CFC樁施工混凝土質(zhì)量管理措施

謝住 周勇 田春 楊嚴(yán) 李鑫

【摘要】對成都天府國際機(jī)場航站區(qū)配套市政工程施工一標(biāo)段的施工情況進(jìn)行了介紹，并通過設(shè)計(jì)施工方案，購進(jìn)施工材料，制定施工計(jì)劃，為以后的準(zhǔn)備工作奠定基礎(chǔ)，并確定 CFC樁施工參數(shù)，確保施工準(zhǔn)備工作順利進(jìn)行。為提高 CFC樁的混凝土施工質(zhì)量，需要嚴(yán)格控制水灰比，準(zhǔn)確控制配料計(jì)量，并結(jié)合國際機(jī)場路段的實(shí)際工程實(shí)例，從而提出有效的混凝土施工質(zhì)量管理措施。

【關(guān)鍵詞】 CFC樁;混凝土;質(zhì)量管理

【中圖分類號】 TU472.3＋6????????? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 B

1工程概況

工程項(xiàng)目為"成都天府國際機(jī)場航站區(qū)配套市政工程施工一標(biāo)段"，由東西干道 K0＋000-K1＋293.75段，北一路，小區(qū)二路，西四路，西六路，1#暗渠和6#暗渠、東西干道下穿國際貨站隧道工程、東西干道綜合管廊工程等部分組成。該工程東西干道下跨國際貨運(yùn)站隧道工程、東西干道綜合管廊、雨水暗渠三大主要結(jié)構(gòu)和雨污水工程基底軟弱地基進(jìn)行 CFC樁復(fù)合地基處理。按工程需要，CFC樁按長條排列，樁徑0.6 m，間隔1.8～2.6 m，樁長5～19 m，深度0.5～2 m，樁體強(qiáng)度設(shè)計(jì)為 C15，樁頂為0.3 m厚，內(nèi)部鋪了一層雙向的土工格柵，檢測數(shù)量為總樁數(shù)的0.2%，并不低于3根。地下水位基巖裂隙水，不發(fā)育。地表水和地下水均呈酸性腐蝕，其腐蝕程度為 H1，不存在氯化物的腐蝕。T2是炭化的環(huán)境。

CFC樁基是以粉煤灰摻水泥、碎石、石屑等混合在一起與水泥攪拌而成，經(jīng)多種成樁機(jī)加工而成的一種高強(qiáng)度可變樁基。CFC樁作為一種能夠有效發(fā)揮樁間荷載的低密度混凝土灌注樁，能夠?qū)⒑奢d轉(zhuǎn)移至深基礎(chǔ)，其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益均優(yōu)于普通的樁。在砂土、粉土、黏土、淤泥質(zhì)土、雜填土等基礎(chǔ)上，已取得了較好的效果。對于基礎(chǔ)的型式，CFC樁型可應(yīng)用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、筏基礎(chǔ)及箱形基礎(chǔ)。CFC樁在結(jié)構(gòu)型態(tài)上不僅適用于建筑物，而且適用于公路、鐵路等基礎(chǔ)。一些橋墩也已應(yīng)用 CFC樁基，但目前在高速公路上應(yīng)用較多。CFC樁因其不配鋼筋，可以節(jié)省大量的鋼材，可以使用工業(yè)廢棄物的粉煤灰，大大減少了造價(jià)，具有很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，自該技術(shù)問世后，受到廣泛重視。

2施工組織設(shè)計(jì)

2.1施工方案

CFC樁在機(jī)場市政一標(biāo)段 CFC樁加固處理（共4800多根）的工程浩大，工期緊張，按照設(shè)計(jì)圖，CFC樁長度（5～10 m）占據(jù)了絕大多數(shù)，CFC樁集中在建筑及管道下方，主要為壓實(shí)填土、粉質(zhì)黏土、黏土、砂巖層，所以目前的成樁裝備大多采用長螺旋鉆孔和管內(nèi)泵壓成樁。這種方法最適合黏性土、粉土、砂土等，粒徑多為20～50 mm，最多200 mm，是一種較薄的砂礫巖，與振沉管、泥漿護(hù)壁鉆孔相比，無振動(dòng)打孔，不會(huì)對周圍已有的樁身造成破壞，尤其是較長的樁體，適應(yīng)性好，噪音低;也不存在淤泥對工地造成的影響。當(dāng)遇到厚卵石、砂和孔隙比小、液性指數(shù)低的黏結(jié)土和含高水頭的飽和軟土壤時(shí)，由于長螺旋鉆孔和管內(nèi)泵壓混凝土樁往往會(huì)出現(xiàn)竄孔現(xiàn)象，因此，在上述施工方法不適合的情況下，可以采取泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁技術(shù)。

在開始施工之前，機(jī)場的設(shè)施（包括施工輔助設(shè)施、水電設(shè)施等）和場地平整工作已經(jīng)全部完工。CFC樁基的建設(shè)按項(xiàng)目總體進(jìn)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其達(dá)到主要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。首先，通過對有關(guān)區(qū)域的地質(zhì)調(diào)查，參考有關(guān)區(qū)域的地段鉆孔剖面圖及柱狀圖，選擇2個(gè)典型的 CFC樁基，進(jìn)行控制點(diǎn)和孔位的測量和放樣，并進(jìn)行 CFC試樁的安裝，最后得出有關(guān)的實(shí)驗(yàn)資料和參數(shù)。CFC樁在1個(gè)多月后正式開工，根據(jù)工程的時(shí)間表，先后進(jìn)行了基礎(chǔ)樁基和雨水管道 CFC樁的建設(shè)。機(jī)場場地的地下水位較高，樁均采用水下泵送混凝土澆筑。

2.1.1供水與電力供應(yīng)

（1）建筑用水：CFC樁基體的耗水較少， CFC樁身幾乎不用水，只在混凝土澆注時(shí)進(jìn)行設(shè)備的降溫、清潔，在施工過程中要留意地面及基坑的引水，以免沖蝕坑壁、浸泡基坑。在基坑周圍的坡腳上設(shè)置排水溝，其邊沿與基坑內(nèi)壁面不低于0.5 m，底部寬度不低于0.3 m，而底部低于已挖出的基坑底部不低于0.5 m;在基坑四角及四周各30 m處設(shè)置一口收集井，其井底高度需要比排水溝的底要低0.5 m，并采用過濾管等滲水物料，通過抽水機(jī)將井內(nèi)的雨水排入地下的臨時(shí)排水管道中;在雨季，應(yīng)強(qiáng)化排水，適時(shí)抽放，保證項(xiàng)目的安全性，保證設(shè)備的使用，保證在暴雨之后也可以馬上開工[3]。

（2）對于 CFC型復(fù)合地基，在進(jìn)行深孔施工時(shí)，必須充分考慮其對壓實(shí)層的滲透作用，而對于以壓實(shí)填體為主的樁間土，不宜用長螺旋鉆孔進(jìn)行 CFG樁，宜選用大口徑的素混凝土灌注樁復(fù)合地基。

（3）CFG樁體沿路面直線排列在建筑物下，坑底排水管在基礎(chǔ)上設(shè)置，再進(jìn)行管道混凝土的施工。同時(shí)，逐步拆除排水溝槽，并在溝槽中填充沙、卵石，以達(dá)到固定效果。

2.1.2廢水和土料處理

工地的施工廢水通過污水池進(jìn)行沉淀，排放到規(guī)定地點(diǎn);通過挖機(jī)和自卸汽車將鉆孔所產(chǎn)生的泥土運(yùn)送到規(guī)定的廢棄堆放點(diǎn)。

2.2施工材料

CFG樁基所需要的原材料有水泥、粉煤灰、砂、碎石（或鵝卵石）、摻入物等。原料方面，采用一般水泥，在淺層軟基上部和基巖深度開挖基礎(chǔ)上，鋪筑0.3 m 的礫石墊層，砂可選用粗砂、中砂或細(xì)砂，粉煤灰選用 II、I等[1]。

（1）水泥：按同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格、批號的水泥，按500 t （散裝）為一批取樣。按照規(guī)范要求進(jìn)行強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間的檢測，并對其進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。

（2）粗細(xì)骨料：根據(jù)驗(yàn)標(biāo)規(guī)定，對含泥量、顆粒級配進(jìn)行檢查，同一產(chǎn)地、品種、規(guī)格、連續(xù)進(jìn)場的粗細(xì)骨料，每400 m3 一批次，若少于400 m3，亦以一批次進(jìn)行取樣，每次取樣 l 組。在深埋或深埋引起地表塌陷、開裂時(shí)，必須及時(shí)制止排水、挖掘，及時(shí)用黏土、水泥土堵住或采取水泥密封或用化學(xué)漿液、樹脂等材料進(jìn)行止水加固。

（3）在監(jiān)督人員的監(jiān)督下，對原料品質(zhì)進(jìn)行檢查。

（4）檢驗(yàn)方法：對產(chǎn)品的品質(zhì)證書進(jìn)行核對。水泥倉庫取樣檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間，在料倉取樣檢驗(yàn)粗細(xì)骨料含泥量、篩分試驗(yàn)的粒徑[2]。

2.3施工計(jì)劃

2.3.1基槽開挖

設(shè)計(jì)槽底預(yù)留土層厚30 cm（自 CFG樁設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高起算）。

2.3.2成孔

2.3.2.1鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位前要做好測量放線工作，確定正確的樁位，并請建設(shè)方及監(jiān)理驗(yàn)線，鉆機(jī)安放要平穩(wěn)，對正樁位，鉆頭中心于樁位偏差不大于2 cm，樁垂直度偏差小于1%。

2.3.2.2成孔

采用長螺旋鉆機(jī)，鉆孔與常規(guī)方法相同，邊鉆進(jìn)邊排土。

2.3.3混合料攪拌

材料必須進(jìn)行配比試驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格確定配比后方可使用，水泥等應(yīng)有產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)合格證，混合料攪拌必須由專人操作，嚴(yán)格執(zhí)行混凝土配比及計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。本工程采用現(xiàn)場攪拌混凝土，每機(jī)組每臺班取一組試塊檢驗(yàn)以保證強(qiáng)度質(zhì)量。

2.3.4灌注

提鉆灌注 CFG料，注意灌入量及灌入高度。

2.3.5樁頭鑿除

樁頭鑿除工作可按常規(guī)鑿樁頭方法進(jìn)行，鑿樁頭時(shí)需人工清除余土至設(shè)計(jì)標(biāo)高，為了保證在鑿樁頭時(shí) CFG樁不斷裂，需用3根鋼釬呈120。角在設(shè)計(jì)標(biāo)高以上5 cm處，同時(shí)用大錘敲打，切斷樁頭后，用錘和釬子剔平樁頭至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2.3.6鋪設(shè)褥墊層

地基檢測合格后，將進(jìn)行褥墊層鋪設(shè)工作，褥墊層材料采用0.5～2.0 cm碎石，鋪設(shè)厚度為30 cm，鋪設(shè)范圍在基礎(chǔ)墊層內(nèi)，施工方法為一次性將碎石鋪設(shè)至32.5 cm厚，然后用平板振動(dòng)器振密，振實(shí)后褥墊層厚度為30 cm。

3施工具體措施

3.1各參數(shù)確定

CFG樁基的主要成分是碎石、砂、粉煤灰和普通硅酸鹽混凝土。主要技術(shù)參數(shù)：CFG樁徑0.6 m;單樁承載能力不得低于550 kN;CFG樁的使用混凝土強(qiáng)度等級是 C15。在預(yù)應(yīng)力混凝土基礎(chǔ)工程中，應(yīng)對工程現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘察，以確定工程設(shè)備是否合理，從而確保工程基礎(chǔ)的質(zhì)量。在 CFG樁的施工基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行了成樁的工藝實(shí)驗(yàn)，并對其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了研究[4]。由于道路的地質(zhì)情況多變、難以預(yù)測，對其進(jìn)行高強(qiáng)度、高質(zhì)量的施工，以及 CFG樁的施工速度，對以后的工作有很大的影響。為了探索適合本地區(qū)的 CFG樁施工工藝，并檢驗(yàn) CFG樁所能滿足的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，故在施工之前先進(jìn)行了一次成樁工藝性測試（不低于2根試驗(yàn)樁），對現(xiàn)場的地質(zhì)數(shù)據(jù)、機(jī)械設(shè)備性能、施工工藝、施打順序等進(jìn)行了檢驗(yàn)，并對其確定混合料配合比、塌落度、攪拌時(shí)間、拔管速度等各項(xiàng)工藝參數(shù)，從而對其當(dāng)中存在的問題進(jìn)行了修正，為今后的工程施工奠定了牢固的基礎(chǔ)。

3.2施工準(zhǔn)備工作確定

（1）平整和清掃工地開始前，先將工地進(jìn)行平整，兩側(cè)的寬度在外側(cè)延長0.3～0.5 m，以確保樁基礎(chǔ)的施工。同時(shí)進(jìn)行了長螺旋鉆機(jī)和相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備的安裝和調(diào)試。

（2）根據(jù)工程圖紙，將樁機(jī)定位到指定的地點(diǎn)，并認(rèn)真地利用垂直線調(diào)節(jié)整鉆機(jī)桅桿垂直度，或使用帶有垂直角調(diào)節(jié)儀進(jìn)行控制。在每個(gè)樁基的安裝之前，由現(xiàn)場的技術(shù)工人進(jìn)行樁位對中及垂直度的檢驗(yàn)。確保垂直誤差不超過1%;鉆尖距樁點(diǎn)偏差不得超過5 cm，達(dá)到規(guī)定后方可進(jìn)行鉆孔。

4混凝土施工質(zhì)量管理措施

4.1嚴(yán)格控制水灰比

在施工的過程當(dāng)中，如果混凝土配比沒有達(dá)到要求，會(huì)使其性能大幅降低。由于工程地質(zhì)因素引起的斷裂，在流塑狀和地下水豐富的地質(zhì)等條件下，需要進(jìn)行 CFG樁基的加固。在城市公路建設(shè)中，應(yīng)對混凝土配合比嚴(yán)格控制，以確保其施工的品質(zhì)[5]。埋設(shè)于土中的樁，可采用鉆孔注漿加固，以小10 cm的孔作為注漿孔，注入水泥漿（1：1的水灰比例）。鋼筋的設(shè)計(jì)抗拉力為4 kN，在土壤中插入鋼筋的橫向間隔為1.5 m，其豎直間距1.5 m矩形布置，插入式鋼筋的橫向間隔為1.5 m，縱向間隔為1.5 m，鋼筋長度為1.5 m。在斜坡上，通過加強(qiáng)筋與插筋的連接，使其在斜坡上牢固地保持。在混凝土砂漿配比的調(diào)控中，必須重視下列問題。首先，在進(jìn)行配制前，應(yīng)按工地要求進(jìn)行混凝土砂漿比例試驗(yàn)，以保證其混凝土的水灰比含量達(dá)到工程要求。其次，要克服由于人工影響而導(dǎo)致的不科學(xué)的混凝土配比。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前建筑工程中的混凝土砂漿比例未達(dá)到規(guī)范要求，很多是人為的原因。所以，必須對一線工程技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)教育，提高他們的技術(shù)水平和對工程質(zhì)量的認(rèn)識。

4.2準(zhǔn)確計(jì)量

混凝土砂漿在配制過程中，水灰比很重要。在制作混凝土?xí)r，不僅要考慮混凝土的含水量，而且要對不同的原料進(jìn)行精確的測定。在工程建設(shè)中，有些建筑企業(yè)只注重工程的工期和經(jīng)濟(jì)利益，僅憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行混凝土的調(diào)配[6]。在沒有經(jīng)過科學(xué)試驗(yàn)和準(zhǔn)確測定的情況下，經(jīng)過加工的混凝土不能適應(yīng)工程建設(shè)的需要。水泥粉煤灰碎石樁，也就是 CFG樁是由碎石、石屑、砂、粉煤灰與水混合后經(jīng)不同類型的成樁機(jī)加工而成;是一種介于剛體和撓性體的樁體。CFG樁與樁間土壤結(jié)合，由褥墊層構(gòu)成 CFG樁的復(fù)合型基礎(chǔ)，可依據(jù)其特性及計(jì)算結(jié)果進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。為了改善樁頂部的混合料密實(shí)，采用插入式振搗棒對樁頂混合料對其進(jìn)行3-5 s的振動(dòng)。用土壤覆蓋，增強(qiáng)了混凝土的抗壓作用。在進(jìn)行上部地基施工時(shí)，去掉了防護(hù)樁的長度，以保證其與實(shí)際工程的標(biāo)高相符。并根據(jù)需要進(jìn)行鋪設(shè)褥墊層施工，在30-50 mm內(nèi)埋入褥墊層。在褥墊層鋪筑時(shí)，應(yīng)采取靜力壓實(shí)法，地基下的樁間土壤水分含量低時(shí)，可采取動(dòng)態(tài)夯擊法，夯填度（夯實(shí)后的褥墊層厚度與虛鋪厚度的比值）不宜超過0.9。對于全屋式樁基，其樁位誤差不能超過0.4倍樁徑，對于條狀地基，其誤差不能超過0.25倍樁徑，對于單排布樁，其誤差不能超過60 mm。研究發(fā)現(xiàn)，在城市公路建設(shè)中，其性能對混凝土路面的施工質(zhì)量有很大的影響。因此，建筑企業(yè)應(yīng)加大對混凝土配比的監(jiān)管力度，以改善其質(zhì)量。

5結(jié)論

隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，機(jī)動(dòng)車數(shù)量與日俱增，城市的交通壓力越來越大，市政配套工程是國民生活質(zhì)量提高的重要基礎(chǔ)，相應(yīng)的軟基處理成為配套工程施工的先行工作。CFG樁作為一種施工方便、質(zhì)量可控、造價(jià)低的軟基處理方式得到廣泛應(yīng)用。在 CFG樁基工程中，混凝土的施工質(zhì)量是軟基形成復(fù)合地基達(dá)到地基承載力要求中至為關(guān)鍵的一環(huán)，其質(zhì)量好壞將對城市公路的整體建設(shè)產(chǎn)生重大的影響。通過 CFG樁基施工過程的參數(shù)控制、質(zhì)量保障及質(zhì)量問題的預(yù)防與控制，使市政工程質(zhì)量得到有力保障。

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