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浅谈CFG桩施工工艺及质量控制On Application Of CFG Pile

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：史子君

[导读] 摘要：随着中国经济的飞速发展，各行各业也在迅猛发展。人们对居住条件要求也越来越高。

        西安市房地产经营一公司陕西西安 710001
        摘要：随着中国经济的飞速发展，各行各业也在迅猛发展。人们对居住条件要求也越来越高。建筑业的快速发展导致城市地皮逐渐减少，建筑的高度越来越高，以致于地基处理方式也日趋多样化。高层建筑中复合地基由于其充分利用桩间土和桩共同持力的特有优势和相对其他地基处理方式低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用。
        关键词：钻孔垂直度；塌落度
        正文
        随着中国经济的飞速发展，城市就业机会增大，城市人口高速增长，建筑业的迅猛发展导致城市土地逐渐减少。为了在有限的土地范围内建造更多的使用面积，建筑物逐渐向高空发展。为了保证高层建筑的稳定性，必须要提高地基处理。复合地基逐渐成为高层建筑中常见的地基处理方式。CFG桩主要是通过桩、桩间土和褥垫层一起组成复合地基的地基处理方式。CFG桩都是以“桩筏”的形式出现。
        1.项目简介
        1.1王家棚二期廉租住房项目位于未央湖东路以东，幸福渠以南，北辰大道以西，草滩街办王家棚村（规划路中兴路）北。
        1.2项目占地面积27.133亩。规划建设总规模9.1万平方米，配套公建设施3.3万平方米。规划建设四幢32层高层住宅、高层裙楼为配套商业建筑及一幢4层办公楼，地下一层及设备层。
        2.CFG桩施工工艺
        2.1CFG桩施工要求
        本工程地址为原河滩砂土地基，采用素混凝土灌注桩处理，有效桩长18.5m，桩直径￠400，处理后复合地基的承载力特征值不应小于fak=620kpa。素混凝土灌注桩要求长螺旋钻孔压灌成桩,施工时桩顶标高应高出设计桩顶标高不小于600mm，虚桩头需铲除。桩混凝土强度等级30。基坑开挖时可采用人工或机械人工联合开挖，机械人工联合开挖时，予留人工开挖厚度应由现场试开挖确定，以保障机械开挖造成桩的断裂部位不低于基础底面标高，且桩间土不受扰动。并应对相邻建筑物、构筑物采取相应的保护措施。
        2.2CFG桩的优点：
        （1）施工工序简单。CFG桩施工工序大体分为：移机就位、沉管造孔、填料加密、成桩四道工序。每一道工序都不需要花费大量的人力资源，基本少实现了全过程的机械化控制。
        （2）环境适应能力强。CFG桩不仅适用于地下水位以上淤泥质土、素填土、粉土、粉质粘土等地基加固，而且因其具有较好的耐水性，对地下水位以下情况，因其具有较好的耐水性，不会受地下水侵蚀出现地基沉降问题。
        （3）应用广泛。CFG桩复合地基承载能力幅度提高大，沉降量小，加固软土地基效果显著，具有较广泛的适应性。桩身混合材料具有一定的粘结强度和良好的和易性。使其不易离析、泌水，容易保证桩身质量。
        （4）经济成本低。高层建筑对桩基施工的要求较为严格，桩基材料以水泥、粉煤灰和碎石子为主，三种材料的来源渠道广、市场销售价格低，CFG桩不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力，工程造价一般为桩基的1/3—1/2，经济效益非常显著。
        3.CFG桩施工过程
        CFG桩一般有三种成桩施工方法:振动沉管灌注成桩、长螺旋钻孔灌注成桩、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩。我们项目地基处理采用的是长螺旋钻孔灌注成桩。它适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土等。该工艺穿透力强、低噪音、无振动、无泥浆污染、施工效率高、质量稳定。长螺旋钻孔压灌桩成桩施工时，为提高混凝土的流动性，一般宜掺入粉煤灰，以保证施工中混合料的顺利输送。
        4.施工过程控制
        在施工前，施工单位向监理单位报送了CFG桩施工方案。监理单位对施工方案进行了严格的把控。在施工过程前，施工单位对工人进行了岗前培训、技术交底。

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        4.1对CFG混合料坍落度控制
        对到场的CFG混合料进行严格控制，测量进场料的塌落度，坍落度过大，会造成混合料出现离析的现象，同时造成混凝土输送管道内的骨料与浆体出现分离的现象，严重情况下会造成管道堵塞，同时桩顶会产生浮浆，降低桩体的强度。如果进场料坍落度过小，由于混凝土的混合料流动性过小，同样产生管道堵塞的现象。
        4.2控制桩机、桩位偏差
        桩机就位后，要求施工保证桩位纵横向偏差不大于50mm；桩机钻进过程中，严格控制钻机钻杆的垂直度偏差不大于1%。
        4.3监理旁站控制
        成桩过程中实行旁站监理，如发现异常情况，及时上报建设单位，由建设单位组织相关单位现场查勘，提出处理方案，做好旁站监理记录，且旁站监理员和施工单位质检员签字。
        4.4施工操作控制
        由于拔管速度控制不精确，拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩径浮浆过多，桩身强度不足和形成混合料离析现象，导致桩身强度不足。同时由于其他失误比如误读钻杆进尺数，未观察钻机垂摆导致桩身倾斜等等。因此加强对操作人员的岗前培训、教育及技术交底作为施工准备工作的重要一环。
        4.5注浆过程控制
        成桩过程中应检查监督施工单位严格控制粉煤灰掺和量和塌落度以及拔管速度。当成孔深度达到标高后停机，将拌好的混合材料放入管内，直到与进料口平齐后，开始拔管，严格控制拔管速度，防止发生泌水、离析、堵管、缩颈、断桩问题。
        通过以上措施的控制，CFG桩施工过程比较顺利。施工结束混凝土28天龄期过后，我们进行凿桩头，桩静载试验。通过这次CFG桩施工过程，我总结了一些心得体会：
        （1）严格控制塌落度。施工过程中塌落度的损失速度根据现场试验测试得出，并根据测试结果随时调整塌落度，避免因塌落度损失过快造成混合料堵管。
        （2）控制好拔管速度。拔管速度过快会造成桩径偏小、缩径断桩，拔管过慢又会造成水泥浆分布不均，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混合料离析现象。故拔管速度直接影响CFG的质量。
        （3）防止断桩的方法
        加强对已经灌注CFG桩区域的成品保护，严禁一切大型机械进入。对于施工不当造成断桩的解决方法，要经常检查机械设备。混凝土供应不及时造成的断桩，加强混凝土调度，保证及时供应打桩混凝土。对拔管和泵送混凝土不和谐造成的断桩，应寻求操作人员之间的默契配合。
        （4）成桩后质量控制
        CFG桩施工完成28天后，人工清除桩间土、人工破除60cm虚桩头。在清除桩间土及剔除虚桩头过程中，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。在每根桩顶周边用红漆画上标志，以保证人工破除虚桩头标高准确。
        5.结束语
        近几年CFG桩经过各地的工程实践证明，已经是很成熟的复合地基处理方法，被广泛采用。但由于施工过程中，很多施工单位的管理不够规范、施工人员素质低、对质量的监管不严格等问题，造成桩位不准、错位、深度不够等不符合规范要求的问题。这就要求施工单位规范管理，严格按照设计文件和规范的要求，严格管理、精心施工，减少返工而造成的不必要的经济损失。只要根据实际情况，因地制宜，不断创新，才能让技术更好为社会发展服务，我们的社会才会有更长足的进步。
        参考文献
        [1]孙瑞民.CFG桩常见的质量问题分析[M].北京：工程地球物理学报.2006.
        [2]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）.
        [3]徐至钧.《水泥粉煤灰碎石桩复合地基》（机械工业出版社）.