次堵管的幾率，給施工帶來(lái)很多困難。產(chǎn)生堵管的原因有以下幾點(diǎn)。

①混合料配合比不合理。當(dāng)混合料中的細(xì)骨料和粉煤灰用量較少時(shí)，混合料和易性不好，常發(fā)生堵管。因此，坍落度控制在180～220 mm之間。

②混合料攪拌質(zhì)量有缺陷。在CFG樁施工中，混合料由混凝土泵通過剛性管、高強(qiáng)柔性管、彎頭最后到達(dá)鉆桿芯管內(nèi)。混合料在管線內(nèi)借助水和水泥砂漿潤(rùn)滑層與管壁分離后通過管線。坍落度太大的混合料，易產(chǎn)生泌水、離析，泵壓作用下，骨料與砂漿分離，摩擦力加劇，導(dǎo)致堵管。坍落度太小，混合料在輸送管路內(nèi)流動(dòng)性差，也容易造成堵管。

③施工操作不當(dāng)。鉆孔進(jìn)入土層預(yù)定標(biāo)高后，開始泵送混合料，管內(nèi)空氣從排氣閥排出，待鉆桿內(nèi)管及輸送軟、硬管內(nèi)混合料連續(xù)時(shí)提鉆。若提鉆時(shí)間較晚，在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出，容易造成管路堵塞。

(2)樁端不飽滿。這主要是因?yàn)槭┕ぶ袨榱朔奖汩y門的打開，先提鉆后泵料所致。這種情況可能造成鉆頭上的土掉入樁孔或地下水浸入樁孔，影響CFG樁的樁端承載力。為杜絕這種情況，施工中前、后臺(tái)工人應(yīng)密切配合，保證提鉆和泵料的一致性。

預(yù)防措施:及時(shí)清除或外運(yùn)樁口出土，防止下籠時(shí)混入混凝土中;樁頂浮漿多因孔內(nèi)出水或砼離析造成，應(yīng)保證超灌50 cm后，排除浮漿才終孔成樁。

(3)施工不當(dāng)造成斷樁。為避免樁頂浮漿與松散混凝土帶來(lái)的質(zhì)量缺陷，CFG施工中參照混凝土灌注樁，樁頂高程至少要比設(shè)計(jì)高程高出0.5 m，這高出的0.5 m通常稱為“樁頭”。在樁頭部分樁間土開挖和截取樁頭過程中，一些施工單位使用大型機(jī)械鉤挖或不注意控制機(jī)械的活動(dòng)就會(huì)造成CFG樁淺部斷樁。在碎石褥墊層施工中，一些施工單位動(dòng)用大噸位卡車運(yùn)輸碎石直接進(jìn)入場(chǎng)地，或者使用重型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。由于樁上填土較薄，局部碾壓下可能破壞樁體和樁帽，造成斷樁和樁帽破裂。而在路基填筑具有一定的高度后，填土對(duì)局部壓力的應(yīng)力擴(kuò)散作用才能對(duì)CFG樁體和樁帽起到足夠的保護(hù)作用。

預(yù)防措施:樁間土開挖、截樁和褥墊層施工過程中加強(qiáng)旁站，及時(shí)制止不當(dāng)施工行為。遇到斷樁嚴(yán)格要求按接樁處理，遇到破裂樁帽嚴(yán)格要求返工。

(4)CFG樁樁身垂直度偏差控制不到。CFG樁樁身垂直度偏差控制不到造成樁帽傾斜，樁帽頂平面地基土不規(guī)則變形，造成CFG樁偏心受壓，可能導(dǎo)致該樁受彎折斷，危及復(fù)合地基穩(wěn)定。

預(yù)防措施:鉆桿必須雙向設(shè)置吊錘控制垂直度，CFG樁樁體垂直度允許偏差1%。