CFG桩常见处理办法.doc

CFG桩桩体质量常见问题浅析

赵阳1 谢悦生1 谢云龙2 张建朝3
(1.河北安拓土木工程有限公司 2.河北创基建筑设计有限公司 3.辛集市建设测量队)

【摘要】 素混凝土桩复合地基是被广泛采用的一种地基处理方法，在工程实践中难免会有桩体质量缺陷，如桩头变形、缩颈、扩径、离析、断桩等。那么，桩体质量缺陷是怎样产生的，防治措施和处理方法又怎样呢？本文就个人粗浅认识做一简要分析总结。
【关键词】素混凝土桩 缩颈 扩径 离析 断桩

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称, 适用于粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。本地区一般采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工工艺，它具有施工简单、噪音低、污染小、沉降变形小、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，广泛地用于工业厂房和民用住宅的地基处理和加固。但在施工过程中发现了一些这样或那样的问题，笔者就
常见的桩体质量缺陷问题做一简要分析和总结。
1常见缺陷
1.1桩头变形
1.1.1桩头一定范围内变形呈扁形、椭圆形或不规则形,如下图所示
1.1.2原因分析：
1.1.2.1保护桩头留置过短；
1.1.2.2桩间土强度较低或含水量较高，新打桩混凝土在凝结前受桩机支腿挤压或清土机械碾压等机械挤压所致；

1.1.2.3剔凿桩头时方法工艺不合理。
1.1.3防止措施：
1.1.3.1桩基设计时根据施工季节、桩间土情况留置合理长度的保护桩头，一般不宜小于0.50米。如冬季、雨季或桩顶桩间土较弱时保护桩头宜长些，春、秋或桩间土较强时可适当短些。
1.1.3.2桩基施工时，合理调整桩机及支腿停放位置或加大支腿底面积，尽量避免对相邻新打桩的影响；在基槽底土含水量高、强度低时，可采取隔打或跳打桩方式。
1.1.3.3排清运桩间土时宜采用履带式小型挖掘机、严禁采用铲运机，以避免机械碾轧震动的影响。
1.1.3.4剔凿桩头时可采用切割片环割方式、严禁粗凿滥撬。
1.2 桩头空芯。
1.2.1主要表现为桩体顶部密实度差，桩体内有集中的空隙
1.2.2原因分析
主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯。
1.2.3防止措施
为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。

1.3缩颈
1.3.1主要表现为桩体局部桩径小于设计桩径，如下图所示

低应变测试：速度响应曲线的桩顶入射波与桩底反射波之间的t时刻有与入射波同相位的反射波，说明桩身在t时刻处有缩颈缺陷。曲线如图所示

局部缩颈缺陷桩低应变曲线及缺陷示意图
1.3.2原因分析：
1.3.2.1在饱和软土中成桩, 施工顺序顺序不当，如连续施打时，新打桩对已桩的作用主要表现为挤压,使得已打桩被挤成椭圆形或不规则形,产生严重的缩颈、甚至断桩；
1.3.2.2提钻速度太快。
1.3.3防止措施
1.3.3.1根据土层情况选用适宜的施工工艺和设备；
1.3.3.2根据不同土质,在施工中选择合适的成桩顺序,在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打；在饱和的松散粉土中施打，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打的方案；满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四周向内推进施工。施打新桩时与已打桩间隔时间不应小于7天。
1.3.3.3根据泵送量及地层情况合理控制提钻速度，一般控制在1.2m/min～1.5m/min为宜。

1.4 扩径
1.4.1主要表现为桩体局部桩径大于设计桩径，如下图所示

低应变测试：速度响应曲线在桩顶入射波与桩底反射波之间的t时刻有与入射波反相位的反射波，说明此处有扩颈缺陷。曲线如图所示

局部扩径缺陷桩低应变曲线及缺陷示意图

1.4.2原因分析：
1.4.2.1在饱和的粉土或砂土层中施工时，在剪切作用下，桩周土坍孔形成空洞，由桩体混凝土侧向膨出充填形成桩体扩径；
1.4.2.2桩周土为软土时受混凝土挤压影响导致扩径。
1.4.3防止措施
1.4.3.1施工前充分了解场地地层情况，桩身深度范围内有饱和粉土、砂土或软土时应尽可能降低、减少振动；
1.4.3.2采用小叶片螺旋钻杆成孔，快速钻进，减少剪切能积累并对桩间土具有一定的挤密作用；
1.4.3.3合理控制混凝土压灌压力，使扩径的部位混凝土密实形成有益扩径。

1.5离析
1.5.1离析是指粗集料下沉、砂浆上浮,以致造成混凝土出现蜂窝、麻面、薄弱夹层等质量不均匀缺陷的现象。主要为桩体混凝土局部酥松、砂浆少、石子多，石子之间形成蜂窝状孔洞、空隙，从而使桩体强度降低。
1.5.2离析的原因：
1.5.2.1混凝土搅拌不均匀或搅拌（运输）时间过长；
1.5.2.2导管漏水；
1.5.2.3混凝土配制不合理，如骨料级配不当、水灰比过大、使用水泥品种不当或失效。
1.5.3防止措施
1.5.3.1严格选取混凝土原材料，严禁使用不合格的原材料，必要时进行洗料

，严禁浇注同一棵桩时使用不同牌号、不同批次的水泥等原材料；
1.5.3.2严格控制混凝土的配合比、坍落度；
1.5.3.3在浇筑至灌注桩2/3桩长后，应适当调整配合比，比如水灰比不宜过大，原来有使用缓凝减水剂的最好停用或减量，目的是增加混凝土的粘稠度，避免混凝土拌合物过稀造成的离析；
1.5.3.4合理的混凝土浇筑速度，特别是接近桩头，往往施工人员思想放松，拖拖拉拉，容易造成混凝土离析；
1.5.3.5合理的导管埋置深度，使导管内保持一定的混凝土液面高度，保持混凝土的均匀性及流动性。

1.6断桩
1.6.1桩体断裂一般有下列三种形式

1.6.2原因分析
1.6.2.1 野蛮挖土，挖掘机械不当，基桩受扰动碰撞，在剪力作用下断裂；
1.6.2.2提钻过高造成断桩，泵送混凝土料与提钻速度匹配不合理造成断桩；
1.6.2.3成品保护不力、冬季冻涨；
1.6.2.4 截断桩头施工方法不合理。

1.6.3防止措施
1.6.3.1要严格按不同土层进行配料，搅拌时间要充分，每盘至少3min。
1.6.3.2控制拔管速度，一般1.2～1．5m/min。     
1.6.3.3混合料的供应有两种方法。一是现场搅拌，一是商品混凝土。但都应注意做好季节施工。雨期防雨，冬期保温，都要苫盖，并保证灌人温度5℃以上(冬期按规范)。
1.6.3.4冬期施工，在冻层与非冻层结合部(超过结合部搭接1．0m为好)，要进行局部复打或局部翻插，克服缩颈或断桩。
1.6.3.5桩体施工完毕待桩达到一定强度(一般7d左右)，方可进行开槽。开槽要合理选择施工方案及施工机械，
1.6.3.6截桩头时可采用大锤击打对称钢钎的方法或切割片环切工艺。

2. 桩基缺陷的常用处理方法
  出现桩体缺陷，常用的处理方法有接桩法，钻孔补强法，补桩法等。
2.1接桩法
    当成桩后桩顶标高不足或缺陷深度不大时，常采用接桩法处理，方法有以下两种：
    2.1.1开挖接桩
采用锹或小型人工洛阳铲开挖桩周土至正常桩径截面以下不小于200mm，将异常桩头凿除，桩顶水平、凿毛并清理干净，桩壁清理干净，采用高一标号混凝土补加至桩顶设计标高，补加部分桩直径宜大于原桩直径200mm。具体见附图：
..

2.1.2嵌入式接桩
当基桩缺陷较小，清除已浇混凝土有困难时，可采用此法。开挖缺陷桩桩周土，范围不少于桩周以外100mm，深度不小于缺陷部位以下200mm，桩体表面清理干净，采用

高一标号混凝土混凝土补加至桩顶设计标高。具体见附图
2.2钻孔补强法
    此法适应条件是桩身混凝土严重蜂窝，离析，松散，强度不够及校长不足，桩底沉渣过厚等事故，常用高压注浆法来处理，但此法一般不宜采用。
    2.2.1桩身混凝土局部有离析，蜂窝时，可用钻机钻到质量缺陷下一倍桩径处，进行清洗后高压注浆。      
    2.2.2桩长不足时，采用钻机钻至设计持力层标高；对桩长不足部分注浆加固。
2.3补桩法
    桩基承台(梁)施工前补桩，如钻孔桩距过大，不能承受上部荷载时，可在桩与桩之间补桩。

总之，在工程实践中，难免会遇上这样或那样的问题。我们一定要根据现场桩基施工情况，结合基础形式及上部结构综合考虑，尤其当缺陷桩数量多，且分布较集中时一定要慎重处理，以保证工程安全和建筑物的正常使用。

参考文献
⑴. 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002 J220-2002；
⑵. 《CFG桩复合地基技术及工程实践》（第二版） 闫明礼 张东刚编著
⑶. 《复合地基理论及工程应用》 龚晓南编著

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）