銀座天悅國際廣場15#樓CFG樁基施工質(zhì)量控制措施探討

張同新

摘 要：以銀座天悅國際廣場15#樓工程為例，探討了CFG樁基施工方法中應(yīng)注意的質(zhì)量問題，嚴格按照質(zhì)量控制標準和質(zhì)量保證措施，保證工程施工的質(zhì)量，為類似工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：CFG樁基；施工；質(zhì)量控制；措施

中圖分類號：U41 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）02-0065-03

1 工程概況

銀座天悅國際廣場15#樓工程項目位于山東省菏澤市巨野縣，麒麟大道與光明路交叉口西北角建筑面積8 581.04 m2。

CFG樁設(shè)計樁徑為400 mm，樁長18 m，總樁數(shù)共236根，樁間距1.800 m。采用素混凝土樁體，樁身混凝土強度C20。樁端持力層為第七層粉質(zhì)粘土層。

CFG樁工程施工流程包括以下6部分：第一是在CFG樁工程施工前先平整場地，測量工程的標高；第二是在完成抄測后進行定位，測量放線，根據(jù)樁位放點；第三是測量檢驗放線；第四是打樁設(shè)備進場，調(diào)試與組裝；第五是CFG樁施工，把打孔鉆出來的成孔出土進行清理外運；第六是打樁機械退場。

根據(jù)銀座天悅國際廣場15#樓工程項目工程的地基處理設(shè)計文件，確定此次施工的主要工程量如表1。

2 施工技術(shù)措施

2.1 施工工藝

其施工工藝流程圖如圖1所示。

2.2 施工測量放線

施工放線是進行施工的第一步工作。按照規(guī)劃部門提供的控制點，嚴格依據(jù)施工圖給定的尺寸進行放樣。固定樁位一般是采用全站儀來確定樁的位置，軸線定位的誤差不能大于10 mm。放樣時，按照復驗合格后的各軸線的控制點，進行雙控法樁位放樣。同時，要經(jīng)甲方代表、監(jiān)理人員復核后定出控制的軸線、打樁的場地邊線，平整后進行打樁。

2.3 重要工序施工方法

2.3.1 潤滑混凝土管

在選擇使用商品混凝土時，坍落度最好為180～200 mm。在鉆孔之前，要先做好混凝土管潤滑，選擇用1：1水泥砂漿潤滑，潤滑混凝土輸送管道和鉆桿的內(nèi)壁，避免堵塞。

2.3.2 鉆機就位

在鉆機就位后，開始施工時再次校對樁位是否到位，確保與3根以上的相臨樁的校核。在鉆頭對中時侯，誤差一般不超過10 mm，嚴格控制其在規(guī)范要求的范圍內(nèi)，保證鉆機鉆架垂直度的偏差，將其控制在1%以內(nèi)。

2.3.3 鉆進

將每棟建筑的面積劃分為n個小區(qū)域，在每個小區(qū)域內(nèi)，分別測量幾個有代表性的鉆進樁位，然后將有代表性的鉆進樁位相加后，取其平均值。測量每個小區(qū)域范圍內(nèi)的平均標高，就可以確定打樁機的深度，進而確定壓漿的有效長度。

在施工中，假設(shè)地面波動比較大，要保證樁的長度，一定切記隨時關(guān)注監(jiān)測施工現(xiàn)場標高的變化。利用電機的帶動鉆桿旋轉(zhuǎn)，使鉆頭的螺旋刀片迅速旋轉(zhuǎn)，用刀片切割土塊。土塊會伴隨螺旋葉片螺旋上升排出，通過卸土器往外輸送。

當鉆機開始施工的時候，應(yīng)采用高轉(zhuǎn)速低進入的工藝，這樣便于土壤運輸，鉆井鉆進的阻力小效率高。鉆進時，盡量避免鉆桿的晃動，以免擴大孔徑。鉆桿在鉆進的時侯，要時刻檢查鉆頭的平整度以及鉆桿的垂直度，保證及時帶出切土，鉆進的質(zhì)量和速度才有保證。

2.3.4 終孔

當鉆孔快要結(jié)束時，鉆進到設(shè)計的樁底標高之后，先進行自檢，自檢確保無誤才可以進行下道工序。一旦發(fā)現(xiàn)新情況，或者不能繼續(xù)鉆進施工時，必須改變施工方法。可以每隔一個打一個孔，采用跳躍式施工方法。

2.3.5 灌注樁

在管道中使用混凝土泵送工藝。當鉆孔鉆到樁底設(shè)計的標高時，混凝土可能會進入鉆桿。可以先把鉆桿預抬200～300 mm之后再繼續(xù)施工。讓混凝土沖刷鉆門5～10 s，即在吊裝前將螺旋管灌滿混凝土，將吊裝速度控制在3.5～3.0 m/min，以確保鉆桿始終充滿混凝土，防止吊裝時的提空。一定不能抬鉆過快，以防止斷樁和縮樁現(xiàn)象的發(fā)生，尤其是通過沙層時要特別注意。

在灌注樁成型過程中，要進行取樣，制作混合料試驗塊，并根據(jù)標準進行養(yǎng)護，然后檢測立方體28 d的抗壓強度。如果是冬季進行施工，入孔時混合料的溫度不得低于5℃，并對灌注樁樁頂，灌注樁樁間土，采取必要的保溫措施。當進行清土切樁時，不能破壞灌注樁樁頂標高之下的樁身，也不能攪亂灌注樁之間的土。樁頂?shù)臉烁邞?yīng)高于設(shè)計的標高，并且要高于標高的長度，且不小于0.5 m。隨后檢查混凝土超灌的高度，對空樁回填，確保灌注樁樁身的質(zhì)量。

2.3.6 混凝土試塊制作

每隊隨機對混凝土試塊取樣一次，每次取樣的時候，現(xiàn)場固化一組試塊。

3 施工中應(yīng)注意的主要質(zhì)量問題

3.1 管堵塞問題

管堵塞問題，是長螺旋管泵內(nèi)壓CFG樁施工中的常見問題之一。管堵塞不僅會影響CFG樁施工的效率，還增加了勞動的強度，同時造成施工材料的巨大浪費。管道堵塞的發(fā)生一般與以下6個因素有關(guān)。

第一，設(shè)備的缺陷造成管道堵塞。如：彎頭曲率半徑的不合理，彎頭和鉆桿垂直連接混合流阻力過大。管道接頭安裝的不牢固，墊圈損壞會造成水泥砂漿的流失，使管道發(fā)生堵塞現(xiàn)象。所以在施工期間要仔細觀察和檢查施工設(shè)備的使用情況。

第二，配料配比不當造成堵管。如果混合料中粉煤灰的含量較小，則混合料的和易性差，容易造成堵管。因此，應(yīng)注意粉煤灰在配合比中的摻入量，摻入量一般控制在60～80 kg/m?。

第三，攪拌缺陷造成的堵管。一旦混合料坍落度過大，就會在泵壓下沁水，使殘余骨料和砂漿分離，造成較大摩擦，從而發(fā)生管道堵塞現(xiàn)象。相反，如果混合料的坍落度太小，會降低混合物的流動性，從而引發(fā)管道堵塞現(xiàn)象。施工坍落度控制在180～200 mm為宜。如果坍落度過高或者過低，視情況可添加適當?shù)谋盟蛣?。與此同時，應(yīng)該控制濾網(wǎng)的尺寸大小，防止過大的石塊和碎屑泄漏到混凝土泵的儲料斗中，造成管道發(fā)生堵塞。

第四，地下水較豐富，鉆頭出料口密封不好，在鉆進過程中大量的水進入鉆桿內(nèi)腔，隨著混凝土的壓灌，混凝土從鉆桿頂部向底部沖壓，遇到水將產(chǎn)生混凝土離析，砂、石、水泥分離，在出料口產(chǎn)生堵管。若發(fā)生此類問題，可以將鉆桿提出，清理鉆頭及鉆桿。為避免堵管，應(yīng)在下鉆前對鉆頭出料口進行密封。鉆頭上的兩個封堵葉片（或一個）在鉆進過程中被磨掉而出現(xiàn)進水堵管時，應(yīng)立即將鉆頭提出，補焊葉片或更換新的備用鉆頭。為避免發(fā)生此類堵管，應(yīng)在鉆進前認真檢查鉆頭，焊接牢固。本工程樁底標高距地下水位還有一定深度，可不考慮地下水的影響。

第五，鉆桿頂端彎管內(nèi)存留定量混凝土。當一根樁灌完混凝土移至下一根樁時，因上一根樁灌注的混凝土在鉆桿頂端彎管內(nèi)有一定存留，隨著下一根樁的施工，動力頭擺動，彎管內(nèi)的混凝土受到振動，加之隨著鉆桿的下降后面軟管內(nèi)混凝土的壓力（或推力），混凝土會徐徐下落至鉆桿底部，受熱發(fā)生離析或凝結(jié)，再次灌注時鉆頭葉片打不開。遇見此類問題，可以在一根灌完后，通知開泵人員反泵二次，就能杜絕此類現(xiàn)象發(fā)生。

第六，施工不當。當鉆至設(shè)計深度后，即可泵入混合料，待芯管及輸送管都充滿混合料后及時提鉆，保證對混合料在一定壓力下灌注成樁。如果提鉆不及時，在泵送壓力下，鉆頭處水泥漿被擠出，鉆頭閥門處混合料干硬少漿或結(jié)成塞體，便會產(chǎn)生堵管。

3.2 竄孔問題

當在進行飽和粉土與粉細砂施工的時候，鉆桿在鉆孔的行進過程中，偶爾會出現(xiàn)相鄰已施工，但還沒有來得及硬化的樁頂突然顯著下沉現(xiàn)象。在用混合材料泵送新樁時，相鄰樁的頂部開始再次上升。在泵入足夠的混合料時，樁頂才恢復到最初的標高，這稱為竄孔。大量的工程實踐顯示，在加筋土層中，存在飽和粉土、細粉土和細粉砂子時，鉆桿鉆進過程中，葉片的剪切作用會對土壤產(chǎn)生擾動。一旦擾動的能量積累到一定程度，足以液化土壤時，就會發(fā)生竄流。

竄流一旦發(fā)生，就要立馬采取相應(yīng)的措施。當提升鉆孔，并把混合料倒入發(fā)生竄孔的土層時，就要立馬停止鉆孔，并持續(xù)泵送混合料，一直到竄孔樁的混合料水平上升至其原始位置才停止泵送。為避免竄孔現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)采取相應(yīng)防范方法。對于可能穿過孔的鋼筋基礎(chǔ)，應(yīng)最大限度采用大樁距方案，這樣就可以縮小對打入樁的剪切影響。選擇高位鉆頭以提高鉆井速度。

3.3 樁體上部存氣問題

施工中在切斷樁頭時，會出現(xiàn)單樁頂部空腔不多，主要是施工時排氣閥不能正常工作。鉆桿鉆入孔后，鉆桿內(nèi)充滿空氣，當鉆桿達到預定標高之后，泵送混合物料。一旦排氣閥被混料泥漿堵塞，就不能正常工作，鉆桿內(nèi)的氣體就不能順利排出，這時會出現(xiàn)樁體形成孔洞。在施工的過程中，應(yīng)保證排氣閥的正常運行。因此，要經(jīng)常檢查排氣閥是否存在堵塞的情況，如有堵塞要立馬清洗。

3.4 先提鉆后泵料問題

施工中當樁端達到設(shè)計標高時，操作員必須將鉆桿升高300 mm，以便在泵送混合物之前打開閥門。這樣操作會使鉆頭上的土壤出現(xiàn)回落，使樁端出現(xiàn)泥漿，長螺旋鉆孔樁的承載力降低。因此，在施工過程中前后工作人員應(yīng)密切配合，確保鉆井吊裝和泵送材料的一致性。

3.5 樁身混凝土質(zhì)量差問題

根據(jù)工程設(shè)計規(guī)范，選擇正規(guī)的骨料和水泥，并選擇正確配合比。每盤中混凝土的骨料含量、攪拌時間、加水量應(yīng)一致，以避免出現(xiàn)樁截面不均、混凝土離析等問題。需要控制泵送量與抬升速度相一致，如果抬升速度過快，會使混凝土壓實問題受影響。

3.6 縮徑問題

當單樁的實際混凝土澆筑體積小于設(shè)計體積時，排除鉆頭小因素之外，一般認定為樁體收縮。一旦發(fā)生類似情況，應(yīng)及時查明原因。在混凝土還沒凝固前，應(yīng)重新鉆孔，確保實際灌注混凝土體積不小于設(shè)計體積?？s徑問題的發(fā)生有4個原因：一是提升速度太快。應(yīng)根據(jù)泵容量選擇適當?shù)奶嵘俣?。二是輸送壓力不足以減小直徑。檢查輸送泵以確保輸送壓力。三是軟弱地層引起的收縮。在松軟地層中，提升速度應(yīng)放慢。在鉆孔之前，先研究地質(zhì)條件，熟悉每層的巖性和埋深情況。四是鉆頭直徑不符合要求，鉆頭直徑小于設(shè)計的樁徑。鉆頭尺寸要定期測量，在施工時要配備備用鉆頭。

3.7 擴徑問題

除正常地層填充系數(shù)外，當單樁實際灌注量大于設(shè)計體積時，初步求出樁徑膨脹量。如果相鄰樁不受影響，則不進行處理。對于松軟地層，要認真研究地質(zhì)資料，采取適當措施，提高軟弱段的掘進速度。對于泵壓力高的情況，施工前應(yīng)選擇合適的混凝土輸送泵。

3.8 成樁過程設(shè)備故障問題

在成樁施工過程中，設(shè)備故障偶有發(fā)生。假如在打樁過程中發(fā)生設(shè)備故障，為了防止混凝土凝固后鉆桿被吊出，在停止施工時應(yīng)先吊出鉆桿，并清理鉆桿和管道中的混凝土，并對設(shè)備進行維護。等設(shè)備修復完后，可在原始灌漿面以下至少2m的地方澆筑混凝土，以防止斷樁。

4 結(jié)語

對銀座天悅國際廣場15#樓工程，嚴格按照現(xiàn)行國家規(guī)范進行設(shè)計、施工、驗收，工程質(zhì)量滿足設(shè)計、驗收規(guī)范要求，資料齊全。在工程施工前做到每個施工人員都進行技術(shù)交底，施工期間做到每天按施工樁數(shù)的5%檢查上述施工技術(shù)要求，以確保滿足設(shè)計和施工規(guī)范的要求。施工完成后按時完成質(zhì)量檢查和工程質(zhì)量評定。