簡析建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)中的CFG樁施工及其質(zhì)量控制

黃朝敏

摘 要：CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的英文簡稱，是指以碎石為基礎(chǔ)，摻入一些石屑、少量水泥和粉煤灰，加水拌合而制成的樁。為了充分發(fā)揮其作用，本文闡述了建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)中的CFG樁施工作用，對建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)中的CFG樁施工及其質(zhì)量控制進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)；CFG樁施工；作用；質(zhì)量控制

1 建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)中的CFG樁施工作用分析

建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)中的CFG樁施工作用主要表現(xiàn)為：①CFG樁的樁體作用。CFG樁的樁體壓縮性在荷載作用下明顯比其周圍的軟土小，因此基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的附加應(yīng)力會(huì)隨著地基的變形而逐漸集中到樁體上，出現(xiàn)應(yīng)力明顯集中的現(xiàn)象。由于樁體承受了大部分的荷載，使得樁間土的應(yīng)力相應(yīng)減小，因此軟土地基的承載力比原有地基的承載力大。此外，地基沉降量減小，伴隨著CFG樁樁體的剛度增加，樁體的作用更加明顯。②褥墊層的作用。褥墊層是由散體材料組成，主要作用有：保證樁、土能共同承擔(dān)荷載；調(diào)整樁的垂直荷載分擔(dān)；減少基礎(chǔ)底面應(yīng)力的集中；調(diào)整樁、土分擔(dān)水平荷載的能力。③排水作用。建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)的CFG樁施工過程中，當(dāng)采用沉管灌注施工法時(shí)，在施工和成樁后一段時(shí)間內(nèi)，會(huì)不同程度地降低地層中的地下水含量，改善地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。在飽和的粉上、沙土中施工時(shí)，沉管和拔管的振動(dòng)會(huì)讓上體產(chǎn)生超孔隙壓力，孔隙水將會(huì)沿著樁體排出，且排出方向向上，直到CFG樁體硬結(jié)為止。

2 建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)中的CFG樁施工分析

2.1 充分做好施工準(zhǔn)備

主要表現(xiàn)為：①材料準(zhǔn)備。所需材料需檢測試驗(yàn)，選定合格的原材料產(chǎn)地或供應(yīng)方后，可進(jìn)行混合料的配合比試驗(yàn)。②合理選用施工機(jī)械。樁機(jī)選用需要保證下鉆能力，優(yōu)先選擇履帶式打樁機(jī)，保證雨期施工，地泵需優(yōu)先考慮采用柴油機(jī)的，降低施工用電，保證樁機(jī)使用臨水臨電保證。③技術(shù)準(zhǔn)備。施工技術(shù)人員熟悉圖紙，現(xiàn)場勘查，了解場地及周圍情況，編寫施工組織設(shè)計(jì)，測設(shè)控制點(diǎn)，并對施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，對班組進(jìn)行施工前技術(shù)交底。

2.2 合理應(yīng)用CFG樁施工工藝分析

主要表現(xiàn)為：①長螺旋鉆干成孔灌注成樁；適用于地下水以上、提鉆不塌孔的土層條件；②振動(dòng)沉管灌注成樁；適用于粘性土、粉土、素填土，對夾有較厚卵石、砂和孔隙比小液性指數(shù)較低的粘土層無合理有效的輔助措施不宜采用，軟土地基應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性；③長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁；適用于粘性土、粉土、砂土、粒徑不大于60mm厚度不大于5m的卵石層，以及對噪聲和泥漿污染要求高的場地；第四、泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁；對遇有較厚卵石、砂和孔隙比小液性指數(shù)較低的粘土層以及飽和軟土，樁端持力層具有水頭很高的承壓水，長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁容易發(fā)生竄孔，對噪聲污染要求嚴(yán)格的場地，不宜采用前述施工工藝時(shí)，可采用該工藝。

2.3 振動(dòng)沉管中的CFG樁施工分析

打樁前、打樁過程中測地表標(biāo)高，觀測地表隆起或下沉量；通過試成樁，觀測地面標(biāo)高變化和測定新打樁對已打樁的影響，確定合理的施打順序；通過在樁機(jī)卷揚(yáng)系統(tǒng)加動(dòng)滑輪，調(diào)整拔管線速度控制在規(guī)范建議的范圍；軟土中可采用靜壓振拔技術(shù)，沉管過程可不啟振動(dòng)錘、靜壓沉管，減少對樁間土的擾動(dòng)，拔管啟錘使混合料振密；軟土中可采用大直徑予制樁尖，以獲得較大的端阻力，而保持樁身混合料用量不變。

2.4 長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工分析

主要表現(xiàn)為：①基礎(chǔ)埋深較大時(shí)，宜在基坑開挖后的工作面上施工，工作面宜高出有效樁頂標(biāo)高300～500mm?；虞^淺在地表打樁或部分開挖打樁空孔較長時(shí)，應(yīng)加大保護(hù)樁長，并嚴(yán)格控制樁位偏差和垂直度；②軟土地基中施工宜通過摻加減水劑、泵送劑制備泵送性能好塌落度較低的混合料，以防止樁體自身塌落發(fā)生斷樁、或充盈系數(shù)過大；③樁體配比碎石最大粒徑不宜大于25mm，粉煤灰選用Ⅱ級(jí)或Ⅲ級(jí)細(xì)灰，每立方米混合料摻量70～90kg為宜；④嚴(yán)禁先提鉆后灌料；⑤樁徑400mm時(shí)提鉆速度宜為2.5～3.5m/min，樁徑增大鉆頭活門斷面應(yīng)相應(yīng)增大，若樁徑增大而鉆頭活門斷面不變時(shí)應(yīng)相應(yīng)降低提鉆速度。

2.5 清土、剔樁頭防斷樁和防擾動(dòng)樁間土要點(diǎn)分析

主要表現(xiàn)為：①打樁棄土和預(yù)留保護(hù)土層可采用人工清除、或機(jī)械人工聯(lián)合清除方案。當(dāng)采用機(jī)械人工聯(lián)合清除方案時(shí)：首先對基坑開挖后打樁的場地，采用人工予斷樁、挖掘機(jī)清土。其次在地表打樁后再進(jìn)行基坑開挖的場地，由現(xiàn)場試挖確定預(yù)留人工開挖深度，以保證樁的斷裂部位高于有效樁頂標(biāo)高以上。②截樁頭宜用無尺鋸在有效樁頂標(biāo)高處切深1～2cm的園環(huán)，再用兩鋼釬相對同時(shí)敲擊斷樁。③清土、截樁頭后禁止對樁間土產(chǎn)生擾動(dòng)的施工設(shè)備在施工場地內(nèi)通行。

3 建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)中的CFG樁施工質(zhì)量控制

3.1 竄孔控制

在飽和細(xì)砂層、粉砂層中施工常遇竄孔現(xiàn)象?？刹扇〈髽毒嗟脑O(shè)計(jì)方案，增大樁距的目的在于減少新打樁機(jī)器的剪切擾動(dòng)，避免不良影響。改進(jìn)鉆頭，提高鉆進(jìn)速度。減少打樁推進(jìn)排數(shù)，必要時(shí)采用隔樁、隔排跳打方案，但跳打要求及時(shí)清除成樁時(shí)排出的棄土，否則會(huì)影響施工進(jìn)度。

3.2 堵管控制

堵管是長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁成樁工藝常遇到的主要問題之一。①當(dāng)混凝土中的細(xì)骨料和粉煤灰用量較少時(shí)，和易性不好，常發(fā)生堵管。因此，要注意混合料的配合比，坍落度應(yīng)控制在16cm～20cm之間。②鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，開始泵送混凝土，當(dāng)鉆桿芯管內(nèi)充滿混凝土后開始拔管，若提鉆時(shí)間較晚，在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液將被擠出，容易造成管路堵塞。因此，一定要及時(shí)撥管，確保撥管和泵送混凝土相一致。③冬期施工時(shí)，混凝土輸送管及彎頭均需做防凍保護(hù)，防凍措施不力，常常造成輸送管或彎頭處混凝土的凍結(jié)，造成堵管。冬季施工時(shí)，有時(shí)會(huì)采用加熱水的辦法提高混合料的出口溫度，但要控制好水的溫度，水溫最好不要超過60℃，否則會(huì)造成混凝土的早凝，產(chǎn)生堵管。④彎頭曲率半徑不合理也能造成堵管。彎頭與鉆桿若不能垂直連接，也會(huì)造成堵管。⑤混凝土輸送管要定期清洗，否則管路內(nèi)有混凝土結(jié)塊，也會(huì)造成堵管。

3.3 斷樁控制

由于提鉆速度較快，空氣未全部釋放出來，致使樁身產(chǎn)生斷面裂縫，另外是混合料的攪拌時(shí)間不夠，和易性差，出現(xiàn)蜂窩麻面樁。外部原因是土建施工時(shí)機(jī)械挖基坑平整土方時(shí)，被挖掘機(jī)和鏟車碰斷。解決方案是：淺部斷樁，對斷樁單獨(dú)進(jìn)行處理，剔除上部斷樁，用與樁身相同的混合料按樁徑設(shè)計(jì)標(biāo)高補(bǔ)樁。樁頭斷樁后進(jìn)行接樁，當(dāng)樁頂高程低于施工圖標(biāo)識(shí)高程時(shí)，如開槽或剔除樁頭必須進(jìn)行補(bǔ)樁，可采用比樁體強(qiáng)度高一等級(jí)的豆石混凝土接樁至施工圖標(biāo)識(shí)樁頂標(biāo)高，注意在接樁過程中保護(hù)好樁間土。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，使得建筑工程項(xiàng)目建設(shè)不斷增多，并且建筑工程地質(zhì)也變得日益復(fù)雜，為保證承載及變形要求，須采用樁基礎(chǔ)或采取地基處理措施。而建筑基礎(chǔ)工程建設(shè)中CFG樁施工工藝簡單、效果明顯、造價(jià)低，使其在工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，因此必須加強(qiáng)對其施工及其質(zhì)量控制進(jìn)行分析。

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