CFG樁施工方法及問(wèn)題處理措施

劉冰（中鐵建大橋局集團(tuán)第四工程有限公司，黑龍江哈爾濱150000）

本工程位于陜西省榆林市，是典型的黃土高原，地基承載力差。項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容：庫(kù)區(qū)為單層鋼結(jié)構(gòu)廠房、邊跨根據(jù)受力特點(diǎn)，選用鋼框架承載的結(jié)構(gòu)形式；地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式為獨(dú)立基礎(chǔ)，在一些特殊部位，采用筏板基礎(chǔ)形式施工。根據(jù)項(xiàng)目工期要求和地質(zhì)特征，結(jié)合現(xiàn)有施工設(shè)備，經(jīng)過(guò)施工方案比選，最終確定采用現(xiàn)有KL600B/C型長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)進(jìn)行樁基施工。在鉆孔達(dá)到要求深度以后，停止轉(zhuǎn)進(jìn),并保持鉆桿在原位不拔出，其后利用鉆桿中空管道進(jìn)行混凝土的灌注。使用高壓泵通過(guò)泵端連接在鉆桿頂端的管道把普通細(xì)石混凝土傳送到鉆桿內(nèi)部,通過(guò)泵壓流到鉆頭處流出,完成鉆孔中混凝土澆筑。在壓灌同時(shí)根據(jù)計(jì)算提升鉆桿，持續(xù)到整根樁澆筑完畢為止。該CFG樁施工工藝具有噪聲小、振動(dòng)少、沒(méi)有泥漿污染且施工效率高等特點(diǎn)，較其他成樁施工方法具有多方面的優(yōu)勢(shì)。

1 CFG樁施工

1.1 測(cè)量放線

根據(jù)甲方部門提供的標(biāo)樁標(biāo)線及控制點(diǎn)，以及施工圖紙標(biāo)注的放樣尺寸進(jìn)行施工放樣。具體過(guò)程包括：①測(cè)定控制點(diǎn)定位軸線：先測(cè)定控制點(diǎn)高程,再根據(jù)復(fù)核好的主控制點(diǎn)按照設(shè)計(jì)要求采用全站儀等測(cè)量?jī)x器進(jìn)行定位；②引出控制點(diǎn)標(biāo)記：為保證控制點(diǎn)的有效性,根據(jù)相關(guān)要求，把控制點(diǎn)設(shè)置在相對(duì)穩(wěn)定的部位，避免外界因素導(dǎo)致破壞，在施工過(guò)程中要注意控制點(diǎn)保護(hù)，直至工程完工驗(yàn)收；③量測(cè)具體樁位點(diǎn)：根據(jù)復(fù)驗(yàn)合格后的控制點(diǎn)，利用軸線進(jìn)行樁位施工放樣，具體放樣時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況，為保證樁位測(cè)量誤差精度要求,可以采用雙控法；④在每次樁位施工放樣結(jié)束，應(yīng)按要求完成自檢，若有問(wèn)題及時(shí)處理,若自檢合格,報(bào)監(jiān)理復(fù)核。每次測(cè)量完成后，應(yīng)及時(shí)繪制測(cè)量放線單，及時(shí)報(bào)監(jiān)理簽認(rèn)。

1.2 CFG樁孔鉆進(jìn)工藝

組織施工機(jī)械和施工人員進(jìn)場(chǎng)，依據(jù)圖紙測(cè)定場(chǎng)地標(biāo)高，安放機(jī)具，確定樁機(jī)作業(yè)時(shí)入土深度和壓灌混凝土有效長(zhǎng)度。在施工中，為確保施工后成樁有效長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，按地面起伏情況調(diào)整鉆進(jìn)深度，相應(yīng)調(diào)整壓灌混凝土深度[1]。為保證樁位位置和標(biāo)高的要求精度，利用3根以上附近樁進(jìn)行校核。

最初鉆進(jìn)采用電動(dòng)的電機(jī)帶動(dòng)鉆桿鉆進(jìn)，使旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片進(jìn)入土層開(kāi)始切削土體，土塊會(huì)隨葉片旋轉(zhuǎn)上升，經(jīng)排土器將土塊排出。在鉆進(jìn)同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)的速度，開(kāi)始采用高轉(zhuǎn)速、慢鉆進(jìn)的方式進(jìn)行，以保證輸土效率。在鉆進(jìn)中，鉆桿晃動(dòng)會(huì)影響成孔質(zhì)量，所以應(yīng)控制鉆桿晃動(dòng)幅度，造成成孔孔徑擴(kuò)大，產(chǎn)生浪費(fèi)。

工作過(guò)程中，鉆機(jī)應(yīng)保持水平，避免傾斜導(dǎo)致鉆桿垂直度發(fā)生變化。按規(guī)定要求時(shí)間間隔檢查鉆桿的垂直度，發(fā)生傾斜及時(shí)修正；檢查鉆進(jìn)時(shí)鉆頭到達(dá)地層巖性，根據(jù)巖質(zhì)軟硬選擇相應(yīng)鉆進(jìn)速度和螺旋葉片轉(zhuǎn)速，使切削土塊可以順利地被螺旋葉片輸送到地表，以達(dá)到要求的成孔速度和質(zhì)量。當(dāng)成孔達(dá)到深度要求時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行自檢，合格后方可報(bào)監(jiān)理進(jìn)行復(fù)檢，監(jiān)理檢測(cè)合格后，進(jìn)入下一道工序施工。

1.3 CFG樁壓灌混凝土

當(dāng)鉆進(jìn)到規(guī)定深度后，應(yīng)終止鉆進(jìn)，做灌注準(zhǔn)備，將混凝土輸送軟管兩端分別接至鉆桿頂部接口和混凝土輸送泵接口處。使用普通混凝土灌注方法是，由壓力輸送泵按要求壓力將混凝土通過(guò)輸送管、鉆桿中心管孔壓灌，避免了提桿后灌注步驟[2]。首根樁灌注時(shí)，應(yīng)先使用同混凝土配合比相同的砂漿進(jìn)行預(yù)輸送，再使用要求配比的灌注混凝土灌注。輸送泵泵送壓力調(diào)至10MPa～12MPa，提升鉆桿速度根據(jù)計(jì)算設(shè)定在1.2m/min～1.5m/min。

在灌注混凝土?xí)r，要邊灌注邊提升鉆桿。鉆桿每次提升的高度和提升快慢程度，需要通過(guò)計(jì)算提升前混凝土灌注高度達(dá)到的埋桿深度和提升后的埋深確定。使提升前后鉆桿埋深在要求范圍內(nèi)，嚴(yán)禁鉆頭拔出混凝土和過(guò)速提鉆，直至灌注混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)的樁頂標(biāo)高。施工過(guò)程中過(guò)速提鉆，會(huì)使鉆頭拔出混凝土，導(dǎo)致灌注后有夾泥、斷樁和縮頸等質(zhì)量問(wèn)題，特別是通過(guò)砂層時(shí)尤其要注意。

為保證樁頭達(dá)到設(shè)計(jì)要求質(zhì)量，在設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上，應(yīng)超高灌600mm的混凝土，在進(jìn)行下一施工過(guò)程前進(jìn)行破除，達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂高程。

重復(fù)上述步驟，繼續(xù)下一根樁的施工。

2 常見(jiàn)問(wèn)題預(yù)防及處理措施

2.1 進(jìn)尺困難

追求鉆進(jìn)速度，使用進(jìn)尺速度過(guò)大，造成來(lái)不及排除鉆下土?xí)r引起憋鉆，此時(shí)應(yīng)降低鉆進(jìn)速度，提高鉆桿旋轉(zhuǎn)速度，降低扭矩減少進(jìn)尺的方式。土在螺旋葉片之間保持有一定空間，以保證起到自動(dòng)輸土作用，減小鉆進(jìn)阻力，提高成孔速度的效果[3]。發(fā)生進(jìn)尺困難時(shí)應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，查看原因，若是葉片夾土導(dǎo)致的應(yīng)將鉆桿提出，清理鉆桿葉片間的夾土，然后重新鉆進(jìn)。鉆進(jìn)時(shí)，依據(jù)電流顯示情況，多次分段循環(huán)鉆進(jìn)，過(guò)程中應(yīng)采用一次少鉆進(jìn)、多次拔出清土的鉆進(jìn)方式。動(dòng)力不夠，鉆頭和轉(zhuǎn)速選擇不合適：根據(jù)土層的地質(zhì)條件情況，選擇功率合適的機(jī)械，搭配適應(yīng)的鉆頭，調(diào)整適宜鉆進(jìn)轉(zhuǎn)速。鉆進(jìn)遇異物或堅(jiān)硬土層：異物應(yīng)清除后再鉆進(jìn)，土層變化導(dǎo)致鉆頭不適合應(yīng)及時(shí)更換鉆頭后鉆進(jìn)。

2.2 堵管

堵管是常見(jiàn)的問(wèn)題，導(dǎo)致其發(fā)生的因素較多。在檢查清楚產(chǎn)生原因后，根據(jù)具體情況處理。若是混凝土質(zhì)量不好，應(yīng)檢查混凝土配合比、和易性等情況。嚴(yán)格按規(guī)定配合比要求選擇骨料最大粒徑，限制超遜徑，尤其超徑骨料，避免由于骨料粒徑過(guò)大堵管。配合比配料精度要到達(dá)要求，嚴(yán)把混凝土質(zhì)量關(guān)。

鉆頭密封不好，導(dǎo)致在鉆進(jìn)時(shí)外部地下水流入鉆桿，在壓灌混凝土?xí)r，水混入混凝土，使混凝土產(chǎn)生離析，進(jìn)而造成堵管。在出現(xiàn)鉆桿堵管時(shí)，應(yīng)立即提出鉆桿，確定堵塞部位，進(jìn)行堵管部位清理。為避免鉆頭磨損較嚴(yán)重造成的堵管，在鉆頭磨損嚴(yán)重時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。鉆前應(yīng)檢查鉆頭的封閉情況，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

2.3 混凝土停留輸送管道時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

設(shè)備故障導(dǎo)致不能正常灌注，使混凝土達(dá)到了初凝，應(yīng)在施工前及時(shí)保養(yǎng)維修設(shè)備，使設(shè)備處于良好狀態(tài)，避免施工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題影響施工。若發(fā)生設(shè)備問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)維修并評(píng)估修理所需時(shí)間，在混凝土初凝前不能達(dá)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)及時(shí)將管道中混凝土清除干凈，避免混凝土凝固在管中。鉆機(jī)移位鉆下一個(gè)孔時(shí)，因鉆進(jìn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致管內(nèi)混凝土初凝，開(kāi)工前應(yīng)認(rèn)真分析研究地質(zhì)情況，清除障礙物，選擇合適的鉆機(jī)功率及鉆頭，對(duì)不可遇見(jiàn)難鉆孔位,應(yīng)暫時(shí)撇開(kāi)，改鉆別孔，待查清原因后再重新鉆進(jìn)[4]。若實(shí)際發(fā)生，應(yīng)抓緊時(shí)間徹底清除管道內(nèi)的混凝土。

2.4 串孔

在地層土質(zhì)軟弱地帶，樁間距較小時(shí)，施工過(guò)程使用的泵送壓力過(guò)大會(huì)造成串孔。當(dāng)發(fā)生串孔時(shí)，應(yīng)增加串孔部位混凝土灌注量，以達(dá)到樁身的整體性。發(fā)生原因不同，應(yīng)區(qū)別對(duì)待，在樁間距離較小時(shí)，利用跳打方式或隔排進(jìn)行跳打避免串孔。無(wú)法進(jìn)行跳打時(shí)，采取前一根樁灌注混凝土產(chǎn)生一定強(qiáng)度時(shí)，再進(jìn)行附近樁施工[5]。采取的泵壓較大，使沖壓進(jìn)的混凝土在孔中產(chǎn)生較大的擠壓力，使孔壁坍塌，出現(xiàn)串孔，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)地層情況，采取適宜的設(shè)備及壓力[4]。鉆桿提升緩慢，與混凝土泵送量不匹配，應(yīng)及時(shí)采取措施，選擇同混凝土輸送泵灌注速度相適應(yīng)的提升速度，并在規(guī)范要求的提鉆速度范圍內(nèi)。

2.5 縮徑

在灌注混凝土?xí)r，當(dāng)實(shí)際灌注量同計(jì)算量對(duì)比偏小時(shí)，可以推定出現(xiàn)了縮頸問(wèn)題。當(dāng)有縮頸發(fā)生時(shí)，根據(jù)產(chǎn)生原因，及時(shí)處理。原因主要有以下幾個(gè)方面：①鉆桿提升過(guò)快導(dǎo)致：計(jì)算混凝土單位時(shí)間灌注量，匹配相應(yīng)的提升速度；②混凝土灌注壓力過(guò)低導(dǎo)致：應(yīng)提高泵送壓力，使其滿足灌注要求；③土質(zhì)軟弱導(dǎo)致：在軟弱地層中要嚴(yán)格控制提升速度。施工前認(rèn)真勘探地下地質(zhì)情況，針對(duì)不同地層采取措施控制鉆進(jìn)及灌注混凝土，防止縮頸問(wèn)題出現(xiàn)；④鉆頭直徑過(guò)小導(dǎo)致孔徑不足：分階段檢查鉆頭情況，測(cè)量鉆頭直徑滿足要求后使用，不達(dá)標(biāo)及時(shí)更換新鉆頭。

2.6 擴(kuò)徑

當(dāng)出現(xiàn)單樁實(shí)際灌注混凝土量遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)要求需要量值時(shí)，應(yīng)初步判斷可能是樁身出現(xiàn)了擴(kuò)徑。如果出現(xiàn)擴(kuò)徑，但是影響較小，對(duì)臨樁不構(gòu)成危害的情況下，無(wú)須處理此樁。為避免問(wèn)題再次出現(xiàn)，應(yīng)及時(shí)查清產(chǎn)生原因并采取措施。若存在地層松軟情況，應(yīng)認(rèn)真分析研究地質(zhì)資料，采取方法減小松軟層坍塌擴(kuò)徑，以保證灌注混凝土不出現(xiàn)擴(kuò)徑。若泵壓較高，應(yīng)施工前選擇適宜的混凝土輸運(yùn)泵。

3 總結(jié)

總之，在鉆進(jìn)之前，完成好測(cè)量放線，認(rèn)真研究地質(zhì)情況，選擇適宜的設(shè)備，確定合理的施工工藝及施工方法[6]，操作時(shí)認(rèn)真慎重，確保造樁的順利進(jìn)行。結(jié)合規(guī)范，按照要求在施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土灌注時(shí)進(jìn)行混凝土試塊裝模、送實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)。成樁完成后，認(rèn)真做好施工過(guò)程和管理記錄。