1、- 1 - 长螺旋成孔管内泵送混合料 施工桩施工质量控制要点 张旭升 山西汽运集团华运房地产开发有限公司 总经理 工程师 注册一级建造师 监理工程师 咨询工程师 关键词： 长螺旋 CFG 桩 质量控制 桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，其成桩后和土形成复 合地基，使地基承载力大为提高，可以通过改变桩长、桩距、桩 径、褥垫层厚度和桩体配合比，使复合地基承载力提高幅度有很 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、适用范围广、社会和经济效益明显等特点，在各类工 程的地基处理和加固广泛应用。桩一般有三种成桩方法：即 振动沉管成桩、长螺旋钻孔灌注成桩、长螺旋钻孔管内泵压混合 料灌注
2、成桩，其中后者是最常用的施工方法，根据本人多年的施 工经验，下面就其施工过程质量控制的要点介绍一下； 一、施工前准备工作 （一）施工前应进行成桩工艺性试验，以复核机械设备性能、 施工工艺、施工顺序是否和现场工程地质相适宜，确定各项工艺 参数（混合料配合比、塌落度、搅拌时间、拔管速度等），根据试 桩中发现的问题制定施工方案，修订施工工艺；在工程施工前， 所选用的设备型号应符合地质条件、设计桩经、加固土体深度的 要求；施工组织设计、施工方案要注意编制防止堵管、窜孔、缩径 - 2 - 的措施。 （二）测量桩位前应对施工现场原始地面标高进行抄平测量， 将施工区域进行划分，并将各桩进行编号，定机定人进行
3、管理。 （三）布桩时，CFG 桩的数量、布置形式及间距必须严格按设 计要求，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，工程技术部确定具体的施 工方法和顺序。 （四）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。粘贴在钻机导向架上粘贴反差大的反 光贴条标识，每 0.5m 一条， ，便于夜间记录人员识别读数。 二、材料控制 水泥：应当具有良好的保水性能，使混合料在泵送过程中不 易泌水，控制其强度、安定性、凝结时间；粗细骨料：根据工程经 验，混合料粗骨料采用卵石时，最大粒径为
4、25mm,采用碎石时， 最大粒径 20mm,控制其含泥量、 颗粒级 配；粉煤灰：0.045mm 方 孔筛筛余百分比不大于 45，宜选用级或级以上等级粉煤 灰，其掺合量每立方米混合料 7590kg；泵送剂：用于勉强可泵 送混凝土，如果 CFG 桩混合料泵送性能可以满足施工要求时， 尽量不掺泵送剂，当施工环境气温高或者水泥掺量相对较低时， 才考虑适当掺加泵送剂。 CFG 桩混合料坍落度应按开工前试桩工艺性试验确定，混 - 3 - 合料坍落度过大，可能造成混合料离析，泵送时要产生堵管现象， 坍落度太小，混合料流动性低，会导致泵送阻力大不能正常泵送， 一般塌落度宜控制在 180mm200mm，可根据运
5、送混合料的距离 进行调整，但在保证混合料流动性的前提下尽可能取低值。 三、施工工艺控制 钻机就位：钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，采用 在导向杆上挂垂线的方法控制钻杆的垂直度，允许偏差不大于 1，若钻机自带垂直度调整器，则用垂直度调整器控制钻杆垂 直度，桩位及垂直度调整满足要求后，方可放下钻杆开钻；钻进 成孔：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时， 启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正，在 成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，此时，钻头可能碰上坚硬物， 应放慢钻进速度，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏，根据钻机塔 身上的反光条标记，观察成孔孔深到达设计标高时，停止钻
6、进； 灌注及拔管：钻孔深度满足设计要求后，提拔钻杆 2030cm 后 开始灌注混合料，钻杆芯管充满混合料后开始拔管，并保证连续 拔管，每根桩的灌注量应要大于设计灌注量，桩机操作手和地泵 操作手要相互配合，密切联系，按照先泵料后拔管的原则，防止 先拔管后泵料，以免形成吊脚桩，要控制拔管速度，拔管速度太 快可能导致桩径偏小或缩径断桩，而拔管速度过慢则混合料出 现离析现象，导致桩身强度不足，还可能引起堵管，正常的拔管 速率应控制在 23 米/ 分钟，拔管要一气呵成，避免反插，若反 - 4 - 插管，容易导致桩身掺土影响桩身质量，提钻泵送过程中，施工 人员要经常敲打输送管，确认混合料是否充实管内，以保
7、证桩体 密实；设置保护桩长：桩顶停灌标高根据导向架上发光标识由操 作人员判断，控制在桩顶设计标高以上 0.5m1m 位置，沉管拔 出并移机后，用插入式振捣棒再对桩顶混合料振捣 35 秒，增 加桩顶密实度，然后上部用土封顶，以增加桩顶和桩体周围压力， 避免新打桩振动导致已打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩 小；截取桩头：在截取桩头前桩顶标高应准确测量，然后在纵横 向挂通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：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；整个施工过程中，应安排质量管理人员旁站监督， 并做
8、好施工原始记录，记录的内容主要有桩号、钻孔深度、瞬间 电流值、孔深、拔管速度、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施 等。 四、CFG 桩施工常见的质量问题和控制措施 （一）常见的质量问题和产生原因 桩体缩颈：如果采用连续打桩作业时，新灌注桩混合料对桩 间土挤压影响到已打成品桩桩体，受挤压的成品桩由于桩体强 度还很低，桩体产生缩颈或变形；另一原因是，提管速度太快，混 合料供应不及时，从而产生缩颈现象。 断桩：所产生的原因除了和桩体缩颈原因相同外，根据本人 - 5 - 多年的施工经验，断桩更多的原因是挖取桩间土和截桩头所致， 施工单位在挖取桩间土时，为了图效率和效益，不用人工施工， 而采用小型挖掘机挖
9、取桩间土，挖掘机铲头对桩体碰蹭，使得桩 体上部在土内产生断裂；施工单位工人在截桩头时，先要在截断 面位置用切割机进行切割，然后用钢钎揳入切割面截断桩头，但 若切割深度不够或单向击打钢钎或不同时击打钢钎，极易在桩 体上部产生断裂。 窜孔：若被处理的土层中有松散饱和粉土、粉细砂，螺旋钻 钻进过程中使土体受剪切扰动使土体发生液化，新桩施工时的 混合料掺杂土沙通过液化的土体窜入已成桩桩体，影响成桩桩 体强度。 桩头空芯：钻机钻孔钻到位时，螺旋管内充有空气，泵送混 合料时，空气应从排气阀排出，若排气阀不能正常工作，管内空 气无法排出，就会导致桩体内存有空气，形成空芯。 吊脚桩（悬空桩）：这主要是因为施工
10、中先提钻后泵料所致， 先提钻后，混合料没有及时填充桩孔空间，可能造成钻头上的泥 土掉入桩孔或地下水浸入桩孔，泵送混合料后，混合料不能将泥 土或地下水全部挤走，形成悬空桩，影响 CFG 桩的桩端承载力。 堵管：堵管是长螺旋钻孔施工 CFG 桩工艺经常遇到的问题， 它直接影响施工效率，增加工人劳动强度，还会浪费混合料，如 果是排出故障不及时，使已灌入输送管内的混合料结硬，增加了 再次堵管的几率，给施工带来很多困难。 - 6 - 产生堵管的原因是：混合料塌落度不合理；混合料搅拌 不均匀；混合料级配不合理；施工操作不当；施工停止时 间较长，而不及时对输送管进行清洗，使得管壁沾结混合料凝结 层，沾结层较
11、后时即会造成管路的堵塞。 （二）控制措施 分析成桩的质量问题及产生原因，施工中采取的预控措施： 1.要注意混合料的配合比，选择合理的骨料级配和适当粉煤 灰掺用量，保障混合料的和易性，塌落度控制在 180mm200mm 之间。 2.采取合理的施工顺序，选择隔桩、隔排跳打方法； 3.设计人员根据工程实际情况，采用桩距较大的设计方案避 免打桩的剪切扰动； 4.提钻速度控制在 23.5mmin ，前后台工人应密切配合， 保证提钻和泵料的一致性和连续性； 5.若用小挖机清理桩间土时，要设专人指挥挖机作业，防止 挖掘机铲头对桩体碰撞；小挖机将桩间土集中堆放后，再用大挖 机往运输车辆上装载，桩顶保护土层不足
12、 1m 时，禁止大型车辆 在桩顶行走。 6.在施工过程中，应加强监测，及时发现问题，以便针对性 地采取有效措施，有效控制成桩质量，一要注意观测打桩过程地 面是否发生隆起，判断是否断桩；二要注意对已打桩桩顶标高的 观测，因为在打新桩时，量测已打桩桩顶的上升量，可估算桩径 - 7 - 缩小的数值，以判断是否产生缩径和窜孔。 本人根据多年的施工经验，编写一小段 CFG 桩施工质量控 制要令快板书，谨与大家分享； 打竹板我台上站， 我把 CFG 桩的施工要令来宣传； 打桩机械用的是螺旋钻， 桩体材料是水泥、碎石，再把粉煤灰来掺。 施工开始平整场地是第一点， 场地平整定好桩位还要撒上白灰面， 灰面最好灌
13、进土里边， 防止机械清土覆盖桩位灰点找不见。 定点后再按桩位把桩号仔细编， 对号入座管理起来很方便。 打桩顺序切莫两边向中间； 顺序乱了各种麻烦要出现。 设备就位调机钻， 垂直度要靠导向杆， 导向杆上吊垂线， 靠它将桩体垂直度来定验。 钻头触地对准白灰点， 启动钻机先慢启后快钻； 碰到吃力层时，动力头部摇摆又发颤， - 8 - 电流表也突变。 钻头到位要先泵料后提管； 防止桩端空中悬。 （注：吊脚桩） 泵机、桩机操作机手配合要全面； 提管、泵料约定口哨将彼此信号联。 匀速提管分二三；（注：2-3 米/ 分钟） 快了要缩径桩体也松散； 慢了要扩径可能还堵管。 提管杜绝反插管， 防止泥土杂质掺桩间
14、。 提管过程还要观察成桩浮浆面； 缩径、窜孔要用它的升降来判断； 桩面突降又回返，混合料一定把孔窜； 桩面升高不再变，成桩缩径要出现； 要说这种隐患怎么办？ 加桩距、提钻速、隔行跳打能避免。 坍落度是关键， 16-20 厘米间； 小了阻泵、桩散、施工速度也变慢； 大了离析、堵管、桩体强度难实现。 泵送过程常敲输送管， 检查管内供料满不满。 - 9 - 排气孔常查看， 气堵会使桩空心，径也变。 专业监理要旁站， 安全、质量、投资、进度要监管。 业主、设计和勘探， 既要服好务还要把好关。 全体人员齐参战， 牢把责任记心间， 掌握方法和要点， 积累知识和经验， 保质又保量还要保安全， 大家同努力，齐心又勤勉 共为创造优质工程做贡献。 参考文献 1、JGJ792002 建筑桩基技术规范 2、GB502022002 建筑地基基础工程施工质量验收规范 3、吴春林，闫明礼.CFG 桩复合地基工程技术特性及应用
