储江生 (建研地基基础工程有限责任公司安徽分公司,安徽 合肥 230051)

0 前言

水泥粉煤灰碎石桩是由水泥、粉煤灰、碎石屑或砂加水拌和而形成的高强度桩,简称CFG桩,桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。CFG桩复合地基具有承载力提高幅度大、地基变形小的特点,适用范围较大。该桩为从20世纪90年代国外引进国内,经建设部建研地基所推广应用,安徽省合肥市于2007年至今逐步广泛应用建筑地基加固基础中。在CFG桩推广和应用中,发现施工现场经常出现不同程度质量缺陷和质量事故问题,本文将对此进行探讨。

1 CFG桩施工之前经常出现的问题

1.1 基槽开挖深度控制不严,保护层厚度不够

设计说明图纸要求一般在基槽土承载力特征值达150kPa以上的,保护层厚度为50cm;若基槽土承载力较低而达不到150kPa的,保护层厚度在80cm~100cm,地下水丰富地层保护层厚度取大值;若保护层预留不够,造成桩间土影响或破坏,复合地基加固承载力不能满足设计要求。

1.2 基槽轮廓开挖控制不一,工作面有大有小

由于CFG桩为复合地基加固土层承载力,其桩布点均匀布置在筏板或条形基础之下,CFG桩机结构和行驶特点,基槽边至CFG桩桩位点至少80cm预留工作面,考虑钻机大小不一,一般预留80cm~120cm,钻机大取大值。

1.3 基槽内地下水丰富,施工困难,应先进行降排水

CFG桩可适用于地下水以上的粘土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土,但要求基槽内作业时无水钻机能正常施工,否则泡湿土中找桩位或者移动钻机都十分困难,影响桩位或垂直度偏差过大,甚至出现部分桩超出筏板基础边线之外等质量事故。

2 CFG桩施工过程中经常出现的问题

2.1 桩长、桩径测量不准

CFG桩参数主要为桩长和桩径,在施工中桩长由工人控制,没有人跟踪记录或跟踪记录不全,资料反映统一性“一刀切”桩长,与现场实际严重不符(桩长规范为+100mm);桩径由于钻杆磨损,大部分钻杆直径都小,施工成桩直径一般偏小20mm~40mm;提醒注意,在施工之前需测量钻杆直径,若不满足设计要求(规范为-20mm),需焊接钻杆,确保钻杆直径满足设计要求。

2.2 桩的垂直度(规范为≤1.5%)测控不规范

由于CFG桩施工为隐蔽工程,按规范要求,在施工现场留有一台经纬仪测控每根桩施工的垂直度;桩的垂直度超规范,其CFG桩承受力的效果就有影响。实际施工中,基本无人用经纬仪测控,而由工人肉眼看钻杆上的吊锤,有的工人甚至不进行吊锤核对垂直度,对上桩位就开钻施工,造成桩身倾斜,桩位偏差超规范。

2.3 在软土层或砂土中不采用跳孔施工法

在饱和粉土、粉细砂、淤泥、淤泥质土层采用CFG桩施工,即使桩间距满足3~5倍桩径也可能发生窜孔现象;若相邻桩孔混凝土面下降和混凝土面冒气孔等异常现象,就应该采用跳打法施工,否则会造成桩离析、断桩或低桩头等质量缺陷。在合肥南淝河边某项目CFG桩的施工中,由于存在软土地质现象而没采取跳打法施工,一栋楼只有最后一根桩是完整的,其余桩全为断裂或离析有缺陷桩,造成该栋楼重新施工,桩位重新布置,直接经济损失近30万元。

2.4 拔管速度随意控制,有时料没送就拔管

长螺旋钻孔压灌成桩施工钻至设计深度后,应控制提拔钻杆时间,混合料泵送量应与拔管速度相配合,不得在饱和砂土或饱和粉土层内停泵待料;沉管灌注成桩施工拔管速度宜为1.2m/min~1.5m/min,若遇到淤泥质土,拔管速度应适当减慢;拔管速度控制不合理,易造成塌孔断桩、离析、缩径等现象。

2.5 商品混凝土无坍落度监测,预留试块养护措施不到位

由于CFG桩为细石混凝土且含粉煤灰,在实际施工中需保证泵内混凝土的流动性和和易性,确保压灌桩质量,每车次需至少测量3次坍落度;长螺旋钻压灌成桩施工的坍落度宜为160mm~200mm,振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为30mm~50mm;按照《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012),每天24h,1台钻机需留置试块不少于1组(3块),试块成型后7d内需送实验室标样。根据多年施工资料反映,大多资料无商品混凝土坍落度监控记录,但试块无专人制作,现场留有试块且无合理养护措施,造成试块抗压强度不合格,资料无法闭合。

3 CFG桩施工后成品养护经常出现的问题

3.1 养护期间,CFG桩桩头受外界因素扰动

CFG桩灌桩结束后,需进行28d养护,同时等待做试验检测;但总包单位需做施工其它准备工作如基坑支护、降水、挖塔吊基础等,在做这些工作时,成品保护意识不足,挖机、设备以及重型汽车等在基槽内行走,严重扰动桩头,造成桩顶以下2m范围内存在大量断桩。如合肥市某项目4#楼,大挖进入基槽清桩弃浮土,造成总桩数22%的桩上部断裂质量事故,后经处理花费近10万元进行弥补。

3.2 清桩间土时,挖机扰动桩头

基槽存在预留50cm以上保护土层,28d后需清除这部分桩间土,一般用小挖机清挖,由于挖机司机技术水平不一,存在许多挖机挖断、拌断桩头等现象,造成桩头局部离析或部分桩低于桩顶标高。根据笔者多年参加CFG桩验收统计,一栋楼少则10余根,多则近半数桩需补桩头,桩头高低不平整缺陷,补桩头质量事故普遍存在。

3.3 复合地基桩间土受水泡湿,扰动桩间土

复合地基基槽四周需做排水沟,CFG桩施工结束后,应加强降排水工作。合肥地区土老粘土大部分有微膨胀性,若基槽内排水不畅,保护层预留不足,造成桩顶处桩间土遇水泡湿,泡湿部分土需清除,造成降低基槽标高或局部用混凝土浇筑到设计标高等质量事故。

4 结 语

CFG桩复合地基加固在安徽省正广泛应用,尤其长螺旋钻中心压灌成桩工艺属于非挤土(或部分挤土)成桩工艺,具有穿透能力强、无泥皮、无成渣、低噪音、无振动、无泥浆污染、施工效率高及质量容易控制等特点,在加固地基处理过程中注意该桩型特点以及“出现的问题”,避免以后发生类似CFG桩质量事故,充分发挥CFG桩的技术优势,给国家和社会带来广泛的经济效益。

[1]JGJ79-2012,建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[2]GB50202-2002,建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].北京:中国计划出版社,2002.