城镇道路CFG桩质量通病及防治
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摘要：随着城镇化的快速发展，对城镇道路的要求越来越高，城镇道路软基加固处理在设计、施工中倍受关注，cfg桩复合地基以其经济快捷、质量可靠、效果良好等优点，在城市道路建设中得到广泛应用。本文以长水机场至杨林经济技术开发区道路工程为例，讲述城镇道路施工中CFG桩的质量通病及防治措施。希望本文能对今后同类工程起到一定的指导作用，及早采取相应措施，防止造成质量缺陷或质量事故。
关键词：CFG桩 软基处理质量通病
中图分类号：F292文献标识码： A
一、引言
GFG桩全称为水泥粉煤灰碎石桩，英文名Cement Fly-ash Grave.它适用于处理黏性土、淤泥质土、砂土、粉土、素填土和已自重固结的素填土等地基。CFG桩是碎石桩的基础上加进一些石屑、粉煤灰、少量水泥，加水拌合，通过振动沉管打桩机或长螺旋钻管内泵压成桩机具制成的一种高粘结强度的桩，桩与桩间土通过褥垫层形成复合地基。与素混凝土桩的区别仅在于材料组成，CFG桩掺入粉煤灰的作用在于节约工程投资，改善桩体性能。但当前城市环境治理严格，使得粉煤灰产量少，价格上涨，价格接近水泥的价格，有些地方已使用低强度素混凝土桩（即LCG桩）代替。CFG桩与碎石桩或石灰桩等低粘结强度桩相比，CFG桩具有较高的桩体模量、强度、承载力；桩体的置换作用显著，承载力提高幅度较大。但经常由于对地质条件不够清楚、施工过程控制不严、操作人员质量意识单薄等原因，易造成施工质量隐患或质量事故。因此，了解CFG桩的质量通病，可有助于及早采取防控措施确保CFG桩的施工质量。
二、工程背景
长水机场至杨林经济技术开发区道路工程为城市一级主干道，全长约11.2km，道路红线宽60m，双向八车道，设计速度60km/h。线路上原始地貌总体以岩溶地貌为主，原始地形上微地貌形态有溶沟、石芽、溶脊、溶槽、岩溶漏斗、溶蚀洼地、落水洞、溶蚀槽谷和池塘等。地表局部基岩，溶沟、石芽、溶脊、溶槽发育，漏斗、洼地点缀其间，红黏土覆盖其上，覆盖层厚度变化较大。部分路段上部为第三系含砾土，下部为第三系软塑粘土，在深层软土路段采用CFG桩复合地基进行处理，布桩形式采用等边三角形。施工工艺采用振动沉管工艺和长螺旋管内泵压工艺两种。
三、CFG桩常见质量问题分析及防治措施
（一）桩身倾斜
1.原因分析：入土遇到障碍物，把桩尖挤向一侧；钻孔时，钻杆垂直偏差过大；振动沉管时，沉管垂直偏差过大。
2.防治措施：
1）施工前，做好“三通一平”，当地表承载力较低时，先铺设200mm～400mm施作层，使沉桩设备底盘保持水平（尤其在桩位范围）。
2）钻杆钻头触地时启动马达，应先慢后快，在成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时，应放慢进尺。遇有倾斜的软硬地层和有障碍的地层时，应低速钻进。
3）初沉桩时，如发现沉管不垂直应立即纠正，及时调整行走设备。
4）长螺旋钻钻进前，检查钻杆的垂直度，垂直偏差严格控制在1%以内。
5）在偏斜处控制钻进，上下反复钻孔，使孔校正。
（二）桩身空洞
1.原因分析：长螺旋钻杆提升速度太快，与混合料泵送量不向匹配；排气阀堵塞，泵入混合料时管内空气不能及时排走。
2.防治措施：
1）操作工人须经培训合格，持证上岗。桩机操作工人、泵机操作工人通过专人协调指挥达到协调一致。
2）班前认真检查排气阀，发现堵塞，及时清洗。泵送混合料时，保持排气阀通畅。
3）通过工艺试验，掌握混合料泵送速度和效率、输送管的尺寸、钻机卷扬机的提升速度等性能参数，解决钻杆提升速度和泵送混合料量的合理匹配。
4）提管速度控制在1.2～1.5m/s内，不得过快。混合料的泵送方量应略大于孔内灌注方量。
（三）缩颈
1.原因分析：粘性土、淤泥土等原状土在饱水状态下受沉管振动易发生塑流膨胀；打桩顺序不合理，连续打桩，桩间土相互挤压；桩身结硬强度不高；提管速度太快。
2.防治措施：
1）提管速率宜控制在1.2～1.5m/s内。如遇淤泥质提管速度应适当放慢，使桩身混凝土得到充分振捣。到桩顶时，每提升50cm留振5s。
2）在松散饱和粉土、粉细砂、淤泥质土中振动沉管打桩时，若桩间距较小，应采取隔桩跳打的办法，合理优化打桩顺序。
3）在混合料拌合过程中掺入早强剂，使混合料的凝固速度加快，缩短桩身固结的时间。
（四）断桩
1.原因分析：混合料塌落度过小、离析；泵送时堵管，造成灌注桩身混凝土中断时间过长；混凝土供应不及时或机械故障导致不连续泵送浇筑，中断时间过长；提管速度太快，钻头没有被混凝土包裹。
2.防治措施：
1）将泵送混合料塌落度控制在160～200mm左右。
2）开钻前，备足混合料，检查设备无故障，确保单机一次灌注完成。
3）提管速度与混合料泵送量相匹配，钻头始终被混合料包裹。
4）发生堵管时，及时清除堵塞部位，并重新钻孔泵送混合料浇筑。
5）提升钻杆时应连续送料。在饱和砂层、饱和粉土层中不得停泵待料，提管速度适当放慢。
（五）浅层断桩
1.原因分析：开挖桩尖土时，桩身强度不足；挖掘机清除桩尖土的方法不当，挖倒和碰断桩身；运输车辆直接在地基处理区域行走碾压；破除桩头方式不当，采用单侧打眼挤压截断桩头，使桩身受剪破坏；未设置保护桩长。
2.防治措施：
1）对作业人员进行岗前培训和技术交底，提高成品保护意识。
2）成桩后，严禁大型或重型机械在地基处理区行走或扰动。成桩28天后才能进行清除桩尖土施工。
3）清除桩尖土时，采用小型挖掘机清土，挖斗尺寸小于桩间距，并辅以人工清理。施工中挖斗严禁碰撞接触桩身。运土车辆严禁直接碾压CFG桩区域。
图三 小型挖机清除桩尖土
4）凿除桩头时，禁止单边打眼凿断桩头，严禁直接用挖机斗铲断桩头，以防桩头成斜面或破损，截取后的桩头面应是水平面。采用专门设计的截桩锯切截桩头效果最好。
图四截桩锯切截桩头
5）桩帽和褥垫层施工期间，严禁大型和重型机械设备直接进入CFG桩区域行走碾压。褥垫层碎石倾倒摊铺时采用后退施工的方式，应采用小型机械配合人工的方式上料摊铺，用静压方式压实。
6）振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm。桩在加料时，比设计桩长多加0.5m。在沉管提出后，用插入式振捣棒对桩顶混合料进行加振。
（六）桩身混合料离析
1.原因分析：混合料未按设计配合比拌合，造成混合料和易性差、塌落度过大；砂石料含泥量过大；运输中罐车的罐体不转动；提管速度太快，钻头高出混合料顶面；提管过程中因供料不及时、停机待料、堵管造成浇筑不连续，地下水进入桩体浸泡混合料。
2.防治措施：
1）混合料严格按设计配合比进行拌制，应拌合均匀、不得有离析和泌水现象。砂石料含泥量不得超标。拌合时间根据试验确定，且不少于1min。长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩的塌落度控制在160～200左右，振动沉管灌注成桩施工的塌落度宜为30～50mm。
2）采用混凝土罐车运送混合料时，运输及等待过程中必须保持罐体转动。
3）严格执行先送料后提管的原则，当管内充满混合料后再提管。
4）提管速度控制在1.2～1.5m/s。以防提管太快导致混合料填充不密实或桩体不连续。
四、结语
CFG桩桩身材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载力，经济效益和社会效益非常显著。CFG桩复合地基具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低等优点，在软土地基加固处理中倍受青睐，应用广泛。施工中经常存在桩身倾斜、空洞、缩颈、断桩、浅层断桩、混合料离析等质量通病。本文以长水机场至杨林经济技术开发区道路工程为引导，具体分析常见质量通病的成因，并阐述了相关的防治措施，以确保CFG桩复合地基处理效果，可以作为今后类似工程参考。
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