广西建设职业技术学院
摘要：现阶段，CFG桩的复合地基技术在我国有些区域的民用、工业建筑项目中已经得到广泛的应用。通过大量的施工了解到，CFG桩复合性的地基其实际的承载力一般不会产生较大的问题与缺陷，最有可能存在问题的是CFG桩的施工过程。所以，加强对CFG桩施工技术与工艺特征的了解，熟练掌握CFG桩施工中常见的问题及其应对措施，对各种地质条件下项目施工中CFG桩的工艺选择、有效施工、成桩的质量控制均具有十分重要的现实意义。基于此，本文阐述了CFG桩基的主要施工工艺，分析了CFG桩施工过程中常见的问题，探讨了CFG桩施工质量控制方法及其检测流程，提供了必要的参考。
关键词：CFG桩；复合地基；施工工艺；常见问题；处理策略
CFG桩，又叫做水泥煤灰粉的碎石桩，主要由石屑、碎石、砂子、煤灰粉、水泥渗水搅拌，再用相关的成桩设备制作的可变强度的桩。经过对水泥量配比的调节，碎石桩的强度级别会达到C15-C25之间，属于介于柔性、刚性桩中间的桩型。CFG桩与桩间土皆经过相应的褥垫层，而构成CFG桩复合性的地基。CFG桩具有较为宽广的适用性。例如：在粉土、砂土、淤泥质土、粘土、杂填土等地基建筑中皆拥有较多成功的案例。这种桩很适用于条状基础、独立基础、筏基等。因此，相关的设计师有必要对CFG桩的施工工艺进行系统地了解，以便更好地选择施工方案、确定设计参数、应用施工措施。
一、CFG桩基的主要施工工艺
（一）控制轴线的确定
在进行水泥煤灰粉碎石桩正式施工以前，工作人员需要按照施工图纸的具体要求，合理确定建筑工程的控制轴线，同时，把水泥煤灰粉碎石桩的精确方位放线在桩的作业面。注意放线的桩位要具有醒目、不易遭到破坏的特点，应用具有特定深度与直径的白灰点代表桩位，而且，桩位的偏差不要大于2厘米。
（二）钻入成孔
开始钻孔的时候，通常要坚持循序渐进的原则进行，由慢到快，不但可以控制钻杆的摇晃程度，而且检测钻孔偏差的时候也会更加方便，可以及时进行纠正，应当确保垂直度的偏差一般不要超过1%。在成孔期间，如果发现难以钻入或者钻杆摇摆的问题，应当将进尺放慢，不然极易引发桩孔发生位移或偏斜，严重时还可能损坏钻具、钻杆。如果钻头已经达到桩长设计标高的时候，在动力头的底部停留钻机塔身位置做好标记，以便施工期间为桩长的调节提供依据。当施工正式开始的时候，如果动力头的底面达达标记部位时，就表明桩长达到了设计标准了。施工期间，还要有效分析施工作业面的标高区别，作必要的增减，确保成孔深度不要存在O.l米以上的偏差。
（三）灌注与拔管
当桩深的成孔达到预想的标高以后，要停止继续钻入，进行泵送混合料。在泵送以前，选择水泥砂浆用来使管路更加湿润。当钻杆的芯管含有大量混合料以后，再拔管，确保一次提钻的高度不要超过25厘米，混凝土的埋钻高一般要超过1.0米。不可以先提管，然后再泵送，混合料的泵送量要和拔管的速度相符，具体的拔管速度还需要结合建筑工程的具体情况进行现场控制。成桩的过程最好不要中断，以免由于供料迟慢而引发停机待料的现象。如果施工过程中由于某种原因不能持续进行灌注，还要按照现场的勘察报告与施工土质的具体状况，避开已经饱和的粉土层、砂土层等，不可将机器停在类似的土层。当灌注成桩结束以后，需要在桩头上方盖上适量的水泥，起到保护的作用。施工过程中，应当确保各桩的投料不低于规划的灌注量，桩顶的高程应当至少超过设计桩顶的0.5米，确保桩顶的标高与桩顶的混凝土质量皆达到相关的施工标准。
（四）钻机移位
在上根桩施工结束时，钻机需要进行移位，对下根桩展开施工作业。施工期间，因为水泥煤灰粉的碎石桩往往会排出大量的土，时常把附近的桩位盖住，有的时候还可能由于钻机支撑期间，其支撑脚压在桩位旁边，导致原来标定的桩位偏移。所以，在对下根桩进行施工的时候，还要按照附近的桩位置与轴线，复核需要施工的桩位，确保桩位精准。
（五）处理桩头
当清除表面的保护土层后，需要截断桩顶设计标高上边的桩头。第一，查看桩顶标高具体位置，在一个水平面中以同一角度对称放置两个或四个钢钎，利用大锤共同击打钢钎，一直把桩头截断。不可以拿钢钎朝斜下方进行击打，或者拿一个钢钎对桩身进行单向击打，以免桩头难以承受导致弯矩现象，使得桩身发生断裂。截断桩头以后，需要拿钢钎把桩顶从四角向中间进行修平处理，直到桩顶的设计标高在规定的偏差范围内。若在基槽部位开挖，或者除去桩头的时候使得桩体发生断裂，导致桩顶未达到设计的标高，一定要进行相应地补救。若断裂面与桩顶离得较近，可以进行接桩，一直到设计桩顶的标高为止。
二、CFG桩施工过程中的常见问题
（一）缩颈与断桩
缩颈与断桩是CFG桩施工期间经常存在的问题，其原因主要如下：其一，在饱和性的软土范围内成桩，且桩机的振动小，当连续施工的时候，新打的桩会对原来的桩进行挤压，将原来的压成各种形状，甚至会发生断桩或缩颈。其二，在上方含有硬性的土层，或者中间带有硬性的土层成桩，桩机振动较大，对原来的桩的产生破坏作用，选择隔桩跳打的施工工艺，如果原来的桩强度不高，在中间打新桩的时候，将打好的桩振裂。其三，软土拔管的速度快，破坏了软土的结构。其四，淤质的地层其护壁不足，打孔时间较长，导致孔壁的收缩。其五，在饱和性的软土中成桩，因为原来的桩没有固定成型，新打的桩对打好的桩带来挤压作用，引起缩颈。其六，当灌注混合料的时候，拔管过于迅速，或振捣不足，可能在桩身的局部位置产生桩径变细的问题。其七，因为基坑开挖的时候，施工不当使得浅层产生了断桩。
（二）桩体的强度不匀
施工中，工艺不当可以导致桩体的强度不匀，原因分析如下：其一，因为混合料质量不达标或振捣不足。其二，因为混合料的配比不科学，或搅拌不匀时，下料的时候输管内的物料离析比例小的水与粉煤灰被挤到桩体的四角，导致桩体偏向的区域被水与粉煤灰充满，粉煤灰逐渐积沉在空桩的底部。其三，灌注混合料的时候，拔管速度过慢，或振捣过长，使得桩体的水泥量少，桩顶有很多浮浆，且混合料易发生离析，影响了桩体的强度。
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（三）桩位偏移与斜孔
在成孔施工期间，时常出现孔的倾斜引起的成桩倾斜问题，给桩的竖向承载性能带来影响，或成桩的桩位发生偏离的问题。通常情况下，桩的偏位因为打桩挤土引起的，而斜孔一般由于钻机不够稳定，或钻杆的垂直性不足引起的。在饱和性的软土里成桩，如果进行连续施工时，新打的桩会对已打的桩进行挤压，于是引起桩的偏位现象。
（四）灌料堵管
CFG桩施工过程中，如果发生堵管，会给桩施工的进度造成极大的影响，不仅增加了工作量，而且引起了不必要的资源浪费。尤其在排除故障不顺利的时候，导致混合料水份缺失，极易引起堵管，给正常施工造成了不便。引起灌料堵管的原因如下：其一，混合料的配比不科学，碎石粒直径大，或者水泥受潮导致结块。其二，混合料的搅拌不均匀。其三，设备故障。其四，因为施工方式不合理，导致地下水混入砂石产生回灌现象。其五，冬天施工的时候，材料结冰，通过搅拌以后依然无法消除冰块。
（五）窜孔
在饱和性的粉细砂层、粉土层中施工，经常存在钻杆钻入期间叶片的剪切对土体形成扰动的问题，而土体受到扰动会产生能量积累，导致最终土体液化。大量建筑项目施工实践表明，地层加固期间，尽管也存在较为松散的粉细砂、粉土等，然而，如果未渗入地下水，施工过程不会存在窜孔；如果加固土层过程中含有地下水，且桩的距离较远，各桩的成桩时间短，一般也不会有窜孔的现象；唯有当桩距小，且桩长较大，成桩时间过长的时候，一次移机施打附近很多桩的时候，才可能窜孔。具体在施工过程中还要按照实际情况应用有效措施。
三、CFG桩的质量控制方法
（一）选择合适的成孔工艺
合理选择成桩的工艺对CFG桩的施工质量产生重要影响。一般情况下，由于地质条件不同，选择的成孔方式也存在差异。因此，水泥煤灰粉的碎石桩进行施工的时候，要按照设计标准与施工现场的地基土、地下水、附近是否有居民、是否存在振动敏感的设备等情况，选择合适的施工工艺，这也是CFG桩顺利施工的有效路径。
（二）展开配比试验，控制坍落度
施工以前，工作人员需要依据相关的设计标准，在试验室展开混全料的配比试验，且施工中严格依据配比对混合料进行使用。进行长螺旋的钻孔，或管中泵压的混合料成桩过程中，一般混合料煤灰粉的掺量在70 kg至90 kg/m3，坍落度一般在160mm至200 mm之间，灌注成桩的过程中，坍落度一般在30 mm至50 mm之间。由于坍落度如果过大，极易导致离析、泌水问题，如果坍落度过小，则极易引起堵管。
（三）对拔管速度加以控制
当管内泵压混合料成桩过程中，钻到设计的深度以后，要有效控制提拔钻杆的速度，使得混合料的泵送量与拔管速度相符，如果碰到饱和性的粉土层或砂土层时，不要停泵待料。必须有效地对拔管速度进行控制。确保沉管灌注成桩时，拔管的速度要保持匀速，一般情况下，拔管速度要在1.2 m/min至1.5 m/min之间，若碰到淤泥的时候，拔管速度要相应地放缓。
（四）对桩顶标高进行控制
施工的时候，桩顶的标高一般要超过设计的标高，预留保护的桩长。各桩进行加料的时候，应当比设计的桩长多添加0.5米桩长的混合料。选择插入型的振捣棒，对桩顶的混合料进行加振三至五秒钟，以增强桩顶混料的密实性。当振动沉管的灌注成桩以后，桩顶的浮浆厚一般要低于200 毫米。
（五）打桩的顺序要正确
当对沉管灌注的成桩振动时，因为成桩期间可能会对土体形成一定的挤压性，后打桩可以对先打桩形成水平方面的推挤，从而引起桩的变位或偏移现象。所以，应当把握好打桩的次序：对密集性的桩群，从中间向两侧进行对称施工；对一边附近有建筑物的时候，需要从建筑物一侧向相反方向施工；按照基础的设计标高，一般由深到浅；按照桩的规格，一般从大到小，从长到短。
（六）控制施工的偏差
施工过程中，桩长的偏差不应超过100毫米，桩径的偏差不应超过20 毫米，施工的垂直度其偏差不要超过1%，对于满堂布的桩基，其桩位的偏差不超过0.4倍的桩径，对于条状的基础，桩位不要超过0.25倍的桩径，对于单排布的桩位偏差不要超过60 毫米。
（七）设置褥垫层
在CFG复合地基施工中，褥垫层能够确保桩土一同承担荷负，有效地调节褥垫层的厚度，能够改变桩土的荷载配比。其中，褥垫层一般选用粗砂、中砂、碎石等为材料，碎石粒的直径最好处于8至20毫米之间。最好用卵石。褥垫层的铺设一般应用静力压实的施工方法。如果基础底部的各桩之间含水量很小的时候，也可以选择动力压实的施工方法，褥垫的夯实厚度和虚铺的厚度之比不要超过0.9。
四、CFG桩的质量检验
第一，记录施工中的检验数据。在CFG施工作业中，需要认真地对每根桩的成桩投料数量、时间、桩长、意外情况等信息记录清楚，检验施工的质量时，一般要对混合料的坍落度、桩位偏差、桩数、褥垫层的厚度、桩体试块的挤压强度、夯填度等进行检查。第二，桩身完整性与承载力的检测。CFG桩复合性的地基施工结束后，进入验收阶段，工作人员需要对桩的承载力与每个桩的桩身完整性加以检测。其中，检测承载力一般选择复合地基的载荷试验。要当桩体强度达到试验条件时展开，即竣工28天以后。实验数量一般不超过三个试验点，试验量为总桩数的0.5至1%。桩身的完整性一般选择低应变动力的试验，对总桩数进行10%的抽样检测。
结束语
总之，在建筑项目施工过程中，桩基是非常重要的内容。直接影响到建筑物的整体施工质量。CFG桩复合性的地基施工技术具有较大的适用范围，掌握CFG桩的主要施工工艺及技术特点，了解CFG桩施工问题的处理措施，对不同地质条件建筑工程中CFG桩的工艺选择、有效施工、成桩施工质量的控制方面是十分的利的。
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论文作者:李忠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/1
标签：标高论文; 褥垫论文; 桩头论文; 偏差论文; 土层论文; 地基论文; 钻杆论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;