CFG桩施工工艺及质量控制
时间：2020-12-13 08:04:56 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
(内蒙古铁道勘察设计院-内蒙佳达监理公司，内蒙古 呼和浩特 010050)
摘 要：文章根据现场CFG桩的施工情况，介绍了CFG桩的 施工工艺及施工过程中的质量控制。
关键词：CFG桩；
复合地基；
工艺标准；
质量控制
中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编 号：1007—6921(2009)14—0109—03
1 工程概况
武广客专DK1771+270.34~DK1771+420.62段位于岩溶发育区，地表有13~21m厚的红黏土，无 法满足铁路路基在沉降和稳定方面的要求，需进行地基加固或处理。其中DK1771+270.34~DK 1771+340、DK1771+385~DK1771+420.62两段路基采用CFG桩加固，桩径0.5m；
桩间距1.3~2.0 m，正三角形布置，桩长8~15.8m，桩顶设0.6m厚的碎石垫层，中间铺一层抗拉力≮200KN的 土工格栅。
2 施工方案
2.1 目的
对路基基底进行加固处理，提高基底承载力，使其满足铁路路基在沉降和稳定方面的要求， 路基工后沉降满足无碴轨道的要求。
2.2 施工设备
长螺旋钻机施工以成桩速度快、低噪音、无振动、对桩间土扰动小等优点 ，现场CFG桩施工 采用长螺旋钻机管内泵压混凝土成桩，该施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵、混凝土搅拌 站、混凝土运输车组成完整的施工体系。其中长螺旋钻机是该工艺的核心部分。
2.3 劳力布置：见表2
2.4 施工准备
地质勘察完毕、施工图纸、施工组织设计已齐全。
施工场地范围内的地面、地下障碍物均已排除或处理。场地已平整，对影响施工机械运 行的松软场地已进行平整压实，压实系数＞0.9，并有排水措施。
施工用水、用电、道路及临时设施均已就绪。
现场已设置测量基准线、水准基点，并妥加保护。
施工前，先进行了试桩，数量为2根。钻进时电流值见下表，灌注混合料时提管速度2~3 m/min。每根桩的钻进时间为8～12min，成桩时间为5～8min，移位时间为5～10min。
2.5 施工工艺
2.5.1 施工前利用全站仪和钢尺根据桩位图放出轴线控制桩和CFG桩位，用一定直径和深 度的白灰点或钉下竹钎来表示桩位。
2.5.2 钻机就位。在机架或钻杆上设置标尺，以便控制和记录孔深。就位后利用轴线桩校 正好钻杆的位置、应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆。下放钻杆，使钻头 对准桩位点，调整钻杆垂直度，确保钻杆垂直度的偏差不大于1%，然后启动钻机钻孔，达到 设计深度后空转清土，在灌注前不得提钻。
2.5.3 钻进成孔。钻孔开始时,关闭钻头阀门,向移动钻杆至钻头触及地面时,启动电机 ,将钻杆旋转下沉至设计标高。成孔时应先慢后快,这样能避免钻杆摇晃，也能及时检查并纠 正钻杆偏位的差值。钻进过程中，如果进尺明显变慢，机架出现轻微晃动，与设计标高、前 期地质勘察结果相比较,如果相附则可以停钻。
2.5.4 灌注及拔管。CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆芯管充满 混合料后开始拔管,严禁先拔管后泵料。混凝土泵的泵送量与钻机的提拔速度匹配是CFG桩施 工的关键核心。由于混凝土泵的型号很多，与长螺旋钻机配套的混凝土泵型号多为HBT30A、 HBT50和HBT60，在施工时钻机提拔速度宜控制在2～3m/min,根据提拔速度进行泵送量的匹配 ，严禁产生超拔。在施工时需要熟练技术人员指挥协调混凝土泵和长螺旋钻机之间的配合。
施工桩顶标高应比设计标高高0.5m。搅拌站提供混凝土时，中间可停止提钻等待搅拌机拌制 混凝土，但等待时间应远小于混凝土的初凝时间。若因意外情况出现等待时间大于初凝时间 ，则应重新钻孔成桩。
2.5.5 移机。当一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。施工时由于排出的 土较多，经常将临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移 动。因此，下一根桩时，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位 准确。
2.5.6 桩头处理。截桩头时用截桩机从四周切割完毕后，在切割位置按同一角度对称放置2个或4个刚钎，用大 锤同时击打，将桩头截断。
3 CFG施工中常见的问题及质量控制措施
3.1 导管堵塞
堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG 桩的施工效率,增加工人劳动强度,还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时,使已搅拌的C FG桩混合料失水或结硬,增加了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。
产生堵管的原因有以下几点: ①混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较 少时,混合料和易性不好,常发生堵管。因此,要注意混合料的配合比,尤其要注意将粉煤灰掺 量控制在设计允许的范围内。②混合料搅拌质量有缺陷。在CFG桩施工中,混合料由混凝土泵 通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润 滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析,泵压作用下,骨料与 砂浆分离,摩擦力加剧,导致堵管。坍落度太小,混合料在输送管路内流动性差,也容易造成堵 管。③施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后,开始泵送混合料,管内空气从排气阀排出, 待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若注满混合料后不及时提钻,混凝土泵一 直泵送，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,同样可使钻头阀门处产生无水泥浆的干硬 少浆的混合料塞体，使管路堵塞，混合料不能下落。④设备缺陷。弯头曲率半径不合理也能 造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接,否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗,否则管 路内有混合料的结硬块,还会造成管路的堵塞。
控制措施：
①保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和坍落度符合要求。②灌注管路避免过大 变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净。③加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时 发现和解决问题。
3.2 偏桩
一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层原因使 钻孔对钻杆跑偏等原因造成。
控制措施：
①施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜；
②放桩位时认真仔细 ，严格控制误差。③桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。
3.3 断桩，夹层
断桩是由于提钻太快泵送砼跟不上提钻速度，钻头上的泥块落入孔内桩，或是用大型机械( 装载机或挖掘机)野蛮清理桩间土，造成CFG桩身浅层断桩。如果CFG桩设计标高以下断桩， 则必须采取补救措施。假如断裂面距桩头较近，可接桩至设计标高，方法如下图所示；
如果 是断桩位置较深，应在旁边补加一根CFG。
控制措施：①保持砼灌注的连续性。②严格控制提速， 如灌注过程中因意外原因造成灌注 停滞时间大于混凝土的初凝时间时，应重新成孔灌桩。③不能用大型机械清理桩间土，用小 挖机配合人工清理桩间土。④清理出桩头后，用切割机截桩头，不能用大锤蛮力敲打桩头。
3.4 桩身砼收缩
桩身回缩是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解决，施工中保证充盈系数>1。
控制措施：
①桩顶至少超灌0.5m，并防止孔口土混入。②选择减水效果好的减水剂。
3.5 桩头质量问题
①桩头空芯。主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵 送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气, 形成空芯。为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。②桩 端不饱满。这主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致。这种情况可能造 成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔,影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况,施工 中前、后台工人应密切配合,保证提钻和泵料的一致性。③多为夹泥、气泡、砼不足、浮浆 太厚等，一般是由于操作控制不当造成。
控制措施：
①防止桩口土块混入砼中。
②保持钻杆顶端气阀开启自如，防止砼中积气造成 桩顶砼含气泡。③桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。
3.6 单桩承载力低主要与桩底情况有关，桩底承载力不足，没有施工到设计 标高。
控制措施：①控制桩长，施工到设计标高桩底一定要在硬土层上。②灌注桩身混凝土时一定 先泵送混凝土后提钻，以保证桩底嵌固良好。③在黏土层中钻孔时要加快进展速度，以防螺 旋钻的离心作用在钻孔壁上造成泥皮而降低桩摩阻力。
4 成品保护
清运弃土时不可对设计桩顶标高以下的桩体造成破坏；
不可扰动桩间土。
采用挖掘机清运弃土时，应防止挖断CFG桩。
5 效果检查及验证
DK1771+385~DK1771+420.62段CFG桩施工完毕后，抽取了20%的数量对桩身质量进行了低应变 检测。其中没有发现Ⅲ、Ⅳ类桩，桩身质量满足设计要求。
6 安全质量环保措施
6.1 安全措施
钻机操作工、混凝土输送泵人员具有熟练的操作技能并了解施工的全过程。机械、电气设备 达到国家安全防护标准；
施工中发现设备运转异常，立即关闭电源进行检修。
机电设备固定就位，不随意搬动，电动部分设置网罩，电箱电线悬挂。
施工中钻机置于平整坚实的地面上，钻机移位时平稳并保持钻杆垂直，防止倾斜倒塌。
6.2 环保措施
水泥和粉煤灰等细颗粒散体材料，遮盖存放，运输时防止遗撒、飞扬。
废弃物及时清理，不随处抛撒。施工机具采取降低噪声措施，减少扰民。
7 注意事项
施工桩顶标高高于设计标高50cm，浮浆厚度不超过20cm。开挖基坑时，将桩顶面施工质量较 差的桩段用人工挖除。
CFG桩加固深度应穿透软弱土层(压缩层)到达无压缩层(硬层)以下1.0m或基岩面。
现场记录人员应严格遵守项目部组织纪律和劳动纪律，上班时间必须坚守工作岗位，严 禁脱岗。现场记录人员应认真填写《CFG桩施工记录表》，并在施工现场真实填写表中的各 项施工内容。桩号按工程部门编排的桩号填写。成孔时间和成桩时间按现场实际施工时间记 录到秒。
电流应记录钻头到持力层时瞬间的电流数据。当日记录的《施工原始记录表》应当天完善 复核人、质检人、分项工程技术负责人的签字。各项记录必须真实、清晰、不得涂改表中记 录的内容。
8 结束语
通过本段CFG桩施工，基本明确了长螺法CFG桩的施工工艺，确定了本台钻机施工工艺参数， 掌握了施工中常见问题有效的预防和处理措施，确保了CFG桩的施工质量。
