银座天悦国际广场15#楼CFG桩基施工质量控制措施探讨

张同新

摘 要：以银座天悦国际广场15#楼工程为例，探讨了CFG桩基施工方法中应注意的质量问题，严格按照质量控制标准和质量保证措施，保证工程施工的质量，为类似工程施工提供借鉴。

关键词：CFG桩基；施工；质量控制；措施

中图分类号：U41                                     文献标识码：A                                文章编号：2096-6903（2023）02-0065-03

1 工程概况

银座天悦国际广场15#楼工程项目位于山东省菏泽市巨野县，麒麟大道与光明路交叉口西北角建筑面积8 581.04 m2。

CFG桩设计桩径为400 mm，桩长18 m，总桩数共236根，桩间距1.800 m。采用素混凝土桩体，桩身混凝土强度C20。桩端持力层为第七层粉质粘土层。

CFG桩工程施工流程包括以下6部分：第一是在CFG桩工程施工前先平整场地，测量工程的标高；第二是在完成抄测后进行定位，测量放线，根据桩位放点；第三是测量检验放线；第四是打桩设备进场，调试与组装；第五是CFG桩施工，把打孔钻出来的成孔出土进行清理外运；第六是打桩机械退场。

根据银座天悦国际广场15#楼工程项目工程的地基处理设计文件，确定此次施工的主要工程量如表1。

2 施工技术措施

2.1 施工工艺

其施工工艺流程图如图1所示。

2.2 施工测量放线

施工放线是进行施工的第一步工作。按照规划部门提供的控制点，严格依据施工图给定的尺寸进行放样。固定桩位一般是采用全站仪来确定桩的位置，轴线定位的误差不能大于10 mm。放样时，按照复验合格后的各轴线的控制点，进行双控法桩位放样。同时，要经甲方代表、监理人员复核后定出控制的轴线、打桩的场地边线，平整后进行打桩。

2.3 重要工序施工方法

2.3.1 润滑混凝土管

在选择使用商品混凝土时，坍落度最好为180～200 mm。在钻孔之前，要先做好混凝土管润滑，选择用1：1水泥砂浆润滑，润滑混凝土输送管道和钻杆的内壁，避免堵塞。

2.3.2 钻机就位

在钻机就位后，开始施工时再次校对桩位是否到位，确保与3根以上的相临桩的校核。在钻头对中时侯，误差一般不超过10 mm，严格控制其在规范要求的范围内，保证钻机钻架垂直度的偏差，将其控制在1%以内。

2.3.3 钻进

将每栋建筑的面积划分为n个小区域，在每个小区域内，分别测量几个有代表性的钻进桩位，然后将有代表性的钻进桩位相加后，取其平均值。测量每个小区域范围内的平均标高，就可以确定打桩机的深度，进而确定压浆的有效长度。

在施工中，假设地面波动比较大，要保证桩的长度，一定切记随时关注监测施工现场标高的变化。利用电机的带动钻杆旋转，使钻头的螺旋刀片迅速旋转，用刀片切割土块。土块会伴随螺旋叶片螺旋上升排出，通过卸土器往外输送。

当钻机开始施工的时候，应采用高转速低进入的工艺，这样便于土壤运输，钻井钻进的阻力小效率高。钻进时，尽量避免钻杆的晃动，以免扩大孔径。钻杆在钻进的时侯，要时刻检查钻头的平整度以及钻杆的垂直度，保证及时带出切土，钻进的质量和速度才有保证。

2.3.4 终孔

当钻孔快要结束时，钻进到设计的桩底标高之后，先进行自检，自检确保无误才可以进行下道工序。一旦发现新情况，或者不能继续钻进施工时，必须改变施工方法。可以每隔一个打一个孔，采用跳跃式施工方法。

2.3.5 灌注桩

在管道中使用混凝土泵送工艺。当钻孔钻到桩底设计的标高时，混凝土可能会进入钻杆。可以先把钻杆预抬200～300 mm之后再繼续施工。让混凝土冲刷钻门5～10 s，即在吊装前将螺旋管灌满混凝土，将吊装速度控制在3.5～3.0 m/min，以确保钻杆始终充满混凝土，防止吊装时的提空。一定不能抬钻过快，以防止断桩和缩桩现象的发生，尤其是通过沙层时要特别注意。

在灌注桩成型过程中，要进行取样，制作混合料试验块，并根据标准进行养护，然后检测立方体28 d的抗压强度。如果是冬季进行施工，入孔时混合料的温度不得低于5℃，并对灌注桩桩顶，灌注桩桩间土，采取必要的保温措施。当进行清土切桩时，不能破坏灌注桩桩顶标高之下的桩身，也不能搅乱灌注桩之间的土。桩顶的标高应高于设计的标高，并且要高于标高的长度，且不小于0.5 m。随后检查混凝土超灌的高度，对空桩回填，确保灌注桩桩身的质量。

2.3.6 混凝土试块制作

每队随机对混凝土试块取样一次，每次取样的时候，现场固化一组试块。

3 施工中应注意的主要质量问题

3.1 管堵塞问题

管堵塞问题，是长螺旋管泵内压CFG桩施工中的常见问题之一。管堵塞不仅会影响CFG桩施工的效率，还增加了劳动的强度，同时造成施工材料的巨大浪费。管道堵塞的发生一般与以下6个因素有关。

第一，设备的缺陷造成管道堵塞。如：弯头曲率半径的不合理，弯头和钻杆垂直连接混合流阻力过大。管道接头安装的不牢固，垫圈损坏会造成水泥砂浆的流失，使管道发生堵塞现象。所以在施工期间要仔细观察和检查施工设备的使用情况。

第二，配料配比不当造成堵管。如果混合料中粉煤灰的含量较小，则混合料的和易性差，容易造成堵管。因此，应注意粉煤灰在配合比中的掺入量，掺入量一般控制在60～80 kg/m?。

第三，搅拌缺陷造成的堵管。一旦混合料坍落度过大，就会在泵压下沁水，使残余骨料和砂浆分离，造成较大摩擦，从而发生管道堵塞现象。相反，如果混合料的坍落度太小，会降低混合物的流动性，从而引发管道堵塞现象。施工坍落度控制在180～200 mm为宜。如果坍落度过高或者过低，视情况可添加适当的泵送剂。与此同时，应该控制滤网的尺寸大小，防止过大的石块和碎屑泄漏到混凝土泵的储料斗中，造成管道发生堵塞。

第四，地下水较丰富，钻头出料口密封不好，在钻进过程中大量的水进入钻杆内腔，随着混凝土的压灌，混凝土从钻杆顶部向底部冲压，遇到水将产生混凝土离析，砂、石、水泥分离，在出料口产生堵管。若发生此类问题，可以将钻杆提出，清理钻头及钻杆。为避免堵管，应在下钻前对钻头出料口进行密封。钻头上的两个封堵叶片（或一个）在钻进过程中被磨掉而出现进水堵管时，应立即将钻头提出，补焊叶片或更换新的备用钻头。为避免发生此类堵管，应在钻进前认真检查钻头，焊接牢固。本工程桩底标高距地下水位还有一定深度，可不考虑地下水的影响。

第五，钻杆顶端弯管内存留定量混凝土。当一根桩灌完混凝土移至下一根桩时，因上一根桩灌注的混凝土在钻杆顶端弯管内有一定存留，随着下一根桩的施工，动力头摆动，弯管内的混凝土受到振动，加之随着钻杆的下降后面软管内混凝土的压力（或推力），混凝土会徐徐下落至钻杆底部，受热发生离析或凝结，再次灌注时钻头叶片打不开。遇见此类问题，可以在一根灌完后，通知开泵人员反泵二次，就能杜绝此类现象发生。

第六，施工不当。当钻至设计深度后，即可泵入混合料，待芯管及输送管都充满混合料后及时提钻，保证对混合料在一定压力下灌注成桩。如果提钻不及时，在泵送压力下，钻头处水泥浆被挤出，钻头阀门处混合料干硬少浆或结成塞体，便会产生堵管。

3.2 窜孔问题

当在进行饱和粉土与粉细砂施工的时候，钻杆在钻孔的行进过程中，偶尔会出现相邻已施工，但还没有来得及硬化的桩顶突然显著下沉现象。在用混合材料泵送新桩时，相邻桩的顶部开始再次上升。在泵入足够的混合料时，桩顶才恢复到最初的标高，这称为窜孔。大量的工程实践显示，在加筋土层中，存在饱和粉土、细粉土和细粉砂子时，钻杆钻进过程中，叶片的剪切作用会对土壤产生扰动。一旦扰动的能量积累到一定程度，足以液化土壤时，就会发生窜流。

窜流一旦发生，就要立马采取相应的措施。当提升钻孔，并把混合料倒入发生窜孔的土层时，就要立马停止钻孔，并持续泵送混合料，一直到窜孔桩的混合料水平上升至其原始位置才停止泵送。为避免窜孔现象的发生，应采取相应防范方法。对于可能穿过孔的钢筋基础，应最大限度采用大桩距方案，这样就可以缩小对打入桩的剪切影响。选择高位钻头以提高钻井速度。

3.3 桩体上部存气问题

施工中在切断桩头时，会出现单桩顶部空腔不多，主要是施工时排气阀不能正常工作。钻杆钻入孔后，钻杆内充满空气，当钻杆达到预定标高之后，泵送混合物料。一旦排气阀被混料泥浆堵塞，就不能正常工作，钻杆内的气体就不能顺利排出，这时会出现桩体形成孔洞。在施工的过程中，应保证排气阀的正常运行。因此，要经常检查排气阀是否存在堵塞的情况，如有堵塞要立马清洗。

3.4 先提钻后泵料问题

施工中当桩端达到设计标高时，操作员必须将钻杆升高300 mm，以便在泵送混合物之前打开阀门。这样操作会使钻头上的土壤出现回落，使桩端出现泥浆，长螺旋钻孔桩的承载力降低。因此，在施工过程中前后工作人员应密切配合，确保钻井吊装和泵送材料的一致性。

3.5 桩身混凝土质量差问题

根据工程设计规范，选择正规的骨料和水泥，并选择正确配合比。每盘中混凝土的骨料含量、搅拌时间、加水量应一致，以避免出现桩截面不均、混凝土离析等问题。需要控制泵送量与抬升速度相一致，如果抬升速度过快，会使混凝土压实问题受影响。

3.6 缩径问题

当单桩的实际混凝土浇筑体积小于设计体积时，排除钻头小因素之外，一般认定为桩体收缩。一旦发生类似情况，应及时查明原因。在混凝土还没凝固前，应重新钻孔，确保实际灌注混凝土体积不小于设计体积。缩径问题的发生有4个原因：一是提升速度太快。应根据泵容量选择适当的提升速度。二是输送压力不足以减小直径。检查输送泵以确保输送压力。三是软弱地层引起的收缩。在松软地层中，提升速度应放慢。在钻孔之前，先研究地质条件，熟悉每层的岩性和埋深情况。四是钻头直径不符合要求，钻头直径小于设计的桩径。钻头尺寸要定期测量，在施工时要配备备用钻头。

3.7 扩径问题

除正常地层填充系数外，当单桩实际灌注量大于设计体积时，初步求出桩径膨胀量。如果相邻桩不受影响，则不进行处理。对于松软地层，要认真研究地质资料，采取适当措施，提高软弱段的掘进速度。对于泵压力高的情况，施工前应选择合适的混凝土输送泵。

3.8 成桩过程设备故障问题

在成桩施工过程中，设备故障偶有发生。假如在打桩过程中发生设备故障，为了防止混凝土凝固后鉆杆被吊出，在停止施工时应先吊出钻杆，并清理钻杆和管道中的混凝土，并对设备进行维护。等设备修复完后，可在原始灌浆面以下至少2m的地方浇筑混凝土，以防止断桩。

4 结语

对银座天悦国际广场15#楼工程，严格按照现行国家规范进行设计、施工、验收，工程质量满足设计、验收规范要求，资料齐全。在工程施工前做到每个施工人员都进行技术交底，施工期间做到每天按施工桩数的5%检查上述施工技术要求，以确保满足设计和施工规范的要求。施工完成后按时完成质量检查和工程质量评定。