CFG桩成桩施工质量分析和处理

CFG桩成桩施工质量分析和处理

黄国忠，杨汝顺，陈光宇

（中交四航局第一工程有限公司，广东

摘

广州

510500）

要：本文根据新建哈尔滨到大连铁路客运专线工程DK672+291.14～DK674+464.69段CFG桩复合地基前期施

工的工程实例，总结CFG桩在施工过程中容易遇到的问题进行了分析和处理方法，对今后该类型的软基施工提供参考。

关键词：CFG桩；成桩施工；问题；分析和处理中图分类号：U

文献标识码：B

1前言

随着我国各项基础行业的高速发展，CFG桩复合地基技术在我国的基础建设中起了非常重要的作用，从市政道路、高速公路、高速铁路等得到了广泛的应用和认知。CFG桩施工工艺经过十几年的改进，目前应用较普遍的长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩施工能较好地满足工程质量和进度的要求。它以成桩速度快、低噪音、无振动、对桩间土扰动小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特点，广泛应用于各类工程的地基处理和加固施工。另外，褥垫层的摊铺、碾压施工工艺也能利用一般成熟路基填筑工艺较易地控制施工质量，以实现模块化、标准化和流水化施工。

性，软基处理均采用CFG桩复合地基，加固深度为打穿软土层，进入持力层50cm，CFG桩总桩数共33058根，合计291475m。具体处理措施详见表1。

CFG桩软基处理路基平面图见图1。

3CFG桩施工技术要求

根据《铁路客运专线路基工程质量检查与控制要求》CFG桩长、桩径、桩顶标高、桩身完整性应满足设计要求；桩位、垂直度、有效直径的允许偏差应符合下表的规定，见表2。

4CFG施工质量控制分析和处理方法

4.1施工质量情况调查

针对前期已完成CFG桩施工质量情况展开调查，详细分析影响CFG桩施工质量的原因，主要有如下：

（1）堵管；（2）窜孔；（3）桩径不足；（4）桩位偏差大；（5）桩身垂直度差；（6）断桩（7）桩身夹泥；（8）桩心空鼓。

2工程概况

新建哈尔滨到大连铁路客运专线工程DK672+291.14～DK674+464.69段路基工程，全长2173.55m，该段路基位于冲积平原上，黏质黄土为松软土，并具冻胀

表1处理措施

作者简介：黄国忠（1978-），男，广东梅州人，工程师，从事路桥施工与管理工作。

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图1CFG桩软基处理路基平面图

表2允许偏差及检测方法

（1）堵管

堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺最常见的问题之一，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，增加再次堵管的几率，给施工带来很多的困难。根据施工现场的实际情况总结了产生该问题的几点原因：

①混合料配合比不合理。CFG桩混合料的设计强度只有C10，该混合料采用泵送，要求其用灰量一定要满足泵送要求，但又要结合经济成本考虑，故其配合比的合理设计是相当重要的。

②混合料搅拌质量有缺陷。混合料塌落度太大，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；塌落度太小，混合料在输送管道内流动性差，也容易造成堵管。

化。

③施工操作不当。钻孔满足终孔原则后，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、硬管内混合料充满时开始提钻，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。

（2）窜孔

在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况，打完X号桩后，在施工相邻的Y号桩时，发现未硬结的X号桩的桩顶突然下落，当Y号桩泵入混合料时，X号桩的桩顶开始回升，此种现象称为窜孔。发生窜孔的主要原因有以下几点：

①被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂。②钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动。③地下水丰富，土体受剪切扰动后使土体产生液

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特别报道

（3）桩径不足

造成该问题的主要原因有：

①钻机钻头钻杆直径不足。即使是新的钻机其配备的钻头直径只有48cm；施工过程中钻头钻杆磨损造成直径变小。

②原地面处理强度K30指标未达到要求。前期由于进场时间紧迫，原地面未经处理直接布桩开钻，在施工过程中，由于表层土壤松软，造成施工荷载挤压刚刚施工完成的桩头。

（4）桩位偏差大

造成该问题的主要原因有：①测量布桩存在误差。

②布桩采用的方法不合理，保护不力。施工时钻机是处于未施工的桩位位置上，在移动桩机时，其底座经常将未施工的桩位标示破坏。

③钻渣土未及时清理。先成孔钻出的渣土将邻近未施工的桩位覆盖，清理不及时，将影响后续桩位的准确对位，造成成桩桩位偏差。

④操作人员不负责，对位随意。为追求进度，大概对中立即开钻，桩位未能准确对位。

（5）桩身垂直度差

造成该问题的主要原因有：①钻机老化，机械性能不佳。

②支脚支垫不稳。施工过程中未及时进行调整，造成钻杆受力倾斜。

③操作人员责任心不强，未及时检查垂直度指针来控制成孔垂直度。

（6）断桩

由于施工方法不合理，造成浅层断桩较多，主要原因有：

①采用大功率挖掘机开挖桩间土。由于CFG桩桩间距比较密，其混合料的抗剪强度非常低，当挖掘机挖斗挖到桩身时，非常容易造成桩体断裂。

②截桩头工艺控制不当。CFG桩桩头截除是采用切割机械对桩体四个面切割四条缝，然后采用钢楔截断，当切割面积过小，或切割面不在同一水平面，再截断桩头时，容易造成桩体在土体以下部分断裂。

（7）桩身夹泥

桩身夹泥也是造成废桩的主要原因，其成因主要是

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在灌注过程中拔管速度过快，泵送的混泥土未来得及充盈钻孔，而孔壁上的泥拌着地下水流入钻孔内，形成夹泥断桩。

（8）桩心空鼓

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，将导致桩体存气，形成空芯。4.2影响质量处理方法

针对CFG桩施工过程中存在的上述质量通病，不但要对其原因进行深入的分析，同时也要制定有效的措施，具体如下：

（1）堵管

①严格按照试桩时确定的配合比进行配制混合料；②严格把好原材料进场关，不合格的原材料不得用于生产混合料；

③加强混凝土拌和管理，确保混合料的拌和质量，塌落度控制在160～200mm范围内；

④加强现场管理，避免由于现场组织不好产生的混合料到了现场无法及时进行施工而影响混合料的性能。

（2）窜孔

①在容易发生窜孔的位置采取隔桩跳打方法；②在地下水较多和松软土体位置采取隔桩跳打方

法。

（3）桩径不足

①严格按规范要求在施工前，对原地面进行碾压处理，K30达到100mpa以上，方可进行钻孔施工。

②开钻前对钻机的钻头和钻杆进行检查，直径达不到要求的，采用焊接钢条和钢筋的方式进行修正。

③施工过程中，要经常检查钻头及钻杆的磨损情况，一旦发现立即进行修正。

（4）桩位偏差大

①施工前要对测量基点进行复核，采用全站仪进行放线，利用等三角模型进行布桩；

②在桩位中心灌入20cm深的白灰，并插入竹签作为桩位标示；

③在钻孔过程中，采用小功率挖掘机站在先施工的土堆上，及时挖除覆盖在未钻桩位上的钻渣土；

④加强现场管理，管理人员加强过程控制，提高作业人员的责任心。

（5）桩身垂直度差

①一定要把好机械进场关，严禁一些性能较差的机械进场施工；

②钻孔施工时一定要确保支脚支垫稳固，可下垫钢板，扩大受力面积；

③在钻进过程中，安排专人检查垂直度控制指针，一旦出现偏差，立即组织调整。

（6）断桩

①清理桩间土时采用小功率挖掘机，并在人工配合下进行施工，避免挖斗直接触挖桩头。

②截除桩头时，进行精准操平，使切割面能在同一水平面上，尖除时，采用双向同时用力。

（7）桩身夹泥

加强现场管理，管理人员要时刻监督作业人员严格按照试桩时确定的拔管速度进行施工，严禁为了追求进度而随意提高拔管速度。

（8）桩心空鼓

为避免桩头空心，施工中要经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞要及时清洗。

5结语

DK672+291.14～DK674+464.69段CFG桩复合地基

的CFG桩经过加强质量控制的预防和处理，加强施工过程控制，所施工的CFG桩经自检、监理抽检、第三方检测，无论是桩身完整性、单桩承载力、复合地基承载力均满足设计要求。

总的来说，CFG桩施工工艺相对比较简单，但桩的数量一般都比较多，而其成桩速度也相当快，这就给施工过程中质量控制带来一定的难度，每个环节的疏忽都会带来质量问题。有些问题处理起来比较麻烦，一旦出现质量通病问题造成废桩，想再用机械来返工困难相当大，因为周围都是施工好的桩体，是不允许重型机械直接施载的。因此，在CFG桩施工前，一定要了解其特性，了解其容易产生的质量通病，并掌握质量通病的处理办法，不断总结和改进施工经验，才能确保CFG桩施工质量，从而提高复合地基处理效果。

参考文献:

[1]

杜永昌.高速与客运专线铁路施工工艺手册.科学技术文献出版社,2006.[2]

薛吉岗.客运专线铁路工程施工质量验收标准应用指南.北京，2005.[3]

阎明礼,张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践[M].北京:中国水力水电出版社,2001.

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