长螺旋钻泵压混凝土CFG桩工艺及质量通病控制

孔 祥 立

(中交隧道局第三工程公司，江苏 南京 211100)

长螺旋钻泵压混凝土CFG桩工艺及质量通病控制

孔 祥 立

(中交隧道局第三工程公司，江苏 南京 211100)

结合具体工程实例，论述了长螺旋钻孔成桩工艺，并对长螺旋钻孔内泵压CFG桩施工过程中容易发生的堵管、窜孔及断桩等质量通病进行了阐述，提出了相应的防治措施，对类似工程的施工具有借鉴意义。

CFG桩，施工工艺，质量通病

0 引言

CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel的缩写，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩。工程中常采用它与桩间土和褥垫层一起构成复合地基。桩越长承载力越高，且变形量小，适用于承载力要求较高的地基。

1 工程概况

DK911+880.24～DK914+043.94驻马店西站路基工程位于石武客运专线SWZQ7标，工点前接漯驻特大桥，后接驻马店特大桥，长2 122.96 m，地基地质类型为松软土。

此段路基经沉降估算分析，不满足无砟轨道工后沉降不大于15 mm的设计要求，地基采用复合加固处理。其中正线左右25 m(站场35 m)和过渡段内采用预应力管桩加固，其余站线和维修线地段采用CFG桩加固。

CFG桩桩径0.5 m，桩间距1.6 m，正三角形布置。DK913+415～DK914+043.94左侧维修线地段桩长12 m，其余地段桩长均为22 m，路基两侧最外两排CFG桩桩间距分别为1.7 m，1.8 m，CFG桩桩顶设C15混凝土现浇桩帽，桩帽顶设碎石垫层，厚0.5 m，内铺设一层双向筋土工格栅，每侧回折不小于2.0 m，抗拉强度不小于200 kN/m，复合地基承载力为300 kPa。

2 施工工艺

2.1 施工方案的选择

目前CFG桩有三种成桩方法：

1)振动沉管灌注成桩法，适用于粘性土、粉土、素填土及饱和砂土层；

2)长螺旋钻孔灌注成桩法，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土；

3)长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩，适用于粘性土、粉土、砂土以及对噪声或污染要求严格的场地。工程处于河南省驻马店市市郊，综合考虑地质、工效、经济及周边环境等各因素，确定选用长螺旋钻泵压混凝土灌注成桩工艺。

2.2 长螺旋钻孔成桩工艺

在进行CFG桩施工前，应做好充足的施工准备，包括原材料(砂、碎石、水泥、粉煤灰、外加剂等)在进场前须确定种类、品质，并送到试验室进行化验和做配合比实验；施工前场地的平整、水电等需满足CFG桩施工要求，并按要求施放桩位。CFG桩工艺流程图见图1。

3 质量通病分析与控制

3.1 堵管

长螺旋钻孔内泵压灌注工艺施工过程中常易发生堵管现象，它影响施工效率，而且增加作业工人的劳动强度，施工中必须引起重视。堵管原因有以下几点:

1)作业工人原因。

施工前应注意选用有丰富经验专业的劳务队伍和作业工人，施工过程中加强教育和培训工作，来提高作业人员的劳动技术水平。

2)机械设备原因。

施工中应避免输送泵压力过小、机械故障、布管线型不合理等现象的发生。

3)混凝土质量问题。

当混凝土中的细骨料、粉煤灰、水泥用量较少时，和易性不好，容易发生堵管现象；当粗骨料粒径过大(大于30 mm)易发生堵管；当混凝土坍落度过大，易产生泌水离析；当混凝土坍落度过小，在输送管内流动性差，也易造成堵管。

4)操作方法不合理。

每班组作业完成后，没有及时清洗管路，造成管内剩余混凝土凝结；输送管过长也易发生堵管，应控制混凝土输送管长度，一般长度不宜超过100 m；管道接口处密封不严漏水漏浆，也易发生堵管现象，施工中应以避免。

5)环境因素影响。

冬施时，输送管需做防冻处理，没有做防冻处理容易发生冻结堵管现象。为了防冻，有时还采用加热水来提高混凝土的温度，水温一般不要超过60 ℃，否则易使混凝土早凝，产生堵管现象；电压低也易造成堵管，一工班1号机由于前期和2台PHC预应力管桩打桩机共用一台变压器，线路也长，导致设备供应电压低，钻进速度慢，经常发生堵管，后来通过增加1根电缆和提高变压器电压来保证施工电压，取得了良好的效果。

发现堵管现象，需立即找出堵管的位置，采取人工敲打疏通管路，若此法无效，接下来应将导管拆掉，将管内的混合料清理干净，及时组装好导管恢复作业。

3.2 窜孔

在饱和软土成桩过程中，打完一根桩后，施工相邻桩时，发现刚施工的临桩桩顶突然下落，当桩泵入混凝土时，临桩的桩顶混凝土开始回升，此种现象称为窜孔。由于窜孔对成桩质量造成影响，施工中应采取如下预控措施：

1)合理安排施工顺序。由于本项目地基加固为中间预应力混凝土管桩，两侧为CFG桩，为保证施工质量，防止CFG桩窜孔和断桩，在一定范围内，先施工管桩，再施工CFG桩；

2)加大施工桩距，减少土体剪切影响。可以采取隔桩、隔排跳打施工，也可以变更设计，加大桩距，减小影响；

3)合理提高钻机钻进速度，快速钻进；

4)在满足可泵性的前提下，尽可能减小混凝土的坍落度。

3.3 断桩

断桩是指CFG桩成桩后，桩身混凝土面不连续，中间有垂直于桩中心轴线的开裂或间隔。断桩是CFG桩最大的质量事故，断桩的原因有很多，主要有：

1)施工保护不够，有大型机械在未达到强度的CFG桩区域运行，使桩被剪断或桩头被压碎；

2)长螺旋钻机的排气阀被堵；

3)灌注混凝土时，混凝土灌注供应不及时；

4)地质原因，地下水丰富等，易产生断桩；

5)拔管和泵送混凝土配合不协调；

6)桩间土开挖时，挖掘机碰撞桩头、截除桩头时人为的破坏都易造成浅层断桩。

浅层断桩处理方法见图2。

防止断桩的方法：

1)加强已灌注CFG桩区域的保护，严禁一切大型机械进入；

2)经常检查排气阀，并将包裹排气阀的混凝土凿除；

3)加强混凝土调度，保证混凝土连续供应；

4)由于地质原因造成的断桩，施工中很难控制，对于流塑状和地下水丰富的地质情况，应对CFG桩地基处理进行适应性论证；

5)对拔管和泵送混凝土配合不协调造成的断桩，应寻求操作工人之间的默契配合；

6)桩间土开挖时，挖掘机易碰撞桩头造成浅层断桩，应待CFG桩强度达到设计强度的80%后，使用小型挖掘机开挖桩间土。

4 结语

长螺旋钻孔内泵压CFG桩施工过程中容易产生堵管、窜孔、断桩等质量通病，本文针对这些问题提出了有效的质量控制措施。对类似工程的施工有借鉴意义，同时应继续加强对这些问题的研究，从而提高该工艺的应用水平。

[1] 屈文波.客运专线CFG桩施工质量通病原因及应对措施[J].山西建筑，2009，35(3):111-112.

[2] 孙瑞民，杨凤灵.CFG桩常见的质量问题分析和控制措施[J].工程地球物理学报，2006(6):236-240.

[3] 冀海峰.客运专线长螺旋钻管内泵压混合料CFG桩施工技术[J].铁路标准设计，2008(4):37-38.

Construction technology and quality disease control of concrete pressure pumped CFG pile by long auger drilling method

KONG Xiang-li

(China Communication Tunnel Bureau 3rd Engineering Corporation, Nanjing 211100, China)

Combining with specific engineering examples, the paper discuses long auger drilling pile technology, and discusses some common quality diseases occurring in concrete pressure pumped CFG pile by long auger drilling method, such as plugging, sleeving and pile fracture and so on, and puts forward corresponding preventive measures, which has certain referring meaning for similar engineering construction.

CFG pile, construction technology, quality disease

1009-6825(2014)18-0093-02

2014-04-10

孔祥立(1980- )，男，工程师

TU473

A