陈子毅
广州一建建设集团有限公司 510000
摘要：CFG桩（又称水泥粉煤灰碎石桩）复合地基有着施工速度快、工期短、工程造价低等特点，是目前应用越来越广泛的地基处理方式之一，现以广州市花都区某住宅工程的地质条件情况为例，简单介绍CFG桩在砂层、土溶洞地区的施工技术，并阐述相关的质量控制措施。
关键词：CFG桩；素混凝土；砂层；土溶洞地区；地基处理；施工质量控制
前言
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，由于近年对于CFG桩的应用越来越广泛，对CFG桩的施工及质量控制的要求也越来越重要，各种改良的CFG桩也随之出现，如其填料有一定的改良，目前广东地区的CFG桩基本采用素混凝土作为填料，并且由商品混凝土搅拌站供料，增加了施工的效率；另外也有在桩身增加一定长度的钢筋笼，也可增加桩上部抗剪切的能力。现以广州市花都区某住宅工程的地质条件情况为例，简单介绍CFG桩在砂层、土溶洞地区的施工技术，并阐述相关的质量控制措施，可作为今后类似工程参考。
1.工程概况及地质情况介绍
广州市花都区某安置房项目，主体为13层住宅，高度44.7m，工程的地质情况根据地质勘测资料，场地按成因、状态、岩土性划分，场区岩土层自上而下可分为：杂填土、耕土、淤泥质土、粉质粘土、细砂、中粗砂、砾砂、粉质粘土、全风化砂岩、强风化砂岩、中风化灰岩、微风化灰岩。需要说明的是，该地区场地多为砂层，砂层厚度在8~25m不等，粘土层的以下均为各种的砂层，再有少部分粘土后则是岩层。
而在地质勘察中发现有少量土洞发育，但溶洞揭露率较高，为25.5%。针对现场的溶洞、土洞发育情况，设计单位最后确定本工程的基础采用CFG桩（素混凝土）复合地基处理，CFG桩桩身填料为C15混凝土，桩径500mm，桩间距为1500mm倍桩径，桩身穿过砂层，桩端持力层为风化岩层。单桩承载力特征值Ra=600KN，复合地基承载力fspk=300kPa（等边三角形布置）fspk=266kPa（正方形布置）。
2.CFG桩施工工艺
2.1施工流程
本工程施工CFG桩（素混凝土）的地质条件多为砂层，其土质特性、透水性均比较复杂。CFG（素混凝土）桩的施工顺序采取隔桩隔排跳打，避免对已成桩造成损害。具体施工流程如下图：
2.2施工工艺及要点
1）选用合理的施工机械设备，CFG桩多用振动沉管机或长螺旋灌压桩机施工。选用成桩机类型和型号，要根据工程的具体要求和情况而定，本工程则采用长螺旋灌压桩机施工，配合泵机泵送混凝土。
2）根据基础施工图，制定桩位平面布置图及测量基准点，进行桩位测量，并在满足CFG桩检测的前提下，合理安排施工顺序。
3）CFG桩施工桩顶的标高一般比设计要求高出500mm，以确保桩身有效桩长的强度。
4）要严格按配合比拌合混合料，本工程为C15商品混凝土，而且坍落度要控制在160～180mm之间。施工中采用泵送混凝土塌落度一般宜取180mm，以免造成混合料堵管；
5）施工时将桩机移到指定桩位并对中，当地面起伏不平时，应调整支腿或平台基座，使桩机底座保持水平、钻杆保持垂直。
6）在灌料、提升过程中，当钻机钻至桩持力层时，开动混凝土输送泵灌料，当输送管及钻杆芯管充满混合料后开始启动卷扬机匀速提升钻杆，边灌料、边提升，直至施工到设计桩顶标高以上500~1000mm，提升速度宜控制在2m/min～3m/min，严禁先拔管后灌料，掌握好灌料与提钻的时间差，并配备足够的混凝土车在旁等待，尽量避免提升灌料过程中停机待料现象。在流塑性土中要控制提钻速度，保证成桩质量。
7）钻机在穿越软硬土层交界处时，为保持钻杆垂直，宜降低速度，缓慢进尺，若发现钻杆摇晃或钻进困难，表明可能遇到硬土、石块或硬物，需要立即提钻查明原因，与设计人员沟通确定处理方案，在妥善处理后重新钻进，否则易产生桩孔倾斜、偏移等质量缺陷，甚至造成钻机损坏。
8）在停灌后移机下一桩位，尽量控制好桩满出的混凝土，以及周边堆积的桩土要及时清走，避免桩土堆积对刚完成的桩造成质量问题。
9）若施工时遇到溶洞，应根据土洞及溶洞洞内无充填或呈半充填为流塑或软塑状土体充填状态，即使是洞内无充填的土洞及溶洞，特别是土洞，其洞内液体多呈泥浆状，浆体比重较大，具较大的悬浮力，直接填料法难施工。因此，应根据钻探结果及结合设计要求，进行具体分析，采取不同的处理手段及施工工艺和施工顺序进行灌浆加固处理，本项目施工遇到土溶洞处理，设计明确采用桩身填料相同的C15混凝土，已保证施工质量。
10）施工完成后，待桩体达到一定强度后（一般为14日后，但填料为C20以下等级的素混凝土时，建议在28日后），可进行开挖。开挖至设计桩顶，宜采用人工开挖，也可以采用小型机械与人工联合开挖。
11）桩顶破除不能采用机械挖除，要人工用钢钎对称截除，以防破坏桩身，而且禁止重型机械在打完桩的上面行走。
12）最后褥垫层施工，多数是采用级配碎石垫层，厚度大于200mm，宜分层铺设，采用静力压实至设计厚度。
3.CFG桩的质量控制
1）在施工过程中，成桩的施工工艺对CFG桩复合地基的质量至关重要，不合理的施工工艺将造成重大的质量问题，甚至导致质量事故，而要选择确定合理的施工工艺必须深入了解地质情况。以本工程为例，场地内为砂层，地下水也相当丰富，而且本工程筏板属于满堂布桩，间距1500mm并不宜从四周转向内推进施工，宜从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工。故现场采用螺旋钻引孔的方案，避免新打桩的造成已打桩的断桩。
2）其次，在施工时要严格控制拔管速率。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，桩项浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。因此，施工时应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制在2m/min～3m/min。
3）施工时要控制好混合料的坍落度，因为混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低，但过低则会导致泵送过程中容易堵管。施工前应先做成桩试验以确定施工工艺，对于长螺旋钻机、管内泵压混合料成桩施工的坍落度控制在18~20cm，而振动沉管灌注成桩施工应控制在3～5cm，一般桩顶浮浆可控制在10cm，成桩质量容易控制。
4）桩在灌料时，比设计桩长多加0.5m~1m，将沉管拔出后，有条件的情况下，用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3～5s，提高桩顶混合料密实度。上部用土封项，增大混合料表面的高度即增加了自重压力，可提高混合料抵抗周围土挤压的能力，避免新钻桩的振动导致已钻桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。
5）施工过程中要落实人员旁站，根据桩机上的垂球目测导向架垂直度，以保证桩的垂直度，如遇卡钻、钻杆剧烈抖动、钻杆偏斜等异常情况，应立即停钻，检查原因，采取相应措施处理后方可继续作业。
6）对于CFG桩施工过程中机械设备发生故障时，应及时检修设备，尽快恢复正常施工。若桩机施工某根桩至一半时钻机发生故障，且3小时内无法继续施工，可根据现场具体情况重新施工此桩，以保证CFG桩成桩质量，并对其进行小应变检测。
7）施工过程中遇到土洞，基本是在提钻管料时候没有“反浆”，从质量保证及施工安全上，也应继续采用C15素混凝土均匀地注入到土洞中，令其填充周围土体的裂缝、孔隙中，在后期也应对出现土溶洞的桩进行小应变检测。
4.地基检测及验收要求
1）CFG桩的桩身质量应符合国家标准《混凝土质量控制标准》GB50164-2011的规定；施工质量应按《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002执行。各省市也有各自的检测细则和实施办法，在广州地区现按《广州市住房和城乡建设委员会关于规范建筑工程地基基础检测工作的通知》（穗建质【2016】926号文）执行。
2）广州市目前根据（穗建质【2016】926号文）的规定，一般须由具备资质的专业检测单位出具检测方案，经由设计、监理、业主审核签名盖章认可后，报当地建设质量监督机构备案后方可实施。
3）对于CFG桩的检测方案内一般分为承载力（单桩承载力和复活地基承载力）检测和桩身质量（完整性）的检测。检测的桩数按相关规范要求，检测具体桩位由设计单位、施工单位、监理单位及质检部门等根据现场具体情况共同商议确定。
4）CFG桩承载力检测要求混凝土龄期达到28天后视场地情况进行检测，而小应变应在桩头切除磨平后进行。
5）对于褥垫层，广州地区的质量监督单位一般要求对褥垫层进行动力触探试验，或静力触探和标准贯入试验，检测其承载力是否满足设计的要求。
6）另外，对于施工材料的检测，主要是填料即混凝土的检测，按规范要求留置试件：在施工中，每台班均须制作检查试件，即每台桩机每8小时应留3组试件，进行28d强度检验，其强度须达到设计要求。
5.结语
目前的CFG桩（素混凝土）地基处理作为一种加固软土及不良地质的地基处理手段应用得可以说是越来越广泛，除了建筑工程外，更多的应用于市政道路、桥梁、铁路等方面，由于其施工速度、效率也越来越高，在质量控制难度也随之加大，故此在施工中必须严格把关，现场施工人员须落实旁站，遇到问题可立即处理，并根据各专业的规范规程做好相应的记录，确保CFG桩（素混凝土）复合地基的处理效果。
参考文献
[1]《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2014）
[2]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
[3]《广州市住房和城乡建设委员会关于规范建筑工程地基基础检测工作的通知》（穗建质【2016】926号文）
[4]苏振魁《CFG桩施工质量通病及预防技术研究》（科技资讯工艺技术,2010.第13期）.
[5]张先念.《CFG桩地基在地基处理中的应用》.（建筑科学,2014年第12期）.
[6]史涛.《CFG桩在软土地基加固中的应用》.（工艺技术,2010年第28期）.
[7]《广州白云国际机场扩建工程噪音区治理花都区治理项目龙口-清布安置区工程桩施工方案》.
论文作者:陈子毅
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/11
标签：混凝土论文; 溶洞论文; 地基论文; 钻杆论文; 工程论文; 地质论文; 填料论文; 《防护工程》2018年第11期论文;