第３２卷第３期 ２０１１年６月 华北水利水 电学院学报 Ｖ０Ｉ＿３２ ＮＯ．３ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏａｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｊｕｎ．２０１ｌ 文章编号：１００２—５６３４（２０１１）０３—００９０—０３ ＣＦＧ桩施工质量控制措施与工程应用 周锦安 ，李宝国 （１．华北水利水电学院，河南郑州４５００１１；２．中国水电基础局有限公司科研所，天津３０１７００） 摘要：通过对ＣＦＧ桩在某大楼工程应用中的分析，论述了ＣＦＧ桩特点、施工工艺、施工要点、施工质量控制 措施以及ＣＦＧ桩适用的地质条件，并对不同类型桩基造价进行了分析研究，提出了使用ＣＦＧ桩的可行性依 据，为该类桩的设计、施工、教学及科研提供参考． 关键词：ＣＦＧ桩；施工质量；控制措施；工程应用 ＣＦＧ桩是水泥粉煤灰碎石（Ｃｅｍｅｎｔ Ｆｌｙ ａｓｈ 应变动测试验，结果均符合设计要求．在最大试验荷 Ｇｒａｖｅ１）桩的简称，是在碎石桩的基础上发展起来的 载６６０ ｋＮ作用下，总沉降量小于４０ ｍｍ，属于合格 一种新型地基处理技术，是由水泥、粉煤灰、碎石和 桩． 石屑加水搅拌形成的混凝土桩体．通过调整水泥的 配合比例，其强度等级在Ｃ５一Ｃ２５之间变化，刚度 ２ ＣＦＧ桩的特点 介于刚性桩与柔性桩之间．ＣＦＧ桩能充分利用桩间 ａ．污染小．ＣＦＧ桩施工不排泥浆，不需要建设大 土的承载力，通过褥垫层形成ＣＦＧ桩复合地基共同 型泥浆池，能较好地保护周边的环境，特别适合城市 工作，将地面建筑物荷载有效地传递到深层地基中 中心地方狭小建筑工程基础处理施工¨ ． 去．ＣＦＧ桩可利用工业废料粉煤灰和石屑，不用配 ｂ．时间短．由于施工工艺简单，成桩速度快，该 置钢筋，大大地降低了工程造价，具有较好的技术性 工程１５ ０００ ｍ ＣＦＧ桩施工仅用了２０ ｄ时间，大大缩 能和经济效果，被广泛用于高层和多层建筑的基础 短了整体工程的工期． 处理中．以某大楼为例，对ＣＦＧ桩的特点、施工工 ｃ．噪音小．特别是采用长螺旋钻孑Ｌ管内泵压混 艺、施工要点、施工质量控制措施等进行阐述，并对 合料成桩施工，基本没有噪音，是居民集聚区、学校、 不同类型基础桩的施工造价进行了分析研究，提出 医院等周边工程基础处理首选桩型之一． 了使用ＣＦＧ桩的可行性依据． ｄ．造价低．ＣＦＧ桩体内不配置钢筋，可节约大 １ 工程概况 量的钢材，桩身混合材料粉煤灰、石屑也可就地取 材，从而大大降低了工程造价¨ ］． 某单位就业创业大楼位于郑州市郑东新区文苑 ｅ．适用广．ＣＦＧ桩复合地基施工速度快、承载力 路与相济路交叉口处，南北长７２．１ ｍ，东西长６２．４ ｍ， 提高幅度大、沉降变形小、污染小、工程造价低． 占地面积４８ ５２７ ｍ ，总建筑面积２１ ９００ ｍ。，主体高度 ４６．５ ｍ，主楼地上１２层、地下１层，副楼５层，框架一 ３ ＣＦＧ桩施工工艺及施工要点 剪力墙结构．由于天然地基不能满足承载力要求，采 ３．１施工工艺 用ＣＦＧ桩复合地基，以第８层（细砂层）为端桩持力 该工程地貌属于黄河冲积泛滥平原，地貌单一， 层．主楼桩径４００ ｍｍ，桩距１．３５ ｍ，有效桩长１６ ｍ， 地形平坦，地质特征以粉土、粉质黏土、粉砂土为主， 复合地基承载力特征值３３０ ｋＰａ；副楼桩径４００ ｍｍ， 适合长螺旋钻孑Ｌ管内泵压混合料成桩施工．其施工 桩距１．５５ ｍ，有效桩长１４ ｍ，复合地基承载力特征 工艺流程为：桩位定位一桩基就位一开钻一成孔至 值２４０ ｋＰａ．通过单桩和复合地基静载试验，单桩低 设计标高一拌合ＣＦＧ桩混合料一泵送ＣＦＧ桩混合 收稿日期：２０１１—０５—０３ 作者简介：周锦安（１９６３一），男，河南固始人，高工，硕士，主要从事建筑工程管理方面的研究 第３２卷第３期 周锦安，等： ＣＦＧ桩施工质量控制措施与工程应用 ９１ 料一按规定速度边泵送混合料、边提拔钻杆至地面 一清理挤压出的泥土． ３．２ 施工要点 影响较小，当采取连续作业时，新打桩会挤压已打的 桩，严重时会产生缩颈或断桩．在饱和的松散粉土中 施工，应采用连续打桩方案．由于松散粉土振密效果 ａ．长螺旋钻孔．开钻前先将混凝土泵的料斗及 管线用清水湿润，然后搅拌一定的水泥砂浆进行泵 送，并将所有砂浆泵出管外．封住钻头阀门，使钻杆 向下移动，钻头触及地面时，开动钻机旋转钻头．根 据设计桩长，确定钻孑Ｌ深度并在钻机塔身相应位置 较好，打桩后周围土体密度会有明显增加，而且打的 桩越多，土体密度越大．在补打新桩时，一是加大了 沉管的难度，二是容易造成已打桩断桩．当满堂布桩 时，应从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进 施工．采用振动沉管灌注成桩，无论如何改变打桩顺 作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据． ｂ．混合料的制备．泵送混合料采用商品混凝土 时，其强度等级为Ｃ３０，坍落度为１６～２０ ｃｍ，碎石粒 径小于２．０ ｃｍ，缓凝时间不小于６ ｈ．混凝土到达现 场后，应进行坍落度检测，实测混凝土坍落度与要求 的混凝土坍落度之间允许偏差为－１－２０ ｍｍ． ｃ．泵送混合料．混合料泵送量达到钻杆芯管一 定高度后，方可提钻（禁止先提钻后泵送料），一边 泵送混合料一边提钻，控制提钻速度保证钻头始终 埋在ＣＦＧ桩混合料面以下，以避免进水、夹泥等质 量缺陷的发生．成桩过程宜连续进行，至设计桩顶标 高＋０．５ ｍ，以确保设计桩顶标高内无浮浆． ｄ．钻孑Ｌ弃土清运．施工时钻孑Ｌ挤压出的土应及 时清运，保持场地平整，以便施工顺利进行．钻孑Ｌ弃 土清运宜采用小型机械，以避免扰动基底土层，弃土 清运应与ＣＦＧ桩施工配合进行，严禁机械碰撞ＣＦＧ 桩，以避免造成浅部桩断裂． ｅ．桩间保护土层清运．ＣＦＧ桩间保护土层清运 （一般应在成桩１ ｄ后进行），原则上采用人工开挖、 清运，在开挖过程中应用水准仪进行测量，控制好标 高，以免挖超．同时应注意成品ＣＦＧ桩的保护，特别 是采用机械开挖、清运的情况下，严禁机械碰撞桩 头，否则，会影响桩头的质量． ｆ．ＣＦＧ桩凿桩头．保护土层清运后可进行桩头 处理（一般应在成桩３ ｄ后进行）．凿桩头采用人工 截桩方法，其允许误差宜控制在０—２５ ｍｍ．具体方 法为：用水准仪确定桩顶标高，人工开挖土至桩顶标 高时，在桩顶标高以上５ ｃｍ处平射２根钢钎，１８０。 放置，待将钢钎轻敲人桩内稳定后，２根钢钎同时向 上用力，截断桩头．桩顶标高以上所剩的５ ｃｍ桩头， 应用细钎剔凿平整达到桩顶设计标高． ４ ＣＦＧ桩施工质量控制措施 ４．１选择合理的施工工艺 成桩的施工工艺对保证ＣＦＧ桩的质量至关重 要，不合理的施工工艺会造成工程质量问题，甚至造 成工程质量事故．在饱和软土中成桩，应采用隔桩跳 打的施工方案，由于桩机的振动力对周围土体密度 序，都不能完全避免新打桩对已打桩挤压产生的变 形影响．该工程场地地下水位较高，埋深仅为３．２～ ３．６ ｍ，是在饱和软土中成桩，施工时采用跳打的施 工方案，待已打桩桩身达到一定强度后再进行回打， 有效地减少了新打桩对已打桩的挤压变形．从检测 的结果看，完全达到了设计质量的要求． ４．２选择合适的施工机械 ＣＦＧ桩一般采用振动沉管灌注混合料成桩法、 长螺旋成孔管内泵压混合料灌注成桩法２种施工方 法．对于夹有硬质土层地质条件的地区，使用振动沉 管机械施工时，会造成对已打桩形成较大的振动影 响，从而导致桩体被震裂或震断．对于灵敏度和密度 较高的土，振动会造成土的结构强度破坏，密实度减 小，引起承载力下降．故不能简单地使用振动沉管机 械施工，应采用螺旋钻预引孔，然后再用振动沉管机 械成桩．长螺旋成孔对土层扰动较小，对于粘性土、 粉土、砂土、素填土等地质条件的地基，可直接采用 长螺旋成孔管内泵压混合料灌注成桩法施工．所以， 在施工准备阶段，必须详细了解工程的地质情况，从 而选择合适的施工机械，是保证ＣＦＧ桩施工质量最 有效的途径 。 ． 该工程位于黄河冲积泛滥平原，８ ｍ以上为新 近堆积的粉土、粉质黏土及粉砂，８～３０ ｍ为第四系 全新统堆积细砂及粉土、粉质黏土等．在施工时选择 长螺旋成孑Ｌ管内泵压混合料灌注成桩法施工，速度 快且效果好． ４．３加强施工过程管理和监测 ａ．严格控制拔管或提钻速度．拔管速度过快可 能导致桩径偏小或缩颈断桩，拔管速度过慢又会造 成水泥浆分布不均，桩顶浮浆过多，形成混合料离析 现象，正常拔管速度应控制在１．２—１．５ ｍ／ｍｉｎ．提 钻速度应与混合料泵送速度相配合，遇到饱和砂土 和粉土层，不得停泵待料，提钻速度必须保证钻头始 终埋在ＣＦＧ桩混合料面以下，以避免进水、夹泥等 质量缺陷的发生 ． ｂ．控制好混合料的坍落度．混合料坍落度过大， 会形成桩顶浮浆过多，影响整个桩体强度．振动沉管 灌注混合料成桩的混凝土坍落度宜控制在 ９２ 华北 水 利 水 电 学 院学报 ２０１１年６月 ３０～５０ ｍｍ，长螺旋成孔管内泵压混合料成桩的混凝 土坍落度宜控制在１６０～２００ ｍｍ． ｃ．设置保护桩长．在ＣＦＧ桩施工加料时，桩顶 高的变化，尤其要注意观测桩距最小部位的桩．测量 桩顶的上升量，可估算桩径缩小的数值，以判断是否 产生缩颈 ． 部要比设计标高高出０．５ ｍ．沉管拔出或提钻结束 后，用插入式振捣棒对桩顶部混凝土加振３～５ Ｓ，提 高桩顶混凝土的密实度．然后用土将顶部封住，增加 桩顶部自重压力，可以提高桩顶部混凝土抵抗周围 土挤压的能力，以免在打新桩过程中混凝土上涌造 成桩径缩小． ５ 不同类型桩施工造价分析 对几种不同类型桩的施工造价（同期桩基工程 预算价，见表１）进行了分析，认为ＣＦＧ桩克服了碎 石桩刚度低、钢筋混凝土（支盘）灌注桩造价高、 ＰＨＣ高强度混凝土管桩施工机械笨重且运输成本 高、喷粉桩承载力低等缺陷，并且该桩能就地取材， ｄ．观测施工场地标高．施工前测量场地的标高， 施工过程中要随时观测地面是否隆降，地面隆降往 往与断桩有直接关系’ ． ｅ．观测桩顶标高．施工过程中注意观测桩顶标 施工方便，适宜在粘土、粉土、素填土、砂土等地质条 件的地区广泛推广应用． 表１ 某单位几种不同类型桩造价分析表 ６ 结语 ［ｓ］．北京：中国建筑出版社，１９９５． ［２］中国建筑科学研究院．ＪＧＪ ７９－－２００２建筑地基处理技术 规范［ｓ］．北京：中国建筑出版社，２００３． ［３］阎明礼，张东刚．ＣＦＧ桩复合地基技术及工程实践 ［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，２００１． 通过对ＣＦＧ桩在实际工程施工案例中的应用 分析，提出了保证ＣＦＧ桩施工质量的关键在于选择 合理的施工工艺和合适的施工机械及该桩适用的地 质条件，对ＣＦＧ桩推广和施工具有指导作用． 参 考 文 献 ［ｉ］中国建筑科学研究院．ＪＧＪ ９４—９４建筑桩基技术规范 Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｍｅｎｔ Ｆｌｙ－ａｓｈ Ｇｒａｖｅｌ Ｐｉｌｅｓ ＺＨＯＵ Ｊｉｎ－ａｎ‘，ＬＩ Ｂａｏ．ｇｕｏ （１．Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００ １ １，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｉｎｏｈｙｄｒｏ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０１７００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｍｅｎｔ Ｆｌｙ－ａｓｈ Ｇｒａｖｅｌ（ＣＦＧ）ｐｉｌｅｓ ｉｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓ，ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＦＧ ｐｉｌｅｓ ｗｅｒｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌｓ．Ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ＣＦＧ ｐｉｌｅｓ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｓｔｓ ｏｆ ｐｉｌｅｓ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｕｓｉｎｇ ＣＦＧ ｐｉｌｅｓ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ＣＦＧ ｐｉｌｅ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＦＧ ｐｉｌｅ；Ｃｅｍｅｎｔ Ｆｌｙ—ａｓｈ Ｇｒａｖｅｌ ｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ；ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ （责任编辑：乔翠平ｊ