CFG樁復(fù)合地基施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

趙 志 民

(軍械工程學(xué)院，河北 石家莊 050003)

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CFG樁復(fù)合地基施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

趙 志 民

(軍械工程學(xué)院，河北 石家莊 050003)

介紹了CFG樁的應(yīng)用特點(diǎn)，闡述了長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注法的施工工藝流程，并從樁基施工前期準(zhǔn)備、組織試樁試驗(yàn)、樁基質(zhì)量檢測等方面，分析了CFG樁施工中的質(zhì)量控制要點(diǎn)，指出CFG樁復(fù)合地基的施工方法較為簡單，機(jī)械化程度高，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

CFG樁，地基，質(zhì)量控制

CFG樁復(fù)合地基是近幾年發(fā)展起來的軟弱地基處理方法，其以施工速度快、噪聲小、質(zhì)量易控制，適用范圍廣，經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn)，在北方地區(qū)獲得了廣泛的應(yīng)用。本文重點(diǎn)對CFG樁施工過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了分析。

1 CFG樁簡介

CFG樁即水泥粉煤灰碎石樁，通過將水泥、石屑或砂、粉煤灰及碎石等材料混合在一起加水拌合，用成樁機(jī)械設(shè)備制成強(qiáng)度等級在C15～C25之間的高粘結(jié)強(qiáng)度樁。CFG樁體、樁間土和褥墊層共同組成復(fù)合地基，在豎向荷載的作用下，樁頂向上刺入褥墊層，通過褥墊層砂石的流動補(bǔ)償作用使得樁與樁間土始終保持與基礎(chǔ)底面的接觸，達(dá)到樁、土共同承擔(dān)荷載，形成受力整體。CFG 樁可以有效提高地基的承載力，減少地基沉降及差異沉降，因而被廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐中。

2 CFG樁施工工藝

目前CFG樁主要有振動沉管法和長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注法施工。振動沉管施工法通過振動成樁，并可有效擠密管樁周圍土層，具有較高的地基承載力，但由于施工過程中產(chǎn)生較大振動力，對周圍樁產(chǎn)生振動破壞和擠壓破壞，不易控制質(zhì)量，而且施工噪聲和污染較大，因此，在城區(qū)內(nèi)多采用長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注法。長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注法屬于非擠壓成樁技術(shù)，施工噪聲小，工期短，無污染，對樁間土無擾動，施工質(zhì)量好。

長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注法施工工藝流程如下：

1)測放樁位。用水準(zhǔn)儀將高程點(diǎn)引入施工現(xiàn)場，測定打樁作業(yè)面高程。根據(jù)規(guī)劃紅線點(diǎn)定出建筑物角點(diǎn)，測放出軸線控制網(wǎng)及樁位。在樁位用直徑8 mm的鋼釬豎直打入約20 cm深孔，孔內(nèi)灌注白石灰，并插入一次性木筷作標(biāo)記物。樁位偏差控制在±5 mm以內(nèi)，成樁誤差控制在1/4樁徑以內(nèi)。

2)鉆機(jī)就位。在每根樁施工之前，先鋪墊平整打樁作業(yè)面，移動鉆機(jī)，檢查、調(diào)整鉆桿垂直度，使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位標(biāo)記物，控制CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。

3)鉆進(jìn)成孔。在螺旋鉆管鉆孔過程中，首先關(guān)閉鉆頭閥門，控制好長螺旋鉆機(jī)鉆進(jìn)速度，注意在鉆進(jìn)過程中隨時檢查鉆機(jī)垂直度，防止鉆桿破壞，樁體傾斜。根據(jù)鉆機(jī)塔身上的進(jìn)尺標(biāo)記，待鉆進(jìn)到設(shè)計深度時，停止鉆進(jìn)。

4)壓灌CFG混合料及提鉆。當(dāng)鉆機(jī)鉆進(jìn)至設(shè)計深度后，停止鉆進(jìn)，垂直提升鉆桿30 cm，打開鉆頭閥門，泵送流態(tài)CFG混合料，當(dāng)混合料充入鉆具2 m～3 m后提升鉆具開始灌樁，隨著混合料不斷泵入，提升鉆機(jī)至設(shè)計標(biāo)高成樁。灌注混合料應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，嚴(yán)禁停機(jī)待料。拔管大概按照1.2 m/min～1.5 m/min的速率，以防提鉆過快造成縮徑或斷樁。灌注成樁后，樁頂采用麻袋或濕粘土封蓋保護(hù)。

5)鉆機(jī)移位。依據(jù)確定的打樁方案、順序，移動鉆機(jī)到下一根樁展進(jìn)行施工。由于CFG樁鉆進(jìn)成孔產(chǎn)生的砂土?xí)采w臨近樁位標(biāo)記物，因此，在施工新樁時，需依據(jù)軸線和樁的相對位置關(guān)系認(rèn)真復(fù)核樁位，確保準(zhǔn)確。

6)截樁頭和清樁間土。待混凝土強(qiáng)度接近100%時開挖樁間土。一般采用小型施工機(jī)械開挖樁間土，人工清槽底，待露出保護(hù)樁頭后，利用無齒鋸在樁頂鋸一周不小于5 cm深的縫，在縫內(nèi)對稱位置插入鋼釬,用人工錘擊方式截斷樁頭。截樁頭時應(yīng)注意協(xié)調(diào)用力，防止樁頭破損和擾動樁間土。

3 CFG樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1)做好樁基施工前期準(zhǔn)備。開工前，應(yīng)做好施工方案技術(shù)交底，明確崗位職責(zé)，安排技術(shù)人員對成樁全過程旁站檢查和控制，做好施工記錄，及時處理突發(fā)的堵管、停電等問題；對長螺旋樁機(jī)、混凝土輸送泵等主要機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全部檢查調(diào)試，做好設(shè)備保養(yǎng)工作；備足施工用的水泥、砂、石等材料，做好材料復(fù)試檢測；審核樁位及高程控制基準(zhǔn)點(diǎn)，重點(diǎn)控制集水坑、電梯底坑等樁長加深部位的樁長，并在鉆機(jī)上做出明顯標(biāo)識。

2)控制原材料質(zhì)量。原材料必須先檢后用。在施工前和過程中需做好進(jìn)場材料檢驗(yàn)試驗(yàn)，檢查產(chǎn)品合格證等質(zhì)量證明文件，做好混合料試塊留置、養(yǎng)護(hù)，并將水泥、粉煤灰、試塊等送實(shí)驗(yàn)室檢測，保證材料性能符合設(shè)計要求。

3)組織試樁試驗(yàn)。正式施工前，需按照圖紙設(shè)計要求進(jìn)行CFG樁試樁試驗(yàn)，復(fù)核地質(zhì)是否與勘察報告相符，檢驗(yàn)施工機(jī)械、施工工藝及施工方案是否合理。通過試樁，確定單樁灌入量、混合料坍落度、配合比、充盈系數(shù)及鉆機(jī)拔管速率等各項(xiàng)工藝參數(shù)，驗(yàn)證混合料的工作性能。

4)控制混合料坍落度?；旌狭咸涠纫话銥?160 mm～200 mm，常取180 mm左右，此時混合料的和易性較好，容易控制CFG樁的成樁質(zhì)量。如果混合料坍落度太大，會使樁頂浮漿過多，形成離析及泌水，降低樁體強(qiáng)度，泵送時易產(chǎn)生堵管現(xiàn)象；坍落度太小，混合料流動性低，會導(dǎo)致泵送阻力過大，造成堵管，不能正常泵送施工。

5)控制成樁深度和垂直度。依據(jù)現(xiàn)場施工場地標(biāo)高和設(shè)計施工樁長，計算下鉆深度，并在鉆機(jī)機(jī)架上做好明顯標(biāo)識。在鉆機(jī)鉆頭接觸地面開鉆前，重新復(fù)核樁位，啟動鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)下沉至設(shè)計深度。在鉆進(jìn)過程中做好隨時觀測，鉆機(jī)在穿越軟硬土層交界處時，為保持鉆桿垂直，宜降低速度，緩慢進(jìn)尺，若發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或鉆進(jìn)困難，表明可能遇到硬土、石塊或硬物等，需立即提鉆查明原因，與設(shè)計人員溝通確定處理方案，在妥善處理后重新鉆進(jìn)，否則易產(chǎn)生樁孔傾斜、偏移等質(zhì)量缺陷，甚至造成鉆機(jī)損壞。

6)做好壓灌與提鉆配合。待鉆機(jī)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計深度后，地泵向芯管內(nèi)泵送混合料，當(dāng)芯管內(nèi)混合料的高度接近2 m～3 m時，開始提鉆。在提鉆過程中，應(yīng)做好泵送與提鉆工作的配合，控制混合料泵送量與提鉆拔管速率相匹配，保證芯管內(nèi)拌合料保持一定高度，使鉆頭始終埋在樁內(nèi)混合料液面之下，避免發(fā)生夾泥以及縮頸等質(zhì)量缺陷。

7)截除樁頭及清樁間土。在挖取樁間土?xí)r，宜采用人工配合小型挖掘機(jī)挖取樁間土，防范挖掘機(jī)碰蹭樁體，造成樁體上部斷裂。清鑿樁頭時，在截斷面位置用切割機(jī)進(jìn)行環(huán)形切割，在樁體四周用釬子和重錘向內(nèi)鑿除，并將樁頂鑿平，嚴(yán)禁用大錘錘擊樁體。截樁時，鋼釬下應(yīng)墊上木方相對而鑿，不能只使用單根鋼釬鑿一個方向，防止出現(xiàn)斷樁或樁頭破損。

8)樁基質(zhì)量檢測。成樁21 d～28 d后應(yīng)對樁體質(zhì)量進(jìn)行檢測試驗(yàn)，樁體質(zhì)量檢測采用低應(yīng)變法，抽檢數(shù)量不應(yīng)少于樁體總數(shù)的10%；復(fù)合地基靜載荷及單樁靜載荷試驗(yàn)的數(shù)量不少于總樁數(shù)的1%，且每個單體工程的復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)量不少于3個。

4 工程實(shí)例

某高層居民樓地上層數(shù)22層，地下2層，建筑面積15 850 m2，筏板基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)底埋深-7.8 m。根據(jù)巖土工程勘察報告的要求，采用復(fù)合地基。地基處理采用CFG樁法，樁身混凝土強(qiáng)度等級C20，基底坐落在第④層中砂上，天然地基承載力特征值為150 kPa。CFG素混凝土樁樁徑400 mm，樁間距為1 230×1 270，面積置換率不小于8.04%，單樁承載力為570 kN，樁端持力層為第⑦層粗砂，樁端進(jìn)入持力層不小于0.6 m，處理后復(fù)合地基承載力特征值fspk=450 kPa，控制最大最終沉降量不大于50 mm。設(shè)計有效樁頂標(biāo)高-8.25 m，有效樁長為17.0 m，施工樁長為17.5 m，共532根樁，保護(hù)樁長不小于0.50 m；褥墊層材料為粒徑5 mm～10 mm的碎石，最大粒徑不大于30 mm，褥墊層厚度300 mm，寬度自素混凝土墊層外緣外擴(kuò)300 mm，褥墊層的夯填度要求不大于0.9。

施工開挖基坑至相對標(biāo)高-7.75 m，并留出CFG素混凝土樁施工工作面(邊樁中心外擴(kuò)不宜小于1.0 m)，在標(biāo)高-7.75 m上作CFG素混凝土樁，待成樁養(yǎng)護(hù)28 d后，清理樁間土及樁頭至-8.25 m，挖出基槽，鋪設(shè)碎石褥墊層。經(jīng)檢測試驗(yàn)，該項(xiàng)目CFG樁樁身質(zhì)量完整，單樁承載力及復(fù)合地基承載力均達(dá)到設(shè)計要求，建筑最終沉降量不大于50 mm，達(dá)到了預(yù)期效果。

5 結(jié)語

CFG樁復(fù)合地基的施工方法較為簡單，機(jī)械化程度高，施工速度快、噪聲小，處理后的地基比較均勻，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，符合了建筑行業(yè)的發(fā)展需求，具有極大的市場前景和應(yīng)用優(yōu)勢。

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The key points of the quality control of the CFG pile composite foundation in construction

Zhao Zhimin

(OrdnanceEngineeringCollege,Shijiazhuang050003，China)

The paper introduces the application features of CFG piles, illustrates the construction craft procedure for the long spiral drill pipe by pump pressure of mixture grouting piles, analyzes the quality control in CFG pile construction from the preparation of pile foundation construction, organization of trial pile tests, and pile foundation quality tests, and points out the construciton method is simple with higher mechanization and better social and economic benefits.

CFG pile, foundation, quality control

1009-6825(2016)05-0081-03

2015-12-07

趙志民(1980- )，男，碩士，工程師

TU473

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