CFG桩复合地基施工难点及常见质量问题分析与应对研究

题分析与应对研究

摘要：地基是承接基础及其上部结构荷载的载体，在建筑结构中具有重要意义。地基处理是为了提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理方法。粉煤灰碎石桩（即CFG桩）通过褥垫层与桩间土一起形成复合地基，共同承担上部结构荷载，有利于桩、土承载力的共同发挥，可以有效的提高复合地基承载力、同时CFG桩不配置钢筋，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺合料，可以有效的降低工程造价，因此在地基处理中具有较强的应用价值和实践意义。

关键词：CFG桩 地基处理 地基承载力 1、工程概况

广东石化炼化一体化项目炼油成品罐区对二甲苯装置新建6台3000m³对二甲苯内浮顶罐，地基处理采用CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）复合地基，每个储罐CFG桩数量349根，共计2094根。褥垫层采用级配砂石，厚度300mm。CFG桩强度等级C25，有效桩长30m，桩径400mm，呈正方形分布。桩顶标高5.810~5.915米，桩端持力层为第4-②层中粗砂或9-①层全风化花岗岩层，进入深度不小于0.5米。CFG桩处理后的复合地基承载力特征值为250kPa，CFG桩单桩竖向承载力特征值为700kN，桩体材料采用C25素混凝土。

2、施工流程

场地平整→桩位放线→桩机就位→钻机调平→钻孔至设计深度→ 压灌混凝土→ 钻杆提升→灌至桩顶标高→移动桩机

3、打桩顺序选择

为保证工程质量和进度，防止桩身缺陷，打桩前应根据桩的密集程度和桩架移动方便选择正确的打桩顺序。桩密集时（桩间距≤4倍桩径），应采用跳打方

式，跳过的桩应在一条打桩线路施工完成后，再回头补打，这样，连续打桩过程中，始终保证桩的中心距较大（大于4倍桩径），以保证成桩质量；当桩较稀疏时（桩间距＞4倍桩径），可采用由单一方向进行施打的方式，即逐排打设，桩架单向移动，打桩效率高，但打桩前进方向一侧不宜有防侧移、防振动的建筑物、构造物、地下管线等，以防止土体挤压破坏。

4、施工中难点及常见质量问题分析与预防处理 4.1进尺困难

进尺困难是CFG桩施工中常会遇到的一大难题，主要是钻孔进尺速度太快造成憋钻引起。施工中应控制钻进速度，宜采用中、高转速、低扭矩、少进尺的方法，使得螺旋叶片之间保持较大的空间，以达到自动输土，减小钻进阻力小，成孔效率高的效果。施工中遇到进尺困难，应立即停止钻进，将钻杆提出，清净钻杆叶片间的夹土（砂）或夹泥，然后根据电流大小，分段多次钻进，采取每次多钻少进提拔清土的钻进方法；钻机功率不够，钻头倾角和转速选择不合适也会导致进尺困难，钻孔时应根据工程地质条件，选择合适的钻机功率、钻头倾角和转速；遇障碍物及坚硬土层也会导致进尺困难，此时应将障碍物或坚硬土层清除，填土后再钻或及时更换钻头。

4.2堵管

堵管是CFG桩施工中常会遇到的另一难题，引发堵管的因素较多，应查清堵管原因，采取合适的应对措施。砼质量不好，钻头容易被堵，施工时应严格按照设计要求选择骨料，并严格按设计配合比进行配料；地下水较丰富时，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，随着砼的压灌，砼从钻杆顶部向底部冲压，遇到水将产生砼离析，砂、石、水泥分离，在出料口产生堵管，此时应将钻杆提出，清理钻头及钻杆，为避免出现此类堵管，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也会引起进水堵管，此时立即将钻头提出，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；砼在输送管道内停留时间过长也会引起堵管：机械设备出现故障，维修时间过长，砼出现初凝，应在开工前维

修好设备，还要有备用主机可随时更换，确保施工中运转良好，若实际发生，应在修理的同时，尽快将管道内的砼在其没有凝固之前清除干净。钻机移位钻下一个孔时，因钻进时间过长，导致管内砼初凝，开工前应认真分析研究地质情况，清除障碍物，选择合适的钻机功率及钻头，对不可遇见难钻孔位,应暂时撇开，改钻别孔，待查清原因后再重新钻进，若实际发生，应抓紧时间彻底清除管道内的砼。

4.3缩径

缩径是CFG桩施工中由于某种原因引起桩径缩小，桩径尺寸达不到设计要求。缩径会导致桩身强度和承载力降低，使地基处理达不到预定效果，给工程埋下质量隐患，在施工中应严格控制，尽量避免，确保桩身的施工质量。当出现单桩实际砼灌注量小于设计方量时，可以初步断定桩出现了缩径（除钻头小外）。实际发生时，应及时查清原因，在砼未初凝（或凝固）之前，重新下钻灌注，做到实际用量不小于设计方量。出现缩径的原因有以下几种，应具体分析对待：提升速度过快导致缩径，应根据泵量，选择适宜的提升速度；输送压力不够造成缩径，应检查输送泵，确保输送压力；地层松软造成缩径，在软地层中应特别放慢提升速度，开钻前认真研究地质情况，弄清各层的地层岩性及埋深，做到心中有数；钻头直径达不到要求而缩径（直径小于设计的桩径），每隔一段时间应测量钻头大小，施工中要有备用钻头。

4.4串孔

因地层较松软，设计桩距较近，采取的泵压不当，可能造成串孔。若实际发生，应在串孔处多灌注砼，保证桩身的完整性。发生串孔的原因主要有以下几种，应区别对待：当设计桩距较近时，应采取跳打或隔排跳打，待前一根桩砼凝固时再补打第二根；采取的泵压较大，使冲压进的砼在孔中产生较大的挤压力，使孔壁坍塌，出现串孔，这种情况应根据地质地层情况，采取适宜的设备及压力；提升速度过慢，与泵量不匹配，应根据所选择的砼输送泵选择适宜的提升速度，且不应超过规范的提钻速度要求。本项目采用HBTD40-04-56泵，灌注φ400桩时，提升速度控制在1.2~1.5m/min左右，最大不能超过1.5m/min，在钻进之前，认

真研究地质情况，选择适宜的设备，确定合理的施工工艺及施工方法，操作时认真慎重，避免此类问题的发生。

4.5桩体砼夹芯

桩体砼夹芯也是桩基施工中常见的质量问题，其主要原因是混凝土灌注过程拔管速度控制不准,拔管过快造成钻杆拔出混凝土面,杂物落入桩体内，在施工中应严格控制拔管速度。

4.6短桩、断桩及缺桩

短桩、断桩及缺桩也是桩基施工经常遇到的质量问题，遇到后要进行及时处理，确保工程质量。当短桩及断桩发生在浅层时,将断桩以上土方开挖,开挖直径比设计桩体直径大20cm,四周并镶入到原桩体下不小于10cm,断桩处的桩头表面应平整和凿毛,采用同强度的混凝土浇筑,保证混凝土终凝后不小于设计桩长；当缺桩时，应根据设计要求把桩补齐，补桩采取铺垫护道的方法,防止钻机行走作业时挤伤已施工的CFG桩。

5、结语

本文结合广东石化炼化一体化项目对二甲苯罐组CFG桩复合地基处理实践，对CFG桩施工中难点和常见质量问题进行了分析总结，并提出了针对性的应对措施，有效的预防和解决了施工中的难题，避免了质量问题的发生。CFG桩施工完成后采用低应变法对桩身完整性进行检测，所检桩除了3根Ⅱ类桩外，其余均为Ⅰ类桩，桩身完整性良好，经复合地基载荷试验和单桩静载荷试验检测，复合地基承载力和单桩竖向承载均满足设计要求。实践证明CFG桩施工前分析充分，施工中应对措施得当，施工质量良好，地基处理达到了预定的效果。

参考文献：

[1]建筑地基处理技术规范:JGJ 79-2012. 北京:中国建筑工业出版社，2012. [2]建筑地基基础工程施工质量验收规范:GB50202-2018. 北京:中国建筑工业出版社，2018.

[3]汤连生，宋晶.地基处理技术理论与实践. 北京:科学出版社，2019. [4]龚晓南.地基处理新技术.西安:陕西科学技术出版社 ,2006.