CFG 桩常见施工质量问题及监控措施浅析

薛小军 韩淼兵 张双龙 李后福 牛鹏飞

中国建筑第八工程局有限公司总承包公司 上海 201204

1 CFG桩的适用范围和工艺原理

1.1 CFG桩的工艺原理

水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合成的粘结强度较高的桩就是水泥粉煤灰碎石桩，即为CFG 桩，且褥垫层、桩间土、桩共同组合为复合地基。地基上，CFG 桩可置换碎石桩，强度很高，会向深土层传递荷载，实现对地基的有效加固。CFG 桩复合地基有着十分严格的处理技术流程，从移动机器到位至旋转钻孔和用钻机成孔的整个过程均应按流程开展操作，任何环节都不允许出现问题，否则之前的所有努力都将白费。完成加固处理后，地基的承载力能够满足设计地基承载力要求，被广泛的应用在地基加固中。

1.2 CFG桩施工要点

1.2.1 施工定位

施工开始之前，应对施工点放样，同时定位长螺旋桩机，根据设计高程及场地实际标高确定钻孔深，调整机架高度，桩机到位后，应对钻杆的垂直度进行验证，通常应将误差合理控制在距桩中心线5cm 范围之内。

1.2.2 成孔要求

具体钻孔时，应先使用钻杆将孔钻到相应的设计深度，之后使用管道输送混凝土，钻杆开始反向旋转，同时缓慢提升钻杆，提升速度一般为每分钟约1～1.5m。在单桩施工时，应确保连续性成桩，结束施工以后，应对CFG 桩桩头进行有效保护，并对成品进行养护和保护。

1.2.3 桩机移位

完成一根CFG 桩施工后，开始下根桩施工时，因在钻孔过程中，提升出较多废土，影响钻机移动及覆盖桩位，需对废土及时清理，清理完成后，为保证定位的精准性，必须复核桩位，这样一根CFG 桩的完整施工就完成了。

2 CFG桩施工质量中的问题

2.1 桩短

使用长螺旋钻机钻取桩深，当桩深满足要求后，将钻提起，然后灌注混凝土；短桩主要是因为未精准复测原始地面标高，未精准控制长螺旋钻杆尺寸，提钻太快而使下部位置出现空桩。地面标高问题主要是由于CFG 施工中，有很多渣土堆积，因渣土未及时出渣，使得已测的原始地面标高持续增加，这等同于机械低标高无形被提升，最终导致桩长减小。具体施工中，会严重的磨损长螺旋钻机，长此以往，会使设备上尺寸标线模糊，钻进操作中不能有效控制尺寸。

2.2 施工间距、数量不足

具体施工之前的测量放线时，因仪器缺乏精准度，使现场施工间距满足不了设计要求，特别是边线四周；钻机具体施工时，破坏了已放线的点，且测量者没放点，做人人员结合现场情况随机定位，使得桩数量缺乏；CFG 施工中，未清晰标记完成和未完成的桩，有漏桩情况存在；具体钻进中，由于渣土的堆积，使得现场已放点被掩埋，抑或出土时机械破坏了现场桩点，从而使得桩点定位不准确。

2.3 材料问题

混凝土为CFG 桩使用的材料；对于混凝土而言，无论原料、配比、还是现场浇筑等都会对CFG 桩的施工质量形成一定影响，为此，一个严格检测各工序，确保都与标准要求相符；浇筑混凝土时，由于CFG 桩基施工对混凝土需要的方量较小，两桩基础混凝土浇筑间隔时间长，未严控混凝土浇筑过程，混凝土则会有离析情况出现，会使CFG 桩身质量受到影响。

2.4 桩身质量问题

长螺旋钻钻进时，稳定桩孔护壁，能保证桩基成孔质量。然而，钻杆提升过程中，若为及时供应混凝土，会使得下部有真空带，并带动周围松软土在桩底堆积，使桩基质量受到影响。输送混凝土时，由于混凝土管输送不饱满，里面会有一些空气，占据桩身空间，使得桩身不饱满；连接长螺旋钻的导管太长，CFG 桩钻进过程中，混凝土长时间停留，会使导管堵塞；混凝土工作性能不佳，当CFG 桩在间隔时间内停留在导管中时，会发生离析情况；当原始地面标高比设计顶标高高时，桩身长度会比设计长度常，从而有孔桩产生，若现场混凝土供应方量未有效控制，会使桩长无法达标。

3 常见问题、成因及解决措施

3.1 桩孔位偏差、孔斜

（1）成因：桩孔倾斜和桩孔位置出现偏移时，由于场地和地层平整度和密实度不足，钻孔过程中由于地层原因引起的钻杆偏斜；钻机对位不准，钻杆垂直度有很大的偏差；钻孔出现弃土没有及时清理时，将其他的已定桩位标记进行了覆盖。

（2）防治措施：想要避免孔位偏差和孔斜，具体施工前，应整平施工场地并压实，安装完钻机，应保证其稳固、水平及精准，确保钻杆垂直偏差不超过1%，将钻头对准桩位，保证桩心偏位不大于5cm；每根桩开钻前，由测量及质检工程师复核桩位，并经监理工程师检查合格后方可开钻；开孔时严格控制钻速，采用轻压慢转方法确保孔口段的桩身垂直度；在钻孔过程中若出现钻杆摇晃或钻进困难时，应放慢钻进速度，待钻杆稳定后再正常钻进。

3.2 堵管

（1）成因：混凝土配合比不合理、和易性、坍落度不好；因机械损坏或受泥浆包裹，钻头阀门打不开；施工操作不当，泵满混凝土后不及时提钻；泵送管道安装不合理，管道弯头过多、半径偏小、线路过长、管道清洗不干净；管道接缝处密封不严，使混凝土漏水或漏浆，在输送管道内流动性变差、摩擦力增大，这些都是产生堵管的原因。

（2）防治措施：正确选择混凝土原材料，混凝土配合比要科学合理，混凝土良好的和易性和坍落度是防止管道堵塞的基础条件，需将混凝土塌落度控制在180±20mm；开钻前，机械设备应进行全面的检查及维护，检查清理钻头阀门、管道，确保钻头阀门工作状态良好、管道不堵塞；灌注混凝土前应用砂浆润滑管道，以确保钻杆及泵管内壁光滑；合理布设管道，尽量直线或大半径布设，减少弯折缩短路径；当钻杆芯管泵满混凝土后应及时提钻，确保混凝土正常输送，避免因管内混凝土压力过大造成堵管甚至爆管。

3.3 憋钻及卡钻

（1）成因：造成憋钻的主要原因是施工人员经验不足，操作不当，没有根据地层变化及时调整钻速钻压所致；钻进过程中钻速过快，螺旋叶片上的土来不及排出孔外，而挤压在钻杆与孔壁之间，摩擦阻力过大，使钻杆无法转动，造成憋钻；如果在某些砂砾岩层憋钻后继续强行启动钻机，极易导致卡钻，无法提起钻具，一旦强拉，便会损坏钻机，如动力电机烧毁，液压支腿损坏或主卷扬机钢丝绳拉断等现象。

（2）防治措施：施钻前应组织施工人员熟悉施工现场地层情况，并根据试桩结果制定合理的施工方案，在施钻过程中根据地层变化和动力头工作电流值对钻压、钻速进行合理调整；当钻进困难时，可采用钻进－空转－钻进的间歇式钻进方法，钻至设计高程后空转30～60s，待电流稳定后停钻，以避免憋钻和卡钻事故；若产生憋钻，应将回转动力电源即可关闭，使用最低速度将钻具提起后再重新施钻。

3.4 缩颈和断桩

（1）成因：供料不足、停机待料所致；钻机螺旋磨损造成桩径不足；在饱和软土中成桩，当采用连打作业时，新打桩就会挤压已打桩，当泵送混凝土时压力过大，而已打桩尚未达到一定强度时，就会使得已打桩产生严重变形，造成桩体缩颈甚至断桩现象；在饱和砂层中，若提钻速度过快，泵混凝土量与提钻速度不匹配，在钻杆提升过程中钻孔内产生真空负压，使孔壁塌陷造成断桩；在复杂的地层中成桩，中间往往夹有硬土层或砂砾层，钻机钻进过程中会产生很大振动力，造成对已打桩振动断桩破坏。

（2）防治措施：混合料准备充足，有效满足现场施工需求，避免停机待料；对钻机螺旋直径进行常检，避免由于螺旋磨损导致桩径不足；根据地层不同土质，在施工中选择合适的成桩顺序，如采用隔桩或隔排跳打方法，并根据土层情况选用适宜的施工工艺和设备；严格控制提钻速度，确保泵送混凝土量与提钻速度相匹配，混凝土充盈系数宜控制在1.3 左右，提钻速度应控制在2.0 ～2.5m/ min，且保持匀速提升，还要很好地控制留振时间；在钻孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢速度，采用轻压慢转方法降低钻机振动力，可避免造成对已打桩振动断桩破坏。

3.5 埋管

成因：由于未严控混凝土浇筑时间，导管没有上下移动，会让混凝土与导管之间增加摩擦力，从而会出现相应的埋管问题。

预防措施：控制导管埋深，严格按设计规范要求施工。在实际浇筑过程中，应多测量，少拆除，如果混凝土量大且强度等级高，那么就可以在混凝土中适当的添加缓凝剂，通过这样的方式将混凝土凝固时间提高，如果已埋管，混凝土辅助机械便可将导管慢慢提高并试拉，若未处理好，混凝土也未初凝，那么便可在已灌注的混凝土中中插入一个小直径的护筒，并用泥机吸出混凝土表面的泥渣；潜水工人也可以被派到混凝土表面下，可以在水下切断导管，让它和混凝土表面齐平；拔出小护筒，之后重下导管再灌注，灌注完成后，需要将上下断层间施以补强。

4 CFG桩施工质量监控举措

4.1 人员监管

CFG 桩的施工质量会直接受到施工人员的质量意识、安全意识和操作技能影响，为此，应将人员管理工作认真做好，并定期进行培训和考核，以此强化人员的安全、质量及责任意识，保证每位施工人员在操作中可按有关要求将关键环节的控制工作做好。

4.2 严控混凝土材料

CFG 桩施工质量会直接受到混凝土材料质量的影响，为此，监管中需要进行重点关注。结合工程实际状况，对混凝土配比情况进行确定，确保可以充分搅拌混凝土。混凝土的运输时间与距离应严格控制，以免运输时间及距离太长，使混凝土产生离析情况。

4.3 严格监管机械设备

机械设备在工程施工中发挥着巨大的作用，为此，有必要做好机械设备的监管工作，并派专业设备管理人员对机械设备进行管理及养护。施工具体开展前，管理人员应对机械设备进行全方位检查，尤其是保证钻杆尺寸刻度清晰，若出现了磨损，那么就要重新标识，在实际施工中，应该认真观察机械设备的实际运行情况，并合理控制机械设备的应用时间，以免机械超负荷运行。

5 结语

总之，作为一类用以加固地基的桩，CFG 施工质量若存在问题，那么软土地基无法得到有效加固，导致后期施工存在巨大的安全隐患。为此，相关施工人员需要应用行之有效的监控举措全面监控CFG 桩施工，以保证施工质量可以达到预期目标，最终能够充分确保整个建筑工程项目的施工效益。