CFC桩施工混凝土质量管理措施

谢住 周勇 田春 杨严 李鑫

【摘要】对成都天府国际机场航站区配套市政工程施工一标段的施工情况进行了介绍，并通过设计施工方案，购进施工材料，制定施工计划，为以后的准备工作奠定基础，并确定 CFC桩施工参数，确保施工准备工作顺利进行。为提高 CFC桩的混凝土施工质量，需要严格控制水灰比，准确控制配料计量，并结合国际机场路段的实际工程实例，从而提出有效的混凝土施工质量管理措施。

【关键词】 CFC桩;混凝土;质量管理

【中图分类号】 TU472.3＋6          【文献标志码】 B

1工程概况

工程项目为"成都天府国际机场航站区配套市政工程施工一标段"，由东西干道 K0＋000-K1＋293.75段，北一路，小区二路，西四路，西六路，1#暗渠和6#暗渠、东西干道下穿国际货站隧道工程、东西干道综合管廊工程等部分组成。该工程东西干道下跨国际货运站隧道工程、东西干道综合管廊、雨水暗渠三大主要结构和雨污水工程基底软弱地基进行 CFC桩复合地基处理。按工程需要，CFC桩按长条排列，桩径0.6 m，间隔1.8～2.6 m，桩长5～19 m，深度0.5～2 m，桩体强度设计为 C15，桩顶为0.3 m厚，内部铺了一层双向的土工格栅，检测数量为总桩数的0.2%，并不低于3根。地下水位基岩裂隙水，不发育。地表水和地下水均呈酸性腐蚀，其腐蚀程度为 H1，不存在氯化物的腐蚀。T2是炭化的环境。

CFC桩基是以粉煤灰掺水泥、碎石、石屑等混合在一起与水泥搅拌而成，经多种成桩机加工而成的一种高强度可变桩基。CFC桩作为一种能够有效发挥桩间荷载的低密度混凝土灌注桩，能够将荷载转移至深基础，其技术和经济效益均优于普通的桩。在砂土、粉土、黏土、淤泥质土、杂填土等基础上，已取得了较好的效果。对于基础的型式，CFC桩型可应用于条形基础、独立基础、筏基础及箱形基础。CFC桩在结构型态上不仅适用于建筑物，而且适用于公路、铁路等基础。一些桥墩也已应用 CFC桩基，但目前在高速公路上应用较多。CFC桩因其不配钢筋，可以节省大量的钢材，可以使用工业废弃物的粉煤灰，大大减少了造价，具有很好的社会和经济效益，自该技术问世后，受到广泛重视。

2施工组织设计

2.1施工方案

CFC桩在机场市政一标段 CFC桩加固处理（共4800多根）的工程浩大，工期紧张，按照设计图，CFC桩长度（5～10 m）占据了绝大多数，CFC桩集中在建筑及管道下方，主要为压实填土、粉质黏土、黏土、砂岩层，所以目前的成桩装备大多采用长螺旋钻孔和管内泵压成桩。这种方法最适合黏性土、粉土、砂土等，粒径多为20～50 mm，最多200 mm，是一种较薄的砂砾岩，与振沉管、泥浆护壁钻孔相比，无振动打孔，不会对周围已有的桩身造成破坏，尤其是较长的桩体，适应性好，噪音低;也不存在淤泥对工地造成的影响。当遇到厚卵石、砂和孔隙比小、液性指数低的黏结土和含高水头的饱和软土壤时，由于长螺旋钻孔和管内泵压混凝土桩往往会出现窜孔现象，因此，在上述施工方法不适合的情况下，可以采取泥浆护壁钻孔灌注成桩技术。

在开始施工之前，机场的设施（包括施工辅助设施、水电设施等）和场地平整工作已经全部完工。CFC桩基的建设按项目总体进度进行设计，使其达到主要的设计目标。首先，通过对有关区域的地质调查，参考有关区域的地段钻孔剖面图及柱状图，选择2个典型的 CFC桩基，进行控制点和孔位的测量和放样，并进行 CFC试桩的安装，最后得出有关的实验资料和参数。CFC桩在1个多月后正式开工，根据工程的时间表，先后进行了基础桩基和雨水管道 CFC桩的建设。机场场地的地下水位较高，桩均采用水下泵送混凝土浇筑。

2.1.1供水与电力供应

（1）建筑用水：CFC桩基体的耗水较少， CFC桩身几乎不用水，只在混凝土浇注时进行设备的降温、清洁，在施工过程中要留意地面及基坑的引水，以免冲蚀坑壁、浸泡基坑。在基坑周围的坡脚上设置排水沟，其边沿与基坑内壁面不低于0.5 m，底部宽度不低于0.3 m，而底部低于已挖出的基坑底部不低于0.5 m;在基坑四角及四周各30 m处设置一口收集井，其井底高度需要比排水沟的底要低0.5 m，并采用过滤管等渗水物料，通过抽水机将井内的雨水排入地下的临时排水管道中;在雨季，应强化排水，适时抽放，保证项目的安全性，保证设备的使用，保证在暴雨之后也可以马上开工[3]。

（2）对于 CFC型复合地基，在进行深孔施工时，必须充分考虑其对压实层的渗透作用，而对于以压实填体为主的桩间土，不宜用长螺旋钻孔进行 CFG桩，宜选用大口径的素混凝土灌注桩复合地基。

（3）CFG桩体沿路面直线排列在建筑物下，坑底排水管在基础上设置，再进行管道混凝土的施工。同时，逐步拆除排水沟槽，并在沟槽中填充沙、卵石，以达到固定效果。

2.1.2废水和土料处理

工地的施工廢水通过污水池进行沉淀，排放到规定地点;通过挖机和自卸汽车将钻孔所产生的泥土运送到规定的废弃堆放点。

2.2施工材料

CFG桩基所需要的原材料有水泥、粉煤灰、砂、碎石（或鹅卵石）、掺入物等。原料方面，采用一般水泥，在浅层软基上部和基岩深度开挖基础上，铺筑0.3 m 的砾石垫层，砂可选用粗砂、中砂或细砂，粉煤灰选用 II、I等[1]。

（1）水泥：按同一产地、品种、规格、批号的水泥，按500 t （散装）为一批取样。按照规范要求进行强度、安定性、凝结时间的检测，并对其进行抽样检验。

（2）粗细骨料：根据验标规定，对含泥量、颗粒级配进行检查，同一产地、品种、规格、连续进场的粗细骨料，每400 m3 一批次，若少于400 m3，亦以一批次进行取样，每次取样 l 组。在深埋或深埋引起地表塌陷、开裂时，必须及时制止排水、挖掘，及时用黏土、水泥土堵住或采取水泥密封或用化学浆液、树脂等材料进行止水加固。

（3）在监督人员的监督下，对原料品质进行检查。

（4）检验方法：对产品的品质证书进行核对。水泥仓库取样检验水泥强度、安定性、凝结时间，在料仓取样检验粗细骨料含泥量、筛分试验的粒径[2]。

2.3施工计划

2.3.1基槽开挖

设计槽底预留土层厚30 cm（自 CFG桩设计桩顶标高起算）。

2.3.2成孔

2.3.2.1钻机就位

钻机就位前要做好测量放线工作，确定正确的桩位，并请建设方及监理验线，钻机安放要平稳，对正桩位，钻头中心于桩位偏差不大于2 cm，桩垂直度偏差小于1%。

2.3.2.2成孔

采用长螺旋钻机，钻孔与常规方法相同，边钻进边排土。

2.3.3混合料搅拌

材料必须进行配比试验，经检验合格确定配比后方可使用，水泥等应有产品出厂检验合格证，混合料搅拌必须由专人操作，严格执行混凝土配比及计量标准。本工程采用现场搅拌混凝土，每机组每台班取一组试块检验以保证强度质量。

2.3.4灌注

提钻灌注 CFG料，注意灌入量及灌入高度。

2.3.5桩头凿除

桩头凿除工作可按常规凿桩头方法进行，凿桩头时需人工清除余土至设计标高，为了保证在凿桩头时 CFG桩不断裂，需用3根钢钎呈120。角在设计标高以上5 cm处，同时用大锤敲打，切断桩头后，用锤和钎子剔平桩头至设计标高。

2.3.6铺设褥垫层

地基检测合格后，将进行褥垫层铺设工作，褥垫层材料采用0.5～2.0 cm碎石，铺设厚度为30 cm，铺设范围在基础垫层内，施工方法为一次性将碎石铺设至32.5 cm厚，然后用平板振动器振密，振实后褥垫层厚度为30 cm。

3施工具体措施

3.1各参数确定

CFG桩基的主要成分是碎石、砂、粉煤灰和普通硅酸盐混凝土。主要技术参数：CFG桩径0.6 m;单桩承载能力不得低于550 kN;CFG桩的使用混凝土强度等级是 C15。在预应力混凝土基础工程中，应对工程现场进行实地勘察，以确定工程设备是否合理，从而确保工程基础的质量。在 CFG桩的施工基础上，对其进行了成桩的工艺实验，并对其技术指标进行了研究[4]。由于道路的地质情况多变、难以预测，对其进行高强度、高质量的施工，以及 CFG桩的施工速度，对以后的工作有很大的影响。为了探索适合本地区的 CFG桩施工工艺，并检验 CFG桩所能满足的质量标准，故在施工之前先进行了一次成桩工艺性测试（不低于2根试验桩），对现场的地质数据、机械设备性能、施工工艺、施打顺序等进行了检验，并对其确定混合料配合比、塌落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数，从而对其当中存在的问题进行了修正，为今后的工程施工奠定了牢固的基础。

3.2施工准备工作确定

（1）平整和清扫工地开始前，先将工地进行平整，两侧的宽度在外侧延长0.3～0.5 m，以确保桩基础的施工。同时进行了长螺旋钻机和相应的机械设备的安装和调试。

（2）根据工程图纸，将桩机定位到指定的地点，并认真地利用垂直线调节整钻机桅杆垂直度，或使用带有垂直角调节仪进行控制。在每个桩基的安装之前，由现场的技术工人进行桩位对中及垂直度的检验。确保垂直误差不超过1%;钻尖距桩点偏差不得超过5 cm，达到规定后方可进行钻孔。

4混凝土施工质量管理措施

4.1嚴格控制水灰比

在施工的过程当中，如果混凝土配比没有达到要求，会使其性能大幅降低。由于工程地质因素引起的断裂，在流塑状和地下水丰富的地质等条件下，需要进行 CFG桩基的加固。在城市公路建设中，应对混凝土配合比严格控制，以确保其施工的品质[5]。埋设于土中的桩，可采用钻孔注浆加固，以小10 cm的孔作为注浆孔，注入水泥浆（1：1的水灰比例）。钢筋的设计抗拉力为4 kN，在土壤中插入钢筋的横向间隔为1.5 m，其竖直间距1.5 m矩形布置，插入式钢筋的横向间隔为1.5 m，纵向间隔为1.5 m，钢筋长度为1.5 m。在斜坡上，通过加强筋与插筋的连接，使其在斜坡上牢固地保持。在混凝土砂浆配比的调控中，必须重视下列问题。首先，在进行配制前，应按工地要求进行混凝土砂浆比例试验，以保证其混凝土的水灰比含量达到工程要求。其次，要克服由于人工影响而导致的不科学的混凝土配比。通过调研发现，当前建筑工程中的混凝土砂浆比例未达到规范要求，很多是人为的原因。所以，必须对一线工程技术人员进行技术教育，提高他们的技术水平和对工程质量的认识。

4.2准确计量

混凝土砂浆在配制过程中，水灰比很重要。在制作混凝土时，不仅要考虑混凝土的含水量，而且要对不同的原料进行精确的测定。在工程建设中，有些建筑企业只注重工程的工期和经济利益，仅凭经验进行混凝土的调配[6]。在没有经过科学试验和准确测定的情况下，经过加工的混凝土不能适应工程建设的需要。水泥粉煤灰碎石桩，也就是 CFG桩是由碎石、石屑、砂、粉煤灰与水混合后经不同类型的成桩机加工而成;是一种介于刚体和挠性体的桩体。CFG桩与桩间土壤结合，由褥垫层构成 CFG桩的复合型基础，可依据其特性及计算结果进行工程设计。为了改善桩顶部的混合料密实，采用插入式振捣棒对桩顶混合料对其进行3-5 s的振动。用土壤覆盖，增强了混凝土的抗压作用。在进行上部地基施工时，去掉了防护桩的长度，以保证其与实际工程的标高相符。并根据需要进行铺设褥垫层施工，在30-50 mm内埋入褥垫层。在褥垫层铺筑时，应采取静力压实法，地基下的桩间土壤水分含量低时，可采取动态夯击法，夯填度（夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值）不宜超过0.9。对于全屋式桩基，其桩位误差不能超过0.4倍桩径，对于条状地基，其误差不能超过0.25倍桩径，对于单排布桩，其误差不能超过60 mm。研究发现，在城市公路建设中，其性能对混凝土路面的施工质量有很大的影响。因此，建筑企业应加大对混凝土配比的监管力度，以改善其质量。

5结论

随着社会的发展和人民生活水平的提高，机动车数量与日俱增，城市的交通压力越来越大，市政配套工程是国民生活质量提高的重要基础，相应的软基处理成为配套工程施工的先行工作。CFG桩作为一种施工方便、质量可控、造价低的软基处理方式得到广泛应用。在 CFG桩基工程中，混凝土的施工质量是软基形成复合地基达到地基承载力要求中至为关键的一环，其质量好坏将对城市公路的整体建设产生重大的影响。通过 CFG桩基施工过程的参数控制、质量保障及质量问题的预防与控制，使市政工程质量得到有力保障。

参考文献

[1]万家伟.市政工程混凝土施工常见质量问题及预控措施[J].建筑发展，2021（5）：36-37.

[2]杨雪梅.市政工程建设中混凝土道路施工质量的控制对策[J].世纪之星—交流版，2021（15）：2-3.

[3]刘超，林振桓.市政工程中的混凝土施工技术研究[J].名城绘，2020（8）：1-2.

[4]侯庆有.市政和公路工程沥青混凝土路面施工难点及措施[J].建材发展导向，2020（11）：1-2.

[5]少棚郝.建筑工程混凝土冬季施工工艺及其质量控制措施研究[J].建筑工程与管理，2020（1）：2-3.

[6]刘姣.市政工程施工中混凝土质量控制浅析[J].建筑技术研究，2021（12）：39-40.