长螺旋钻机管内泵压灌注CFG桩施工质量问题控制措施

河南省地矿局 第一地质工程院 杨 巍

长螺旋钻机管内泵压灌注CFG桩施工质量问题控制措施

河南省地矿局 第一地质工程院 杨 巍

一、CFG桩

水泥粉煤灰碎石桩（Cement Fly-ash GravelPile），简称CFG 桩。它是由水泥、粉煤灰、碎石(或石屑、砂)加水拌和灌注形成的高黏结强度桩；CFG 桩成桩后与桩间土、褥垫层一起形成复合型地基。CFG 桩复合型地基可以较大幅度地提高天然土层的承载能力，减小路基的基础沉降，具有建造方法简单、施工周期短、成本造价低、环境污染小等优点，在建筑、路基基础处理中应用广泛。但由于受多种因素的影响，在长螺旋钻机管内泵压灌注CFG桩成桩过程中，质量事故时有发生，因此，如何在施工环节通过适当的措施来保证成桩质量，是一个值得研究的问题。

二、 施工遇到的质量问题分析及控制措施

1.窜孔。窜孔是指在灌注完前一根CFG桩后，钻相邻下一根桩时，前一根桩的混凝土面突然大幅度下降，甚至将前一根桩的混凝土钻出，使下一根CFG桩灌注困难的现象。

（1）导致窜孔的原因分析。常见的有：被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂；相邻桩在竖直方向上有相互连通的空洞或裂纹，二者形成一个“连通器”。

（2）控制措施。采取大桩距的设计方案，从而避免新打桩对已打桩的剪切扰动；调整打桩顺序，采取隔桩或隔排跳打方法，跳打顺序视桩间距和土层情况而定；改进钻头，提高钻进速度，减少钻进对饱和砂土、粉细砂的剪切扰动和能量积累，减弱土体液化态势。如果窜孔现象很严重，建议设计单位重新勘探设计，加大桩间距或者改用其他地基加固方法，如预制桩打入等。

2.堵管。堵管是指在CFG桩灌注过程中，混凝土凝固在输送泵管中，混凝土不能正常输送。特别是故障排除不畅时，已搅拌的CFG桩混合料会失水或结硬，增加了再次堵管的概率，给施工带来很多困难。

（1）产生堵管的原因。一是混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时，混合料和易性不好，易发生堵管。二是施工操作不当。正常操作时，应在钻孔进入土层预定标高后开始泵送混合料，即管内空气从排气阀排出，待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时即可提钻。若提钻时间过晚，在泵送压力下，钻头处的水泥浆液就会被挤出，容易造成管路堵塞。三是设备缺陷。设备缺陷也有可能造成堵管，如弯头曲率半径、弯头与钻杆不能垂直连接等。

（2）控制措施。保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和坍落度符合要求，泵送时坍落度应控制在170～190 mm，混合料的拌和时间应不小于120 s。灌注管路应避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净。加强施工管理，专人指挥协调钻机操作手和混合料泵车操作手，使混合料泵送和钻杆提升配合默契，及时发现和解决问题。

3.偏孔。偏孔分为平面位置位移偏移和垂直度超过1%而不满足要求的两种情况。

（1）产生偏孔的原因。平面位置偏移产生原因有布设桩位时点位不精确，从而导致控制桩位的钢钎被破坏而导致桩机对位不准确。垂直度偏差产生的原因有钻机未完全调平就开始钻进和地层的原因等。

（2）控制措施。布置点位要做到细致认真，精确测量定位；定位钢钎要深入原地面30 cm以下；防止清除钻渣时破坏点位；在桩机开钻前和钻孔过程中都要对垂直度进行检查。

4.抱钻。抱钻也是灌注CFG桩施工时常见的问题之一。

（1）产生抱钻的主要原因。钻孔土层为流塑状态的饱和土。这种土的黏聚力太大。或者是钻孔过程中由于机械故障或停电导致钻进中断，停钻时间太长而使钻杆无法转动。

（2）控制措施。及时清理钻杆，防止黏性土黏在钻杆上不脱落；钻孔保持连续进行，准备后备电源。

5.断桩。

（1）产生断桩的原因。断桩是由于提钻太快，泵送混凝土跟不上提钻速度，钻头上的泥块落入桩孔内或是用大型机械（装载机或挖掘机）野蛮清理桩间土，造成CFG 桩身浅层断桩。

（2）控制措施。保持后场混凝土供应及时和灌注过程中不堵管，这样可保证混凝土灌注的连续性，如果混合料中断，灌注时间超过混合料初凝时间，则要拔下钻杆重新钻孔后再灌注混合料；控制拔管速度，使之与泵送混合料速度匹配，保证钻头始终埋在混凝土下。

6.桩头质量问题。桩头质量问题主要有桩头空芯、桩端不饱满和夹泥、气泡等问题。

（1）产生桩头质量问题的原因。桩头空芯主要是因施工过程中,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,就会导致桩体存气,形成空芯。桩端不饱满主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致；这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔,影响CFG 桩的桩端承载力。夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等，一般是由于操作控制不当造成。

（2）控制措施。保证排气阀的正常工作；严守操作规程，不可先提钻、后泵料；应及时清理孔口浮土，防止孔口土块混入砼中；保持钻杆顶端气阀开启自如，防止砼中积气造成桩顶砼含气泡；桩顶浮浆多因孔内出水或混凝土离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。