摘要：CFG桩是通过桩身自身强度通过褥垫层的设置使得复合地基得到均匀沉降且有较高的地基承载力，是加固软土地基最经济、适用、快速、可靠的一种新型灌注桩。
关键词：CFG桩；长螺旋钻孔成桩；控制；通病
CFG桩是一种低强度混凝土桩，采用CFG桩复合地基处理可充分利用桩间土的承载力共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，具有较好的技术性能和经济效果，适用于地层主要为粉质粘土、粘土、粉土、中砂、粗砂、卵石等地层及地下水埋深较浅部位，，CFG桩施工方法分为长螺旋钻孔法和振动沉管法，长螺旋钻孔法又分为长螺旋钻孔灌注成桩和长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩，长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩具有施工速度快、桩体密实度高、环境噪音影响较低、对周围桩间扰动影响较小、特别是适合地下水位以下的高灵敏度地层等特点，长螺旋钻孔-管内泵压砼灌注成桩工艺为水下泵送砼，边压砼边拔管，采用置换加固，穿透力强，单桩承载力高。
1.施工准备工作
1.1平整场地：因为钻机高度较高，自重比较大，因此钻机需要一个比较平坦且坚实的场地，松软的场地螺旋钻机在作业过程中会有倾覆的危险。
1.2试桩：试桩是很重要的环节试桩过程中可以确定CFG桩施工过程中影响其成桩率的因素，比如提管速度、泵送排量、混凝土坍落度范围、钻孔方式等；
1.3布桩图：结合CFG桩结构布局特点及现场地质条件，经试桩确定本工程钻孔方式采取：从一边向另一边推进施工梅花形网格状布桩方式（如发现特殊情况，做出具体的改变，必要时采用间隔跳打的施工方式），钻孔方式确定以后根据设计要求画出布桩桩图，并确定桩位标号，且由监理组签字确认。
2.成桩过程控制
2.1主要分部工程的施工方法：
1）测量放线、桩位放点
2）钻机定位、钻孔：将桩机移到指定桩位，在钻进之前可用2m³砂浆将泵管打通，等钻机钻头处混凝土与正常后就可钻进，钻孔开始前关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，调整支腿或平台基座，使桩机底座保持水平、钻杆保持垂直（一般桩位误差不宜超过2.0cm，钻杆垂直度偏差不超过1.5%），关闭钻头阀门，启动卷扬机下放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，关闭电机，清理钻孔周围土。
3）灌料、提升：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，直至施工设计桩顶标高，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，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（混合料坍落度宜为180mm~220mm）。
4）停灌桩顶标高、移机下一桩位：尽量控制好桩顶标高停灰面这一环节，在达到技术要求的条件下，做到尽可能少浪费混合料，控制好桩顶标高不仅能节约混凝土，还节省了破桩头的时间。
2.2施工注意事项
长螺旋钻机在钻进过程中要控制其钻进速度，一般来说钻进速度应先慢后快，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。在钻进过程中，护筒起至关重要作用，它能防止钻杆出现过大摇晃导致钻杆上泥巴坠落伤人，还能防止钻杆因承受轴力过大而发生弯曲变形。
钻孔深度控制中首先要测量钻杆长度，将50m卷尺挂在钻杆顶端，待钻杆提起时读取卷尺上的刻度即为钻杆长度。在确定钻杆长度满足设计钻孔深度要求的情况下在钻杆上做记号，当钻杆到达所作记号时，表明成孔达到设计标高，然后就可以停止钻进准备提管。
提管过程的恰当与否直接影响桩基的质量，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先拔管后泵料。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。故施工时，应严格控制拔管速率桩的提拔速度控制在1.5m/min～2m/min。成桩过程应该连续进行，避免供料出现问题导致停机待料。
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3.施工过程中的监测
在施工过程中，应加强监测，以便针对性地采取有效措施，有效控制成桩质量，重点应做好以下几方面的监测：
1）施工场地标高观测：施工前要测量场地的标高，并注意测点应有足够的数量和代表性，打桩过程中则要随时测量地面是否发生降起。
2）已打桩桩顶标高的观测：施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化，尤其要注意观测桩距最小部位的桩。
3）随时观察钻杆提升时携带的泥土：当发现泥巴中夹有混凝土时说明可能发生了串孔现象，此时要做出合理的处理措施。
4.CFG桩通病及事故处理措施
4.1堵管：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CFG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70kg/m³~100kg/m³的范围内，坍落度应控制在160mm~200mm之间。
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。若提钻时间较晚，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出，容易造成管路堵塞。
4）冬期施工措施不当：冬期施工时，混合料输送管及弯头均需做防冻保护，防冻措施不力，常常造成输送管或弯头处混合料的冻结，造成堵管。冬施时，有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温度，但要控制好水的温度，水温最好不要超过60℃，否则会造成混合料的早凝，产生堵管，影响混合料的强度。
5）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。
4.2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。
4.3桩端不饱满：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。
4.4钻进困难：主要原因为遇到地下障碍物如石块、混凝土块，钻机功率不够或钻进速度太快造成憋钻，应选用硬质合金钻头，采用合适的钻速，遇到障碍时如障碍物不深，应进行清除后复钻，如不易挖出则改变桩位。
5.小结
CFG桩的使用，使地基土密实，容重增加，孔隙比减少，防止砂土在受震时液化，提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力，避免地基产生滑动破坏，减少固结沉降使地基变均匀，起到置换、挤密作用。
参考文献：
[1]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）
[2]建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2018）
作者简介：
盖震，男，生于1994.03，学历本科
论文作者:盖震,马花
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/29
标签：钻杆论文; 钻孔论文; 标高论文; 钻机论文; 地基论文; 钻头论文; 螺旋论文; 《基层建设》2019年第22期论文;