CFG桩工程
运营中心技术部 — 熊铁军
CFG桩简介
CFG(Cement Fly—ash Grave)桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂和水按一定配合比均匀搅拌形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基,既能较充分的发挥桩体材料的潜力,又可充分利用天然地基承载力,并能因地制宜利用地方材料,具有工效高、成本低、工后变形小、沉降稳定快的优点。
施工机械设备
机械设备应结合试桩确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置;施工CFG桩需要配置长螺旋钻机、发电机(若采用自发电时用)、砼输送泵、挖掘机、小型挖掘机、砼罐车等。
材料和配合比
商混选用的水泥、粉煤灰、碎石及外加剂等原材料应符合要求及原材料质量验收有关标准,并按规定进行抽检。并由搅拌站出具混凝土配合比说明书。
施 工 流 程 图
质量通病与防治
(1)堵管:
堵管是长螺旋钻孔管内泵压混凝土施工工艺常见的主要问题,它不仅影响施工效率,增加劳动强度,而且还会造成材料浪费。
1.1、堵管原因分析 :
(1)混凝土配合比不合理。当混凝土中的细骨料用量较少,粗骨料过大,混凝土和易性不好,常发生堵管。
(2)混凝土搅拌质量有缺陷。混凝土塌落度过大,易产生离析,管内水浮到上面,在泵压的作用下,水先流动,骨料与砂浆分离,摩擦力剧增,从而导致堵管;塌落度过小,混凝土在输送管内流动性差,泵送压力过大,也容易造成堵管。
(3)设备缺陷,当泵入混凝土后,砂塞堵住了钻头阀门,造成混凝土无法下落。
(4)冬季保温措施不当,常常会在输送管和弯头处造成混凝土结冻;夏季降温措施不当,往往由于温度过高,导致混凝土中水蒸发。
1.2、堵管预防措施:
(1)施工时严格按照设计、试桩时确定的配合比进行施工,施工时混凝土塌落度宜控制在 180mm~200mm,粗骨料可采用卵石或碎石,最大粒径不宜大于 30mm。
(2)必须确保混凝土能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内。
(3)施工时若发现混凝土可泵性差,可适量掺入泵送剂。搅拌好的混凝土通过溜槽注入到混凝土泵储料斗时,需经过一定规格的过滤栅。
(2)桩头空芯:
截桩头时,发现个别桩存有桩头空芯现象。桩头空芯是由于桩体顶部的密实度较差,桩体内存有空隙。
2.1、桩头空芯原因分析:
在施工过程中,如排气阀不能正常工作,就会导致桩体内出现空隙;在钻机钻孔时,长螺旋钻管内充满空气,造成泵送混凝土时,排气阀被堵塞不能将空气排出管外,致使桩体含有空气,在泵送完混凝土料后,混凝土在自重作用下下沉,形成桩头空芯的现象。成孔至设计标高时,泵送混凝土前,拔管过快。
桩头空芯
(3)桩身夹泥:
桩身夹泥是指桩身内存在泥土夹层,使桩身截面减小或隔断。
3.1、桩身夹泥原因分析 :
主要由以下原因形成:在饱和淤泥层中施工时,拔管速度过快或桩身材料中粗骨料粒径过大,坍落度过小,拔管时桩身材料尚未流出,钻头没有埋在混凝土里,周围土体即涌入桩身,造成夹泥。
桩身夹泥
(4) 窜孔:
在高压缩性淤泥层、流塑淤泥质土层、承压水的砂土层、流砂层、饱和细砂层、粉砂层中施工常遇见窜孔现象。在一般情况下,完成一根桩所需时间为8min 一 10min。假如完成 A 桩后,在 B 桩钻进成孔过程中,A 桩混合料尚未凝固而流向 B 桩钻孔中,发现已完的 A 桩突然下落。工程中称这种现象为窜孔。
4.1、窜孔原因分析 :
施工时钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体发生扰动,土体受剪切作用而发生液化或能变,从而产生窜孔。
4.2、窜孔预防措施:
(1)采取大桩距的设计方案。增大桩距的目的在于减少新打桩对已打桩的扰动。
(2)改进钻头,减少对土体的扰动。
(3)减少打桩推进排数,如将一次打好几排改为 2 排或 1 排,尽快离开已打成的桩,减少对已打桩扰动能量的积累。
(5)断桩:
断桩是由于提钻太快泵送混凝土跟不上提钻速度,钻头上的泥块落入孔内桩,或是用大型机械野蛮清理桩间土,造成 CFG桩身浅层断桩。
5.1、断桩原因分析
(1)挖掘机械使用不当,造成基桩受到扰动与碰撞,在剪力作用下 CFG桩发生断裂的现象;
(2)提钻过快,会造成泵送混凝土料和提钻速度匹配不恰当,空气未全部释放出来,混凝土未及时填充,致使桩身产生断面裂缝;
(3)桩间土开挖施工中成品保护不完善,导致桩身被挖断;
(4)截断桩头时施工工艺不合理。
缺陷桩基的一般处理方法
针对以上缺陷桩的一般处理方法有复打法、接桩法、钻孔压浆补强法和补桩法。
在施工过程中,一旦发生机械故障、堵管等时,马上进行处理,在混凝土初凝前处理完毕的,可以在原桩位重新钻孔施工。
成桩后当桩顶标高不足或者质量问题部位的深度较浅时,常采用此法进行处理。施工工艺为采用人工开挖桩周土至问题截面以下不小于200mm 处,将桩顶修平、凿毛并清理干净,采用高一标号的混凝土补加至桩顶设计标高,补加部分桩身直径宜大于原桩直径 200mm。
此法适用条件是桩身混凝土严重离析、蜂窝、松散、强度不够及桩长不足、桩底沉渣过厚等缺陷,常采用钻机钻孔、高压注浆法来处理。


