淺析CFG樁地基處理施工

陳東英

摘 要：本文主要對(duì)CFG樁復(fù)合地基技術(shù)的應(yīng)用處理進(jìn)行了討論。該技術(shù)主要在高層建筑地基基礎(chǔ)無(wú)法滿(mǎn)足上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)條件要求的情況下使用，由于地基其本身具有很強(qiáng)的多樣性和復(fù)雜性，因此，容易在實(shí)際操作中出現(xiàn)各種各樣的工程問(wèn)題，這就需要相關(guān)的技術(shù)人員對(duì)各種地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效科學(xué)的分析和處理。文中主要討論了CFG樁施工中的施工方案、技術(shù)方法、施工流程以及質(zhì)保措施，涉及了長(zhǎng)螺旋和振動(dòng)沉管的設(shè)計(jì)方法，以便施工人員選擇合適的模型和方法進(jìn)行具體的分析和計(jì)算，務(wù)必保證設(shè)計(jì)出來(lái)的體系結(jié)構(gòu)能夠同時(shí)滿(mǎn)足外觀、安全以及經(jīng)濟(jì)上的實(shí)際要求。同時(shí)也對(duì)整個(gè)CFG樁地基處理施工的流程以及其中所用到的技術(shù)方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹和分析，筆者又結(jié)合了多年在工地實(shí)踐中積累下來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)際操作中遇到的一些問(wèn)題進(jìn)行的分析，得出解決問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施，并根據(jù)實(shí)際情況作出了相應(yīng)的調(diào)整，旨在保證地基施工的高水準(zhǔn)，從而保證項(xiàng)目的整體質(zhì)量能達(dá)到使用要求。也希望以此能對(duì)CFG樁的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和地基處理施工的發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：CFG樁地基 地基處理 施工操作

中圖分類(lèi)號(hào)：U4161，TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（b）-0047-02

CFG樁是處于剛性樁和柔性樁之間的樁型，主要由砂、粉煤灰、摻碎石、砂礫和其他材料按照一定比例同水泥進(jìn)行混合攪拌形成的，這就是水泥粉煤灰碎石樁。從強(qiáng)度等級(jí)上看，CFG樁的等級(jí)處于C5～C20之間，其強(qiáng)度調(diào)節(jié)通常是通過(guò)調(diào)整水泥混合比來(lái)達(dá)到所需效果。該地基加固處理技術(shù)施工的優(yōu)點(diǎn)包括：施工速度快、承載能力高、成本低、易于控制施工質(zhì)量并能夠廣泛應(yīng)用于各種土壤、固結(jié)的粘土、粉砂和其他類(lèi)型的基土。在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，鑒于其本身具有很強(qiáng)的多樣性和復(fù)雜性，因此，容易在實(shí)際操作中出現(xiàn)一些工程問(wèn)題，這需要相關(guān)的技術(shù)人員對(duì)各種混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效科學(xué)的分析和處理。

1 施工方案

1.1 CFG樁復(fù)合地基處理方案選擇

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和建筑物的地質(zhì)條件進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，實(shí)際施工中可以選擇許多CFG樁復(fù)合地基的施工技術(shù)，其中有振動(dòng)沉管CFG樁和中心灌注CFG樁基礎(chǔ)等工藝，采用合理的工藝對(duì)提高地基承載力有很大的影響，進(jìn)行方案選擇時(shí)還應(yīng)考慮施工期、經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)境保護(hù)和其他因素。

CFG樁振動(dòng)沉管施工技術(shù)主要是使用φ377規(guī)格的無(wú)縫鋼管以振動(dòng)的形式打入地下，隨后倒入混合物沉管，使CFG樁產(chǎn)生振動(dòng)，剝離管樁。這種方法施工速度快，不過(guò)施工技術(shù)水平和施工質(zhì)量難以保證，生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪音也比較大，在城市逐漸被淘汰，大多應(yīng)用在到遠(yuǎn)郊或偏遠(yuǎn)地區(qū)；擠密樁錘沖擊促使樁孔形成的施工方法工藝較為簡(jiǎn)單，單樁承載力高，但由于大部分樁處在砂石層，無(wú)法輕易成孔，施工速度較慢，振動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，所以也不適合在城市使用。

CFG樁復(fù)合地基處理施工法目前已廣泛應(yīng)用于全國(guó)各省市，而且在推廣和使用過(guò)程中積累了許多技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，在軟土地基加固上取得了很好的效果，同時(shí)還為項(xiàng)目節(jié)省了很多成本，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。壓力灌漿法施工主要是對(duì)長(zhǎng)螺旋鉆孔，用高壓泵送混凝土混合物到CFG樁鉆孔中心通道，再通過(guò)鉆頭泵送至孔底，同時(shí)鉆井泵送混凝土，最終形成CFG樁孔。具有投資少、施工速度快、工期最短以及無(wú)噪音等特點(diǎn)。

1.2 CFG樁設(shè)計(jì)

1.2.1 CFG樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)原理

（1）CFG布樁設(shè)計(jì)。

CFG樁設(shè)計(jì)的原則是：①設(shè)置在基礎(chǔ)墻之內(nèi)。②非承重結(jié)構(gòu)不設(shè)置。③本地區(qū)內(nèi)均勻布樁，對(duì)樁間距進(jìn)行調(diào)整適當(dāng)。

（2）接樁處理設(shè)計(jì)。

如果沒(méi)有灌注CFG樁到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高或在溝槽開(kāi)挖和鑿除樁頭階段，出現(xiàn)樁身斷裂到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高之下的現(xiàn)象時(shí)，必須采取補(bǔ)救措施，方法如下。

當(dāng)H>20 cm，人工挖樁的斷面位置，土壤深度比實(shí)際樁深度高10 cm，在對(duì)樁頭鑿凈處理后使用同標(biāo)號(hào)的混凝土回填樁頂?shù)皆O(shè)計(jì)標(biāo)高。

1.2.2 加固效果檢測(cè)

（1）樁身完整性檢測(cè)。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)個(gè)數(shù)應(yīng)為總樁數(shù)的10%，檢測(cè)樁身是否完整。

（2）試塊強(qiáng)度檢測(cè)。取每一移位的一組試樣，標(biāo)準(zhǔn)28 d強(qiáng)度測(cè)試；14 d強(qiáng)度等檢測(cè)部分，確定間歇循環(huán)，最終確定靜載試驗(yàn)日期。檢查費(fèi)單列，檢測(cè)人員要求有測(cè)試的資質(zhì)。

2 主要施工方法

2.1 CFG樁復(fù)合地基施工

2.1.1 施工工序

（1）樁位測(cè)量。

①按照“樁位圖”固定，使用瞄準(zhǔn)線(xiàn)法或交會(huì)法進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。首先應(yīng)該釋放控制軸，根據(jù)控制軸線(xiàn)樁的位置設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)樁位置的標(biāo)準(zhǔn)和控制軸線(xiàn)固定相鄰樁。②粗鋼立在樁中心點(diǎn)約0.4 m，用石灰和插入鋼作為標(biāo)記。③固定樁應(yīng)反復(fù)驗(yàn)證，并請(qǐng)業(yè)主、監(jiān)理和有關(guān)各方復(fù)試驗(yàn)收，確認(rèn)樁位在允許偏差內(nèi)。

（2）鉆機(jī)到達(dá)指定位置。

①應(yīng)進(jìn)行牢固，注意鉆機(jī)的光滑表面處有無(wú)缺陷，其高程應(yīng)高于樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5 m以上。

（3）鉆孔。

①標(biāo)高測(cè)量孔徑同地面的高度，應(yīng)從鉆孔開(kāi)始測(cè)量，鉆孔深度歸零，或在鉆桿的不同鉆探深度進(jìn)行標(biāo)記。嚴(yán)格控制鉆孔深度，孔底標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)值深。②應(yīng)控制速度，根據(jù)土壤鉆探工作的壓力參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，在鉆井過(guò)程中注意扭矩和鉆速，鉆頭和鉆桿應(yīng)保持穩(wěn)定，防止卡鉆，跳鉆，起重機(jī)械事故和擴(kuò)孔鉆管部分孔質(zhì)量事故。③在鉆井過(guò)程中，人為地保持孔內(nèi)清潔，保證鉆孔下土壤能順利排出，防止鉆入泥土中。

（4）混凝土振搗。

CFG樁無(wú)振動(dòng)，但必須保證樁頭的保護(hù)是不小于0.3 m。如果有斷樁CFG樁，接樁應(yīng)用混凝土澆筑，并使用混凝土振動(dòng)器，振動(dòng)棒振動(dòng)后立即使用，振動(dòng)深度不應(yīng)小于樁的長(zhǎng)度，振動(dòng)時(shí)間不少于3 min。

（5）混凝土的養(yǎng)護(hù)。endprint

可對(duì)CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)，混凝土強(qiáng)度≥75%的靜載試驗(yàn)，一般鉆孔灌注端在不少于14天的時(shí)間間隔開(kāi)始測(cè)試。

（6）土壤清理樁。

①樁土指的是樁間土和樁孔土。清樁土操作由人工或完全小型挖掘機(jī)進(jìn)行。反鏟挖掘機(jī)體應(yīng)與樁體保持安全的距離，確保沒(méi)有相對(duì)滾動(dòng)和樁的碰撞，樁的基土附近的細(xì)節(jié)由人工清洗。

②通過(guò)樁土開(kāi)挖至標(biāo)和專(zhuān)業(yè)測(cè)量師等控制措施，嚴(yán)禁超挖。人工清除樁體周?chē)?，留出放置挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)半徑。

（7）墊層施工。

墊層礫石直徑為20 mm，均勻填充墊，宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)樁底土壤水分含量較低時(shí)，也可以采用強(qiáng)夯法（可使用平板振動(dòng)器），壓實(shí)度（厚度墊層夯實(shí)虛鋪厚度比）不應(yīng)大于0.9。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 技術(shù)準(zhǔn)備

了解和審查地基處理工程設(shè)計(jì)圖紙是否滿(mǎn)足技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還必須符合建筑地基處理的相關(guān)規(guī)范，確保圖紙和相關(guān)說(shuō)明完整明確。如果發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題應(yīng)及時(shí)向有關(guān)人員進(jìn)行詳細(xì)的詢(xún)問(wèn)。參加施工的工人必須明確知道操作要點(diǎn)，明確施工任務(wù)，做好分工與合作。

3.2 施工人員準(zhǔn)備

根據(jù)總體施工進(jìn)度計(jì)劃和實(shí)際施工需要設(shè)置專(zhuān)門(mén)的施工隊(duì)伍，確保項(xiàng)目有足夠的勞動(dòng)力。（如表1）

4 施工組織與工程進(jìn)度

4.1 組織機(jī)構(gòu)（如圖1）

4.2 工期保證措施

4.2.1 編制計(jì)劃

根據(jù)業(yè)主的承諾，單位編制的工程總進(jìn)度應(yīng)有一個(gè)比較完善的控制計(jì)劃，這種計(jì)劃是施工方和業(yè)主簽訂的合同，一旦確定就不會(huì)修改。由項(xiàng)目部制定每周計(jì)劃，根據(jù)總體進(jìn)度提交審核的報(bào)表，專(zhuān)項(xiàng)施工工長(zhǎng)根據(jù)日常安排對(duì)編制項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收，項(xiàng)目經(jīng)理按計(jì)劃對(duì)團(tuán)隊(duì)召開(kāi)日常生產(chǎn)會(huì)議，通過(guò)專(zhuān)也人士批準(zhǔn)后方可作為第二天的施工計(jì)劃，然后傳送給相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

4.2.2 施工組織管理

（1）為保證項(xiàng)目如期完成，建議選用擔(dān)任過(guò)類(lèi)似項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理，要求其具備豐富的現(xiàn)場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)。

（2）充分利用空間，優(yōu)化施工工藝流程，節(jié)約施工時(shí)間，合理安排工序，最大程度上確保安全和質(zhì)量，充分利用施工空間。

（3）各階段驗(yàn)收工作也是項(xiàng)目的一部分，用來(lái)促進(jìn)總承包單位施工，通常一個(gè)項(xiàng)目分為兩個(gè)驗(yàn)收環(huán)節(jié)，CFG樁首次驗(yàn)收和第二槽底工程驗(yàn)收。

（4）專(zhuān)項(xiàng)團(tuán)隊(duì)需實(shí)施嚴(yán)格管理。專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)必須根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度規(guī)劃進(jìn)行施工，及時(shí)將施工進(jìn)度報(bào)告給項(xiàng)目經(jīng)理，以便做出合理的決策，至少保證三名以上的高級(jí)管理人員參加每日的生產(chǎn)會(huì)議，會(huì)議主要圍繞日常施工的問(wèn)題以及如何協(xié)調(diào)解決問(wèn)題。

4.2.3 工序管理

盡量對(duì)施工線(xiàn)路進(jìn)行優(yōu)化，保證線(xiàn)路合理科學(xué)，在不改變施工效果的前提下盡量縮短各個(gè)施工環(huán)節(jié)的工期。在不同的工種之間應(yīng)有一個(gè)簽名系統(tǒng)以方便管理施工，充分利用時(shí)間，并確保彼此之間有良好的合作，避免重大損害或影響施工過(guò)程，從而延長(zhǎng)工期。

4.2.4 勞動(dòng)力及施工機(jī)械化對(duì)工期的保證

本工程施工中使用的機(jī)械主要涉及長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)和電焊機(jī)等，機(jī)械式設(shè)備應(yīng)該做好充分的準(zhǔn)備，數(shù)量充足，保證各類(lèi)機(jī)械能夠正常運(yùn)行。為了盡量縮短工期，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，施工單位應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)機(jī)械操作的最大化，做到專(zhuān)業(yè)配備專(zhuān)人專(zhuān)用，管理小型工程機(jī)械，保證施工進(jìn)度按照計(jì)劃的完成。

4.2.5 資料保證

使用專(zhuān)用軟件管理數(shù)據(jù)，由管理員負(fù)責(zé)從施工開(kāi)始收集所有的數(shù)據(jù)，完成計(jì)劃內(nèi)的整理歸檔工作，工程資料應(yīng)與實(shí)際施工進(jìn)程同步，監(jiān)督工作應(yīng)按照約定的程序找有關(guān)人員審核簽字。

4.3 施工配合

承接大型項(xiàng)目會(huì)涉及更多的專(zhuān)業(yè)內(nèi)容，所以作為一個(gè)專(zhuān)業(yè)的施工單位，組織和協(xié)調(diào)工作顯得特別重要。一個(gè)優(yōu)秀的單位應(yīng)具備科學(xué)合理的組織和協(xié)調(diào)能力，能夠充分調(diào)動(dòng)員工的積極性，利于雙方合作，互相積極支持配合，提高運(yùn)營(yíng)效率，確保項(xiàng)目的順利完成，成功地實(shí)現(xiàn)建設(shè)任務(wù)。

4.3.1 施工現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)

施工現(xiàn)場(chǎng)有協(xié)調(diào)聯(lián)絡(luò)部，內(nèi)部設(shè)置多個(gè)聯(lián)絡(luò)官，他們主要負(fù)責(zé)聯(lián)絡(luò)和協(xié)調(diào)各個(gè)部門(mén)之間的工作，每項(xiàng)工作都有專(zhuān)人進(jìn)行負(fù)責(zé)，責(zé)任落實(shí)到每一個(gè)施工人員。清楚施工現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)人員之間的關(guān)系，定期開(kāi)展協(xié)調(diào)會(huì)議，如有必要，施工方應(yīng)定期探討施工過(guò)程中的矛盾，解決施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，準(zhǔn)備會(huì)議紀(jì)要。定期對(duì)建設(shè)工程質(zhì)量進(jìn)行反饋，明確項(xiàng)目的報(bào)告時(shí)限、文明施工及其他相關(guān)的內(nèi)容。

4.3.2 與總包單位協(xié)調(diào)配合

明確責(zé)任，認(rèn)真履行專(zhuān)業(yè)任務(wù)，服從總承包單位的總體安排、分配、監(jiān)督和控制的同時(shí)，還應(yīng)該為其提供各項(xiàng)專(zhuān)業(yè)服務(wù)，幫助解決施工難題，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境和技術(shù)環(huán)境，以確保項(xiàng)目總體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4.3.3 與建設(shè)單位方協(xié)調(diào)配合

嚴(yán)格履行合同中規(guī)定的義務(wù)內(nèi)容，單位應(yīng)當(dāng)接受建設(shè)單位的總體協(xié)調(diào)，對(duì)工程建設(shè)中主要信息及時(shí)反饋，及時(shí)向建設(shè)單位報(bào)告。處處為建設(shè)單位考慮，為施工單位分憂(yōu)解難。

4.3.4 與監(jiān)理單位協(xié)調(diào)配合

（1）中標(biāo)的監(jiān)理單位在接受施工方提交的相關(guān)信息后，為施工單位制定質(zhì)量保證體系和各子項(xiàng)目質(zhì)量保證計(jì)劃。

（2）監(jiān)理單位和施工單位應(yīng)對(duì)項(xiàng)目及時(shí)做好評(píng)估，明確每階段的工作，收集工程資料，做好完整的驗(yàn)收，及時(shí)組織分部工程，為下一步的計(jì)劃和工程投入使用時(shí)間創(chuàng)造條件。

（3）根據(jù)分段過(guò)程檢驗(yàn)工程質(zhì)量，嚴(yán)格執(zhí)行“上道工序不合格，下一步不許進(jìn)行建設(shè)”的原則，使工程師能夠保證工作的順利進(jìn)行。如果出現(xiàn)工作意見(jiàn)不一的情況，應(yīng)遵循“執(zhí)行監(jiān)理先行，主張磋商統(tǒng)一”的原則，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理工作中應(yīng)維護(hù)監(jiān)理工程師的權(quán)威。

5 質(zhì)量保證體系及措施

5.1 質(zhì)量保證體系

（1）擁有一套完整的質(zhì)量保證體系，能使各工序緊密協(xié)作，處于高效的運(yùn)作狀態(tài)，建立嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系，保證施工的質(zhì)量。自我檢查結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢查員審查，項(xiàng)目部負(fù)責(zé)抽樣，做到層層把關(guān)。

（2）在選用施工技術(shù)人員時(shí)應(yīng)按照能力優(yōu)先的原則，優(yōu)先選擇在工程管理工作上有經(jīng)驗(yàn)的人員。

（3）檢驗(yàn)原材料，以確保其性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求，防止不合格材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

5.2 質(zhì)量保證措施

5.2.1 CFG樁施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著中國(guó)建設(shè)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，建筑呈現(xiàn)出了多樣化的特點(diǎn)，高層建筑地基處理方法也越來(lái)越多，在CFG樁地基處理技術(shù)的設(shè)計(jì)中有了越來(lái)越多的實(shí)際應(yīng)用。為了保證建筑結(jié)構(gòu)的可行性，有效地控制CFG樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，同時(shí)，我們也應(yīng)該盡量提高其安全性和經(jīng)濟(jì)性，以確保中國(guó)的高層建筑得到進(jìn)一步發(fā)展。

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