水泥粉煤灰碎石桩振动成桩施工工艺及质量控制

石洪义

摘 要：水泥粉煤灰碎石桩即CFG桩，是一种值得推广的地基处理技术。与普通砼相比，除了在拌和、运输上一样便利外，CFG桩最主要的是能发挥出桩的受力功能。CFG桩通过桩体、褥垫层和桩间土一起组成复合地基，使地基处理的效果得到很大提高，而且施工快捷、节省造价，容易控制质量，并且适用于各种地质土质，有广阔的发展前景。结合多年在高速公路建设中的施工经验，对CFG桩施工工艺技术和质量控制进行做简单介绍，以供参考。

关键词：水泥粉煤灰；CFG桩；施工工艺；质量控制

中图分类号：TU753.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）06-0089-02

1 原材料质量控制及配合比设计

桩体的主体材料为碎石、水泥和粉煤灰，在选用原材料时，都应符合设计要求，并按相关规定进行检验。一般情况下，按普通混凝土的技术要求选用碎石和中砂，粉煤灰选用Ⅱ级以上的粉煤灰，水泥选用32.5级以上的新鲜无结块普通硅酸盐水泥或者矿渣硅酸盐水泥。

根据设计要求，提前对混合料进行试验室配合比试验和无侧限抗压强度试验，确定各种材料的掺配比例，以指导施工。当采用振动成管灌注成桩时，混合料的坍落度应为3～5 cm，可用减水剂调成9～12 cm的塌落度，便于灌车运输；当采用长螺旋钻孔，管内泵压混合料成桩时，混合料的坍落度宜为16～20 cm；桩体同配比室内试块28 d无侧限抗压强度不低于设计强度，单桩承载力、单位复合地基承载力对应于桩间距均不小于设计要求。

2 振动沉管灌注成桩施工工艺及质量控制

2.1 振动沉管灌注成桩施工工艺

目前，主要有振动沉管灌注和长螺旋钻管内泵压混合料灌注两种施工工艺。长螺旋施工工艺适用于黏性土、粉土、砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。采用螺旋钻机施工时，当提管速度与混凝土输送泵不配备时，容易发生断桩、缩径等质量问题。振动成型施工适用于粉土、黏性土和素填土地基。使用振动成型法施工时，会对临近已施工完成的桩形成较大的振动，从而导致已施工的桩体被震裂或震断，同时，振动还会破坏土体本身的结构强度，导致土体密实度减小，从而引起承载力下降。因此，在选用成桩机械类型和型号时，要结合工程的具体情况而定。合理地选用施工机械，是确保CFG桩复合地基施工质量的有效途径。根据笔者以往的施工经验，施工中振动沉管灌注成桩法使用较多。长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺流程如图1所示。

2.2 振动沉管灌注成桩质量控制

在振动沉管灌注成桩质量控制中，需要注意以下几点：①施工前，应按设计要求进行配合比组成设计；施工时，按配合比配制混合料。振动沉管灌注成桩施工的坍落度宜为30～50 mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度小于200 mm。②场地平整后，根据设计要求，绘制出桩位的布置图，用钢尺量距定出桩位，通常用钢钎打在桩位上，并撒白灰以作标记，布桩桩位偏差应符合规范要求。桩机就位后，调整沉管钻杆，使其与地面垂直，要求沉管垂直度偏差不大于1%；对于满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径。③在沉管过程中，要保持桩机稳定，严禁倾斜和错位。如果此过程有异常情况，应暂停施工并分析原因，及时采取措施。在沉管过程中要做好记录，控制钻孔沉管入土深度，确保桩长偏差在+100 mm范围内。④沉管至设计深度时，应尽快投料，然后边振动边拔管。严格控制拔管速率，拔管速度应控制在1.2～1.5 m/min，拔管速率太快可能导致缩颈，过快时还会出现断桩现象；如果拔管速率过慢，造成对砼过振，又会出现桩项浮浆过多、混和料离析现象，导致桩身强度不足，但如果遇到淤泥土或淤泥质土，拔管速度可以适当放慢。⑤根据砼用量推算桩身是否出现扩径或缩径、断桩等质量隐患，如果存在，应及时采取补救措施。⑥拔管过程中要避免反插。反插不能保证桩管的竖直度，并且容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土，从而影响桩身质量。⑦为了保证桩的长度，在沉管施工进尺时，宜比设计桩长多加0.5 m。将沉管拔出后，用插入式振捣棒对桩顶混合料加振数秒，提高桩顶混合料密实度。上部用麻袋片、土工布和土封项，以增加桩顶的自重压力，同时也可提高混合料抵抗周围土挤压的能力，避免新打桩振动导致已打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。⑧在施工过程中，按每台机械一天至少做2组混合料试块（每组3块，每块为150 mm×150 mm×150 mm的立方体），并按标准养护，以测定其立方体28 d抗压强度是否符合设计要求，28 d后测定单桩承载力和复合地基承载力。⑨冬期施工时，对桩头和桩间土采取保温措施，使混合料入孔温度不得低于5 ℃。⑩待桩体达到一定强度后可进行开挖，采用机械开挖时应注意避免碾压已施工完成的桩头，防止桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。?在CFG施工过程中，应加强现场管理，及时发现问题，以便采取有效措施，控制成桩质量。

3 结束语

在施工中，会遇到很多地质复杂的情况。在各种软土基础处理的施工方法中，CFG桩表现出较大的优势，施工方便且节省投资，在保证施工质量、加快施工进度方面是一种较为理想的地基处理技术。因此，CFG桩施工技术更具有显著的经济效益和广阔的推广前景。

参考文献

[1]中华人民共和国建设部.JGJ 79—2002 建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2]廖代广，孟新田.土木工程施工技术[M].武汉：武汉理工大学出版社，2007.

〔编辑：李珏〕endprint