长螺旋ＣＦＧ桩施工常见质量问题及控制措施

王晶龙

摘 要：CFG 桩是水泥、粉煤灰、碎石桩的简称，已在施工中得到广泛应用。但在施工过程中也出现了不少如堵管、窜孔等，有时甚至造成工程质量事故。笔者根据施工中的实践经验，对长螺旋CFG桩常见的质量问题进行了总结分析，并提出了应对措施，供施工时参考。

关键词：CFG桩 质量问题 控制措施

1.CFG桩施工方法

1.1准备工作结束，具备钻机施工条件后，首先钻机就位，当钻进到设计深度后，不加压原地空转20s，同时开始泵送混合料，边提钻边泵送，直至桩顶设计标高。

1.2施工工艺流程：桩位放线→钻机就位→调整桩机垂直度→确定钻进深度标识→润湿泵管→钻孔→成孔至设计标高→泵送混合料至设计标高→清理桩间土→凿桩头→桩身质量检验。

2.施工中常见质量问题及控制措施

2.1堵管

2.1.1现象

CFG桩成桩期间，砼阻塞于输料管或钻杆芯管等部位，造成砼不能沿输送通道运动，即为堵管。

2.1.2原因分析

（1）砼泵送量与提钻速度不协调。当提钻速度远小于砼泵送量时，造成钻头阀门出口阻力增大，这时钻杆内和输送管路上砼输送压力增大，砼容易发生泌水离析。对于失水失浆后的砂、碎石而言，管道或钻杆芯管接缝、弯道和糙面都会使它的传输受阻，并很快挤压密实，导致堵管。

（2）管道接口处密封不严漏水、漏浆。砼在管道中的泵送压力靠砼的液相物质传递，如管道接缝处密封不严就会漏水或漏浆，使砼失水、失浆而使输送阻力增大，导致堵管。

（3）钻头阀门设计不合理或类型选择不当。有的钻头其阀门密封不严，当在饱和砂土或粉土层中施工时，螺旋叶片剪切液化形成的超孔隙水压力，会使泥砂通过阀门接触缝隙进入钻头，形成一定厚度的砂塞，使砼无法正常下落，造成堵管；有的钻头阀门的长度和开启角度设计不合理，造成阀门不能打开到正常位置，也是造成堵管的原因之一；有的钻头阀门不灵活，摩阻力过大，砼泵入钻杆后因压力小而无法打开，造成堵管。

（4）弯头排气阀不能正常开启。砼泵送前和泵送过程中管内充有空气。为排出空气,在导向弯头与内腔管的接合部位设置排气阀，以排出砼输送过程中管内空气，当排气阀损坏或被砼堵塞时,则因其不能正常工作而造成堵管。

2.1.3防治措施

（1）要使提钻速度和砼泵送量达到动态平衡，即实现钻头同桩孔中砼料面相对位置的动态平衡，也就是说对于M米高的桩体，其等体积的砼需泵送时间t1 应等于钻杆提拔M米需要的提拔时间t2，计算公式为:

t1 = M ·a ·π·D²/ (4 ·B)

t2 = M/V

t1 = t2

ν = 4 ·B/ ( a ·π·D²)

式中: t1 —砼泵泵送时间,min

t2 —提钻时间，min

V—提钻速度，m/ min

B—砼泵实际平均输出量，m3 / min

a—桩体充盈系数

D—桩径，m

（2）在施工前和施工过程中要随时检查管道连接处的密封情况，提前预防，及时解决，避免堵管。

（3）选用钻头时要检查钻头阀门的密封性、灵活性和阀门长度、开启角度的合理性。目前长螺旋钻头有侧开门和底开门。前者在钻头两边设计两个抛物线型阀门，钻进过程中两阀门关闭，防止泥砂进入钻杆内堵塞。后者是钻头阀门和钻尖为一整体，向下钻进时密封，提钻时阀门在砼挤压下向下开启，当地层为饱和粉土或砂土时，应选用底开门钻头。

（4）砼的输送阻力随坍落度降低而增大，如坍落度过小，则可能使砼的可泵性降低。但并不是坍落度越大越容易泵送，因坍落度过大会造成混合料发生泌水或离析，砼输送管内水浮到上面，在泵压作用下，水先流动，骨料与砂浆分离，粗骨料处于相互接触的状态，磨擦力加大，从而导致堵管。一般,砼的坍落度宜控制在160～200mm，粗骨料采用卵石时，最大粒径为25mm，采用碎石时，最大粒径为20mm。

2.2窜孔、断桩、缩径

2.2.1现象

（1）当施工完一根桩而在邻近施打另一根桩时，发现已打桩顶突然下沉，桩顶下落数厘米,当新打桩灌注砼成桩后，已打桩下沉桩顶有所回升，有时也可回升到原桩顶标高，这种两桩之间的连通现象称为窜孔。一般在饱和粉土和粉细砂层中施工时常遇到这种情况。

（2）桩身断裂或桩径达不到设计值。

2.2.2原因分析

（1）在向下钻进时，剪切振动使饱和粉土和砂土层中能量积累，使土层液化，而后打桩提钻过程中，由于提拔的吸力，导致孔内出现短暂的真空状态，钻孔中某一时刻为真空时，相当于10m 高的水头差，使两桩之间液化土层向新打桩方向流动，形成了窜孔。

（2）在饱和软土中造成缩径和断桩的原因是在连打作业中钻压过大、泵送砼压力过大、钻头提拔速过快、孔距过近等。

（3）在饱和砂层中出现断桩的现象是桩机提升钻杆线速太快，泵砼量与钻杆提升速度不匹配。

2.2.3防治措施

（1）尽量采取大桩距的设计方案，减少新打桩对已打桩的剪切扰动。

（2）调整打桩顺序，采取隔桩或隔排跳打方法。

（3）改进钻头，提高钻进速度，减少钻进对土剪切扰动和能量积累，减弱土体液化态势。

（4）容易窜孔的场地要及时清理钻进弃土，以便及时观测到打新桩过程中周边已打桩顶下沉情况，当新打桩提钻泵送砼到发生窜孔土层时，应停止提钻，连续泵送砼直到窜孔桩顶恢复到原标高。

（5）使提钻速度和砼泵送量达到动态平衡。

2.3桩身空芯或夹砂

2.3.1现象

在截桩头有时会发现桩身顶部出现了空芯或夹砂，浅的几十厘米，深的1 米多。

2.3.2原因分析

（1）造成桩身空芯的原因是排气阀堵塞不能正常将管内空气排出，导致桩体存气，形成空芯。

（2）造成上部桩身中心夹砂的原因是在桩上部泵送时提钻速度过快，钻头没有埋在砼里，两侧阀门排出的砼包裹了塌在孔里的流砂。

（3）还有泵送过程中地层没有塌陷而是阀门排出的砼将浮浆包裹而成。

2.3.3防治措施

施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞及时清洗，并保证砼泵送和提钻速度的协调。

3.结束语

笔者认为，在施工中只要根据其施工特点和地质情况，科学的组织，提前做好预防工作，严格按照防治措施施工，就可以避免或减少常见的质量通病，提高成桩质量，加快施工速度。◆

参考文献：

[1] 蔡晓鸿.长螺旋成孔、管内泵压混合料灌注成桩施工技术.建筑施工，2007，1.