1、CFG桩施工工艺与质量控制要点【摘 要】 本文结合工程实例，介绍了CFG桩施工工艺，并重点针对施工中容易出现的质量问题提出了具体的控制要点。【关键词】 CFG桩 施工工艺 质量 控制要点0 前言CFG桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。由于CFG桩改善了碎石桩的刚性，使其不仅能很好地发挥全桩的侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。因此，得以广泛采用，并取得良好的经济和社会效益。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,一般有三种成桩施工方法:即振动沉管灌注成桩(适用于粉土、粘性土及素填土地基)、长螺旋钻孔灌注成桩(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2、砂土)和长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩(适用于粘性土、粉土、砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地)。CFG桩复合地基,通过改变桩长、桩距、褥垫厚度和桩体配比，能使复合地基承载力幅度的提高有很大的可调性。它具有沉降变形小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特点，广泛应用于各类工程的地基处理和加固。CFG桩最常用的成桩施工方法有振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩两种方法。1 CFG桩施工工艺 1.1概况山东海阳核电施工生活区二期工程位于海阳市留格庄，大辛家附近，地基基础桩型采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩），单桩设计施工长度6-7.1m，CFG3、混凝土强度等级C15，桩径400mm，采用长螺旋成孔，管内泵压混凝土成桩工艺，桩数约2852根，灌注混凝土约3000m3。1.2施工准备技术准备1）会同有关单位搞好现场交接工作，详细复核有关控制点，布设现场临时用电线路、临时用水线路和其它的临时设施。2）熟悉和审查施工图纸：组织工程技术人员认真学习施工图纸，了解设计意图，全面熟悉和掌握施工图纸的全部内容，提出便于施工的合理化建议。3）编制施工组织设计：阐明施工工艺和主要项目的施工方法，劳动力组织和工程进度、质量和安全的保证措施，收集已施工的各种经验性的资料，针对本工程的特点和难点，编制切实可行的施工方案。4）技术交底：在工程开工前，工程技术负责4、人分别组织参加施工的人员进行技术交底，应结合具体操作部位、关键部位和施工难点的质量要求，操作要点及注意事项进行交底。技术交底采取“分层三级”制，即技术负责人组织各分项技术人员向班组长和质检员交底，班组长和质检员接受交底后要认真反复地学习，班组长接受交底后要组织工人进行反复学习，认真贯彻执行。 施工机具及材料准备.1 施工机具设备根据进度计划，落实好设备配置，并及时维护，使所有机械处于正常状态，满足施工的需要，不影响施工的进度和质量。.2 建筑材料准备对水泥等建筑材料应根据实际情况做好进场计划，编制各项材料计划表，对各种材料的入库、保管和出库制订完善的管理办法，同时加强防盗、防火的管理。1）水泥5、：水泥的品种、标号、厂别及等级应符合混凝土配合比通知单的要求。水泥应有出场合格证及进场试验报告。2）砂：砂的粒径及产地应符合混凝土配合比通知单的要求砂中含泥量不大于5，砂应有试验报告。3）石子：石子的粒径、级配及产地应符合混凝土配合比通知单的要求，石子含泥量不大于0.7，石子应有试验报告。4）水：采用现场井水。5）外加剂：所用混凝土外加剂的品种、生产厂家及标号应符合混凝土配合比通知单的要求。外加剂应有出厂质量证明书及使用说明，并应有有关指标的进场试验报告。国家规定要求认证的产品。.3消防设施准备在临时设施周围配备一定数量的泡沫灭火器、铁铲等消防设施，任何人不得以任何借口挪作他用。1.3 桩基施6、工工艺流程长螺旋成孔压灌混凝土桩采用先进的中心压灌技术，即钻孔与灌注砼合二为一，一次性完成。钻机钻孔至设计深度后提钻并同时用混凝土泵压入超流态混凝土，直至高出设计标高不小于0.5m处而成桩。其工艺流程如下： 桩位放线 钻机就位 钻孔 成桩 边提边压 压灌 桩基施工过程.1 桩位放线根据甲方提供的控制点，引出主轴线的位置，然后依据主轴线放出建筑物的纵横线，主轴线控制点要保护好，以方便复核桩位，具体的做法如下：根据控制点，应用极坐标法及角度交汇法，首先将外墙轴线的交点测出，用木桩标于地上，并在桩顶的投点上钉小钉作标志。外墙轴线测定后，将内部纵、横轴线测出，然后检查测设的房屋轴线距离，其误差不得超出7、轴线长度的1/2000。依据已放轴线，结合施工图纸标注桩位，与轴线距离采用钢尺施放，桩位偏差不大于2cm。.2 钻孔桩位点经检验合格,钻机就位稳定后,开始钻孔,当钻具钻至设计深度后,空转清土,以便使孔底虚土被钻出。.3混凝土搅拌1）基本工艺流程 石子计量砂计量水泥计量混合料计量外加剂计量水计量 上料斗搅拌桶搅拌 出 料 拌合物和易性检查 质量检查 坍落度检查 输 送 制作试块2）每台班开始前，对搅拌机及上料设备进行检查并试运转；对所有计量器具进行检查并定磅；对所有原材料的规格、品种、产地牌号及质量进行检查，并与施工配合比进行核对；对砂、石的含水率进行检查，如有变化，及时通知试验人员调整用水量。8、一切检查符合要求后，方可开盘拌制混凝土。3）计量砂、石计量：其中一台搅拌机采用自动进料计量，一台采用计量手推车上料，后者开盘前必须定磅，以保证计量的准确。砂、石计量的允许偏差应3%。水泥计量：搅拌时采用袋装水泥时，对同一批号进场的水泥应抽检10袋的重量，并计量每袋的平均实际重量。水泥计量的允许偏差2%。水计量：水必须盘盘计量,其允许偏差2%。4）上料：现场拌制混凝土，一般是计量好的原材料先汇集在上料斗，经上料斗进入搅拌筒。水及外加剂经计量后在往搅拌筒中进料的同时，直接进入搅拌筒。原材料汇集入上料斗的顺序：石子、外加剂、水泥、砂。5）第一盘混凝土拌制的操作每次上班拌制第一盘混凝土时，先加水使搅拌9、筒空转数分钟，搅拌筒被充分湿润后，将剩余积水倒净。拌制第一盘时，由于砂浆粘筒壁而损失，因此，石子的用量应按配合比减半。从第二盘开始，按给定的配合比投料。搅拌时间控制：搅拌时间应大于90秒。.6）出料：出料时，先少许出料，目测拌合物的外观质量，如目测合格方可出料。每盘混凝土拌合物必须出尽。7）混凝土拌制的质量检查检查混凝土所有原材料的品种、规格和用量，每一个工作班至少两次。检查混凝土的塌落度及和易性，每一个工作班至少两次。混凝土拌合物应搅拌均匀、颜色一致，具有良好的流动性、粘聚性和保水性，不泌水、不离析。不符合要求时，应查找原因，及时调整。不符合要求的混凝土要废弃不用。混凝土的搅拌时间，应随时检10、查。.3提钻、压灌、成桩施工前测量场地标高，埋设控制桩，确定成孔控制深度，在钻杆上作出控制标志，并作记录同时通知监理报验。钻至设计深度后，用混凝土泵通过管路把塌落度为1618cm的高流动的混凝土打入孔底，与此同时提钻，孔底单向活动门自动打开，使混凝土流出，并使钻具在混凝土内埋深0.51.0m左右。提钻速度必须与混凝土的泵入速度相匹配，即混凝土的灌入量使孔内混凝土面台升高度比钻头的位置始终高出0.51.0m，已防止出现断桩。.4挖土、桩头的凿除桩施工完毕后，用人工清挖桩间土、凿桩头。桩头凿除应严格要求，不能用大锤直接夯击桩头，应用钢钎对称凿掉大部分桩头后，再用小锤、钢钎将桩顶找平，桩顶不能出现斜11、面，若桩顶浮浆过厚，应将浮浆全部凿除，桩顶找平后若低于设计标高的，用高于桩身混凝土强度等级的混凝土补平，补混凝土时，桩顶需清理干净并湿润。2 CFG桩技术要求及质量控制要点2.1CFG桩施工技术要求1) 施工放线：桩位放点的偏差小于2.0cm。2) 素砼桩施工允许误差：桩径不小于400mm，垂直误差不超过1.5%，桩位误差不超过0.4倍桩径。3) 桩体砼：C15，塌落度控制在16cm18cm。4) 由质检员随时抽查测定混凝土的塌落度。5) 每班组作一组试块（3块），试块尺寸15cm15cm15cm，并及时送实验室养护，测定28天强度。6) 设专人指挥协调钻机操作手和混凝土泵送操作手之间的配合。12、7) 砼灌入量不得低于桩的设计体积，同时保证单桩充盈系数不小于1.0，否则重新成桩。8) 由于混合料自重压力较小或由于浮浆影响，桩顶桩体强度一般较差，为保证桩体质量，施工桩顶标高超过设计桩顶标高50cm，确保设计桩位标高内无浮浆。9) 桩基施工时，相邻桩应间隔3天跳打。2.2CFG桩施工质量控制要点及方法CFG桩质量控制的主要对象是：桩长；强度；桩底是否到持力层这三项指标，现场管理和监控要点如下：1）测量桩位前应对施工现场原始地面标高进行抄平测量，并用平地机平整碾压后放出各桩的准确位置，将线路纵坡、横坡考虑在内后，原地面标高控制在正负5cm以内。将施工区域进行划分，并将各桩进行编号，定机定人进13、行管理。 2）布桩时，CFG桩的数量、布置形式及间距必须严格按设计要求。并遵循从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工的原则。不宜从四周转向内推进施工。3）对进场施工的所有长螺旋钻机在开钻前应由施工技术人员对标尺、刻画进行复核，消除标识误差。尤其是钻机初始标识要指定专人进行复查，防止操作人员弄虚作假、骗取米数。使用反差大的反光贴条每0.5米进行标识，粘贴在钻机导向架上，利于夜间记录人员识别读数。4）指派责任心强、懂技术并经严格考核合格的员工对劳务队伍施工的CFG桩进行现场监控和记录。防止作业队伍偷工减料、暗中做手脚的现象发生。5）现场管理人员每根桩都要根据桩机上的垂球目测导向架垂直度，以保14、证桩身垂直度不大于1%，确保桩体的正常受力。6）长螺旋钻施工。钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进，一般先慢后快。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则容易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。7）判断钻头是否到了持力层一般有两种方法：一是在桩机驾驶室观测电流的变化。根据试桩结果，钻机开始钻孔及软弱地层钻孔时，电流表指针在120130安，当钻头遇到持力层时，瞬间的电流将增大到160安以上，同时电压下降。此时，应判定钻头已达到持力层。二是在钻机旁直观观察。根据勘察资料，结合试桩结果，当钻头到达持力层时，钻杆上部的动力头发生颤动和轻微的摆动，钻机15、的动力明显减弱，此时，应判定钻头已达到持力层。8）CFG桩成桩过程由现场值班人员指挥，桩机操作手和地泵操作手密切配合，按照先泵料后拔管的原则，防止先拔管后泵料，防止CFG桩成吊脚桩。9）严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。故施工时，应严格控制拔管速率。10）整个施工过程中，应安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录（记录格式附后）。记录的内容主要有桩号、钻孔深度、孔深、拔管速度、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。11）为控制提钻速度，应购置秒表配发到记录人员，钻孔时间16、拔管速度、灌注混凝土时间应记录至秒。当天的记录每页必须由设备租赁方和项目队现场记录人当天进行相互签字确认。12）提钻泵送过程中，旁站人员要经常敲打输送管，确认管内混合料是否充实，以保证桩体密实。13）拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插，由于桩管垂直度的偏差，容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土影响桩身质量，施工中应避免反插。14）桩顶砼停灰面根据导向架上标识由值班人员判断，控制在桩顶标高以上0.5米位置。15）控制好混合料的坍落度。大量工程实践表明，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度宜控制在160mm180mm（可根据运送混合料的距离进行调整）和易性好。1617、）设置保护桩长。在泵送混合料时，比设计桩长多加0.5米的料。17）在截取桩头前应准确测量桩顶标高，并在纵横向挂线标示桩头水平位置。凿除桩头时严禁单边打眼凿桩头，防止桩头成斜面或破损，截取后的桩头面应是水平面。清理桩间土和截取桩头时，应采取相应的预防措施，防止造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。18）CFG桩施工中，每台班均须制作检验试件，进行28天强度检验，成桩28天后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。19）CFG桩施工属隐蔽工程，施工完毕后先进行自检，自检频率为10%。自检合格后报第三方进行复检，复检合格报监理工程师签认后方可进行下一道工序施工。218、0）CFG桩成桩后,桩顶以上没有一米垫层情况下严禁大型机械进入施工区。2.3现场纪录要求及注意事项（1）现场记录人员应严格遵守项目部组织纪律和劳动纪律，上班时间必须坚守工作岗位，严禁脱岗。（2）现场记录人员应认真填写CFG桩施工原始记录表，并在施工现场真实填写表中的各项施工内容。（3）施工范围应写明施工工号；施工单位应写明 X X作业队 X号钻机、钻机型号，并标明该区域的设计标高。（4）桩号按工程部门编排的桩号填写。成孔时间和成桩时间按现场实际施工时间记录到秒。（5）CFG桩现场记录实行“双检制”。即项目部指派专人会同协作单位现场记录人员共同记录，实行每班核对，确认当班桩长，共同签认施工原始记19、录表，作为原始施工记录和劳务队伍验工计价的依据。（6）当日记录的施工原始记录表应当天完善复核人、长螺旋成孔泵送混合料施工CFG桩施工工艺及质量监控要点。3结束语根据现场施工情况结合桩基检测结果，实施上述质量控制方法后，CFG桩的施工质量达到了相关规范及设计要求，包括桩基桩身完整性、桩身强度、桩基承载力等方面，并提前完成了CFG桩基施工任务，获得了甲方和监理的一致好评。随着核电建设高潮的来临，CFG桩与褥垫层复合地基施工技术已开始普遍使用。本人根据山东海阳核电施工生活区二期工程CFG桩施工现场实践和学习，总结出长螺旋成孔泵送混合料施工CFG桩施工工艺和在施工过程中应重点控制的技术、质量问题及施工过程中质量监控的要点，仅供现场工程技术人员学习参考。由于本人水平有限，文中难免有不妥之处，欢迎批评指正。参 考 文 献1建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；2建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002）；3建筑桩基技术规范（JGJ 94-94）；4长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程（DB13（J）312001）；5建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）。