長螺旋鉆機(jī)成孔CFG樁施工技術(shù)

長螺旋鉆機(jī)成孔CFG樁施工技術(shù)馬巧遇，王永輝摘要：通過施工中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并參閱有關(guān)文獻(xiàn)，重點(diǎn)介紹利用長螺旋鉆機(jī)施工CFG樁的施工工藝及質(zhì)量控制措施。關(guān)鍵詞：長螺旋鉆機(jī)CFG樁復(fù)合地基控制措施前言CFG樁，即水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，是由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的具有一定強(qiáng)度的樁。通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強(qiáng)度等級可在C15-C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。CFG樁和樁間土一起，通過褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基共同工作，故可根據(jù)復(fù)合地基性狀和計(jì)算進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。CFG樁一般不用計(jì)算配筋，并且還可利用工業(yè)廢料粉煤灰和石屑作摻和料，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)，是目前鐵路、高速公路、水利建設(shè)等領(lǐng)域軟土地基加固應(yīng)用最經(jīng)濟(jì)、最有效、最可靠的措施之一。CFG樁的特點(diǎn)施工污染小CFG樁施工工藝簡單，不需要排放泥漿、污水等，對周圍環(huán)境的污染較小。長螺旋鉆機(jī)及輸送泵作業(yè)故障少，產(chǎn)生噪聲污染小。成樁速度快利用長螺旋鉆機(jī)施工CFG樁工藝簡單，成樁速度快。一臺樁機(jī)在正常施工條件下，每天可成樁600m?1000m樁，可有效減少施工工期。加固效果好由于通過設(shè)置15cm?30cm厚的褥墊層使得樁與樁間土共同受力，CFG樁復(fù)合地基承載力大幅提高，并且沉降量較小，對軟土地基的加固效果顯著。CFG樁的適用范圍廣，在粉土、砂土、粘土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基均有大量成功的實(shí)例，且對獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)都適用。工程造價(jià)低CFG樁體內(nèi)不設(shè)鋼筋，可節(jié)約大量鋼材；樁身混合料水泥用量小，材料可就地取材，從而大大降低了工程造價(jià)。與粉噴樁相比，可降低工程造價(jià)近50%；與鋼筋混凝土打入樁相比，可降低工程造價(jià)20%?30%。施工工藝施工準(zhǔn)備完成現(xiàn)場的“三通一平”，保證鉆機(jī)順利進(jìn)場及用電安全。詳細(xì)根據(jù)勘探資料核對現(xiàn)場地質(zhì)情況，完成地上建筑物、地下管線等清理、標(biāo)識工作。按照設(shè)計(jì)要求繪制詳細(xì)樁位編號圖并根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)條件及施工進(jìn)度要求標(biāo)出打樁順序。對樁身混合料多次試驗(yàn)，確定最佳配合比，保證成樁過程混合料泵送順利以及成樁完成后樁身強(qiáng)度滿足承載力要求。工藝流程利用長螺旋鉆機(jī)管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工的主要工藝流程如圖1：圖1：長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝流程圖施工方法測量放線當(dāng)進(jìn)行人工清槽和鉆孔渣土?xí)r，利用水準(zhǔn)儀、全站儀等嚴(yán)格清土標(biāo)高及邊線。在基坑邊線和內(nèi)部每隔5-10m釘入30cm長的①6鋼筋，將標(biāo)咼抄測到距設(shè)計(jì)標(biāo)咼，每兩根鋼筋之間拉小線，以此嚴(yán)格控制清土標(biāo)咼邊線和標(biāo)咼。鉆機(jī)就位CFG樁施工時(shí)，鉆機(jī)就位后，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%?；旌狭蠑嚢瑁夯旌狭蠎?yīng)按配合比由合格攪拌站攪拌，計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確，其28天齡期強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度?；旌狭咸涠纫藶?60?200mm,運(yùn)輸以攪拌運(yùn)輸車為宜。鉆進(jìn)成孔鉆機(jī)開始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面,啟動馬達(dá)鉆進(jìn)。一般應(yīng)先慢后快，以減小鉆桿搖晃幅度，并容易檢查鉆孔的偏差，以便及時(shí)糾正。在成孔過程中，如果發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃過大或難鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺，否則易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿鉆具損壞。鉆進(jìn)的深度取決于設(shè)計(jì)樁長，當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)樁長預(yù)定的標(biāo)高時(shí)，于動力頭底面停留位置相應(yīng)的鉆機(jī)塔身處作醒目的標(biāo)記，作為施工時(shí)控制樁長的依據(jù)。正式施工時(shí)，當(dāng)動力頭底面到達(dá)標(biāo)記處樁長即滿足設(shè)計(jì)要求。施工時(shí)還要考慮施工工作面的標(biāo)高差異，做相應(yīng)的增減。灌注及拔管CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，先將鉆頭提離孔底10cm，保證鉆頭底部閥門打開。然后開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，嚴(yán)禁先拔管后送料，砼泵送量應(yīng)與拔管速度相協(xié)調(diào)⑴。成樁的提拔速度宜控制在2.0~4.0m/min。樁身混合料的泵送壓灌應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，均勻提升，做到鉆頭始終埋入砼1m左右⑵，應(yīng)避免因后臺供料慢導(dǎo)致停機(jī)待料。樁頂標(biāo)高超灌50cm?70cm作為保護(hù)樁。移機(jī)當(dāng)一根樁施工完畢后，鉆機(jī)移位，進(jìn)行下一根樁的施工。施工時(shí)由于CFG樁排出的土較多，經(jīng)常將臨近的樁位覆蓋，有時(shí)還會因鉆機(jī)支撐時(shí)支撐腳壓在樁位旁使原標(biāo)定的樁位發(fā)生移動。因此，下一根樁施工時(shí)，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)軸線或周圍樁的位置對即將施工的樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位準(zhǔn)確。成樁檢驗(yàn)、CFG樁施工完成后，應(yīng)按表對已完成的CFG樁進(jìn)行檢驗(yàn)，應(yīng)符合表1的要求。表1：CFG樁施工的允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量及檢驗(yàn)方法序號檢驗(yàn)項(xiàng)目允許偏差施工單位檢驗(yàn)數(shù)量檢驗(yàn)方法1樁位（縱橫向）50mm按成樁總數(shù)的10%抽樣檢驗(yàn)，且每檢驗(yàn)批不少于5根經(jīng)緯儀或鋼尺丈量2樁體垂直度1%經(jīng)緯儀或吊線測鉆桿傾斜度3樁體有效直徑不小于設(shè)計(jì)值開挖50?100cm深后，鋼尺丈量4樁身質(zhì)量、完整性滿足設(shè)計(jì)要求成樁數(shù)量10%低應(yīng)變檢測CFG樁施工中，每臺班均須制作混合料檢查試件，進(jìn)行28d強(qiáng)度檢驗(yàn)。成樁28d后及時(shí)進(jìn)行單樁承載力或復(fù)合地基承載力試驗(yàn)。檢驗(yàn)數(shù)量為總樁數(shù)的2%o，且每檢驗(yàn)批不少于3根。常見質(zhì)量問題及控制措施堵管堵管是采用長螺旋鉆機(jī)施工CFG樁過程中常遇到的問題，針對不同原因的解決辦法如下：配合比不合理混合料配合比比選時(shí)，應(yīng)充分考慮泵送工藝要求，適當(dāng)加大細(xì)骨料及粉煤灰的用量，增強(qiáng)混合料的和易性。混合料攪拌質(zhì)量差混合料攪拌前，應(yīng)根據(jù)所測骨料的含水率及時(shí)調(diào)整施工配合比，并采用帶自動計(jì)量系統(tǒng)的攪拌機(jī)攪拌，且每盤攪拌時(shí)間不得少于90s。攪拌過程中應(yīng)密切監(jiān)視混合料性能，不符合要求的混合料嚴(yán)禁進(jìn)入泵壓管內(nèi)。5.1.3.設(shè)備問題接管時(shí)，應(yīng)盡量減少彎管機(jī)軟管的使用，減小泵送阻力；泵送時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工條件選擇合適的輸送泵工作參數(shù)，防止泵送壓力過低造成堵管；輸送管使用完成后，應(yīng)及時(shí)清洗干凈。竄孔由于CFG樁間距一般較小，在飽和粉土和細(xì)砂層施工時(shí)，常會遇到竄孔現(xiàn)象。針對此情況，應(yīng)重新調(diào)整打樁順序，采用隔樁、跳打的方式，待已打樁混凝土固結(jié)后再補(bǔ)打。斷樁斷樁可分為淺部斷樁和深處斷樁。淺部斷樁一般位于樁頂下0.8m?1.5m處，主要是因?yàn)樵谇謇順堕g土和破除樁頭時(shí)未注意對樁身的保護(hù)所致，可通過禁止使用大型機(jī)械作業(yè)而采用人工破除樁頭等方式避免。深處斷樁主要因?yàn)槌蓸哆^程中鉆桿提升過快，坑壁發(fā)生塌陷，加上泵料不及時(shí)所致。因此，在樁身較長、孔壁易塌陷的條件下施工時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放慢拔管速度，拔管過程中嚴(yán)禁停泵。樁身縮徑樁身縮徑一是由于鉆頭磨損過大，未及時(shí)更換引起；在鉆孔前，應(yīng)量測鉆頭直徑，確保其不小于2cm。二是由于拔管過快，混凝土收到坑壁擠壓縮徑；施工時(shí)，應(yīng)通過比較泵送量與設(shè)計(jì)量，及時(shí)調(diào)整拔管速度，每根樁的投料量不得少于設(shè)計(jì)灌注量。樁頭或樁身空芯[3]主要是因?yàn)榘喂軙r(shí)，排氣閥不能正常工作，無法將管內(nèi)空氣及時(shí)排出，導(dǎo)致樁體或樁頭存有空氣，形成空芯。為避免此類情況，應(yīng)經(jīng)常檢查排氣閥，發(fā)現(xiàn)堵塞時(shí)及時(shí)清洗。工程實(shí)例中交四航局南海制梁場設(shè)有制梁臺座6個，存梁臺座42個，原設(shè)計(jì)臺座基礎(chǔ)采用PHC管樁，為降低工程造價(jià)，后改用CFG樁復(fù)合地基（樁徑0400mm,樁身混合料強(qiáng)度等級C15，樁長5.0?15.0m，共計(jì)2672根，長度總計(jì)28500延米，單樁承載力400kN，復(fù)合地基承載力180kPa）。施工采用一臺CFG-28型長螺旋鉆機(jī)，僅用45天就完成全部臺座CFG樁基。成樁28d后進(jìn)行單樁承載力試驗(yàn)，在最大試驗(yàn)荷載800kN的作用下，抽檢6根樁總沉降量均小于40mm,屬于合格樁。結(jié)束語實(shí)踐證明，針對施工過程中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，采取有效措施，利用CFG樁加固地基不僅能保證工期，而且能夠大大降低工程造價(jià)，值得類似工程借鑒。參考文獻(xiàn)：佟建興，岑文龍，李靜，等?淺議CFG樁螺