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1.2长螺旋钻管内泵压CFG桩
1.2.1施工工艺流程
图1长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺流程图
1.2.2质量主控项目
1．为检验CFG桩施工工艺、机械性能及质量控制，核对地质资料，在工程桩施工前，同一工点，相同地质条件应先做不少于3根试验桩，并在竖向全长钻去芯样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺。
2．场地平整，将原地面整至设计桩顶标高以上30～50cm，碾压密实。表面做成适当的排水横坡，两侧人工开挖排水沟等临时排水系统，确保地面无积水。CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。
3．桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求，拔管速率应按试桩确定参数进行控制（一般拔管速度宜控制在2～4m/min），施工桩定标高宜高于设计标高50cm。
4．CFG桩施工中，每台班均须制作检查时间，进行28d强度检验，成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。
5．通常桩顶混凝土密实度差，强度低，对此采取桩顶以下2.5m内进行振动捣固的措施，CFG桩超灌量由现场工艺试验确定，一般超灌量控制在20～30cm。
6．混合料应按配合比进行配料，计量要准确，上料的顺序为：先装碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和泵送剂，最后加砂，每盘料到拌合时间不应小于60s，为保证施工中混合料的顺利输送，施工中采取强制式搅拌机。
7．桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据设计和采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制，一般坍落度控制在～mm。
8．整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。
9．桩头的保护：施工高度一般宜高于设计标高50cm，并采用湿黏土对桩顶封囤保护；桩体达到一定强度后(一般为3-7d)，方可挖槽，严禁挖槽时机械撞击桩头；不可用重锤或重物横向击打桩体；合理安排施工顺序，避免后序桩的施工对已施工桩头的破坏。桩间土保护：为了避免扰动桩间地基土，桩顶高程以上宜预留～mm厚的保护土层；雨后钻机下应铺设碎石垫层，避免扰动地基土。
表1CFG桩施工允许偏差
10．桩间土清理：CFG桩区段施工完成达14天后，在路基两侧放出桩顶标高控制线，采用自重小于3t的小型挖掘机挖除桩间土，挖掘机挖斗宽度应小于桩间净距；挖掘机作业时采用倒退开挖法，保证始终在弃土上作业。并确保清理时不对桩身造成损害，不扰动设计标高以下桩间土、不压坏桩头。施工高度保证在桩顶标高以上，并用人工清理基底虚土，保证场地平整不积水。如果超挖，应制定相应的回填措施报监理和设计同意后方可实施，不得擅自施工。
11．截桩头、挖除：桩间土清除后，抄平或拉线在每个桩身上用红油漆标出桩顶标高准确位置；使用手执切割机或可移动立式切割机沿标高线上2cm位置将桩身四周锯缝，锯缝深度5～15cm（具体深度现场试验确定），使CFG桩沿切割线处形成预裂面；将钢楔插入切缝处，然后轻锤钢钎使之继续钎入造成切割面断裂而截断桩头；然后用人工修凿桩面，将桩顶从四周向中间修平至设计标高，顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面。清除浮浆后桩的有效长度应满足设计要求，桩顶误差0～+20mm内；最后在桩顶面用打磨机对称磨平3个φ10cm的低应变测点；截桩过程中严禁使用挖机直接截断桩头或采用风镐或钢钎凿桩，不得用锤头大力敲击桩头。截桩时要设专人负责指挥。
12．短桩及断桩、缺桩处理方法：短桩及断桩处理:当短桩及断桩发生在浅层时，工采用风镐凿除桩身混合料到短桩或断桩断面表面以下20cm处，顶表面应平整和凿毛，桩身半径增大20cm，用同强度的混合料浇注到高出设计顶面20mm处，保证砼终凝后不小于设计桩长。当短桩及断桩发生在深层时，设计院协商处理。缺桩处理：根据设计要求把桩补齐。具体采取铺垫护道的方法，防止钻机行走作业时挤伤及施工的CFG桩。
1.2.3作业标准
1．CFG桩采用正方形布置，桩间距为1.6m。（TB-铁路工程地基处理技术规程14.2.2）
2．CFG桩桩径为mm。（TB-铁路工程地基处理技术规程12.2.3）
3．CFG桩采用强度等级42.5级的普通硅酸盐水泥。（TB-铁路工程地基处理技术规程12.2.4）
4．CFG桩设置桩帽和加筋垫层，厚度为0.3m。（TB-铁路工程地基处理技术规程12.2.5）
5．长螺旋钻孔管内泵压桩体材料成桩施工的坍落度为mm；施工桩顶标高高出设计桩顶0.5m。（TB-铁路工程地基处理技术规程12.3.2）
6．钻至设计标高后，在钻杆芯管充满混合料后，方可开始提钻。混合料泵送量应与拔管速度相配合，钻具底端出料口不得高于钻孔内桩料的液面。（TZ-8客货共线铁路路基工程施工技术指南4.12.3）
7．当气温高于30摄氏度时，宜在输送泵管上覆盖隔热材料，每隔一段时间应洒水降温。（JGJ94-8建筑桩基技术规范6.4.8）
1.2.4质量通病及解决措施
1．堵管
原因分析：
混凝土配合比不合理。当混凝土中的细骨料用量较少，粗骨料过大，混凝土和易性不好，常发生堵管；
混凝土搅拌质量有缺陷。混凝土塌落度过大，易产生离析，管内水浮到上面，在泵压的作用下，水先流动，骨料与砂浆分离，摩擦力剧增，从而导致堵管；塌落度过小，混凝土在输送管内流动性差，泵送压力过大，也容易造成堵管；
设备缺陷，当泵入混凝土后，砂塞堵住了钻头阀门，造成混凝土无法下落；
冬季保温措施不当，常常会在输送管和弯头处造成混凝土结冻；夏季降温措施不当，往往由于温度过高，导致混凝土中水蒸发；
施工操作不当。
预防措施：
施工时严格按照设计、试桩时确定的配合比进行施工，施工时混凝土塌落度宜控制在mm～mm，粗骨料可采用卵石或碎石，最大粒径不宜大于30mm；
必须确保混凝土能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内；
施工时若发现混凝土可泵性差，可适量掺入泵送剂。搅拌好的混凝土通过溜槽注入到混凝土泵储料斗时，需经过一定规格的过滤栅；
采用合理弯头曲率半径以及弯头与钻杆的连接形式；
冬季施工采用加热水的办法来提高混凝土的出口温度，混凝土的入孔温度不低于5.0℃，通常是采用直接用火加热储水箱，水温不宜超过60.0℃；夏季当气温高于30℃时，宜在输送泵管上覆盖隔热材料，每隔一段时间洒水降温；
钻杆进入土层预定标高后开始泵送混凝土，管内空气从排气阀排出，待钻杆芯管及输送管充满混凝土，应及时提钻，保证混凝土在一定压力下灌注成桩。
2．桩头空芯
原因分析：在施工过程中，如排气阀不能正常工作，就会导致桩体内出现空隙；在钻机钻孔时，长螺旋钻管内充满空气，造成泵送混凝土时，排气阀被堵塞不能将空气排出管外，致使桩体含有空气，在泵送完混凝土料后，混凝土在自重作用下下沉，形成桩头空芯的现象。成孔至设计标高时，泵送混凝土前，拔管过快。
预防措施：为防止桩头空芯的质量问题，在施工中应当经常对排气阀的工作状态进行严格检查，当发现堵塞现象时应及时的进行清洗。钻至设计标高时，应先泵送混凝土并停顿10~20s，再缓慢提升钻杆。
3．桩身夹泥
原因分析：在饱和淤泥层中施工时，拔管速度过快或桩身材料中粗骨料粒径过大，坍落度过小，拔管时桩身材料尚未流出，钻头没有埋在混凝土里，周围土体即涌入桩身，造成夹泥。
预防措施：灌注混凝土时保证钻头埋入混凝土内≥lm，控制混凝土坍落度和石料的粒径，保证混凝土的和易性，防止堵管造成断桩和夹泥。
4．窜孔
原因分析：施工时钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体发生扰动，土体受剪切作用而发生液化或能变，从而产生窜孔。
预防措施：
采取大桩距的设计方案。增大桩距的目的在于减少新打桩对已打桩的扰动；
改进钻头，减少对土体的扰动；
减少打桩推进排数，如将一次打好几排改为2排或1排，尽快离开已打成的桩，减少对已打桩扰动能量的积累；
必要时采用隔桩、隔排跳打方案；
当提钻灌注混合料到发生窜孔土层时，停止提钻，连续泵送混凝土，泵送压力加大，迫使窜孔桩混凝土液面恢复到原设计标高。
5．断桩
原因分析：
挖掘机械使用不当，造成基桩受到扰动与碰撞，在剪力作用下CFG桩发生断裂的现象；
提钻过快，会造成泵送混凝土料和提钻速度匹配不恰当，空气未全部释放出来，混凝土未及时填充，致使桩身产生断面裂缝；
3）桩间土开挖施工中成品保护不完善，导致桩身被挖断；
4）截断桩头时施工工艺不合理。
预防措施：
在施工中，要严格控制机械的施工，防止因施工不当造成成品破坏，采用小挖掘机进行开挖时，挖斗尺寸比桩间净排距小20～30cm；同时人工配合清理桩身周围的土；
严格按设计要求进行配料和搅拌的施工；
在施工过程中应严格控制拔管速度，并且泵送混凝土料和拔管应该连续均匀，拔管速度通常为1．2～1．5m/min；
当桩体施工完成后，必须等待CFG桩达到一定的强度，才能进行桩间土开挖施工，并且在桩间土开挖时要选择合适施工机械和施工工艺；
在截断桩头时应采取大锤击打对称钢钎的方法或者切割片环切的施工工艺。
6．桩端不饱满
原因分析：当桩端达到设计标高后，为了便于打开阀门，泵送混合料前将钻杆提拔30cm。这样操作存在下列问题：
有可能使钻头上的土掉进桩孔；
当桩端为饱和的砂卵石层时提拔30cm易使水迅速填充该空间，泵送混合料后，混合料不足以使水立即全部排走，这样桩端处的混合料可能存在浆液与骨料分开现象。
预防措施：施工时不能先提钻后泵料。钻机钻至设计标高后，应先泵入混凝土，使钻杆芯管充满混凝土，并停顿10~20s，再缓慢均匀提升钻杆，做到钻头始终埋入混凝土内1m左右。施工中前、后台工人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性。
1.2.5施工标准化图片
图1：测量放点图2：CFG桩施工图3：CFG桩桩间土清除
图4：CFG桩桩帽钢筋图5：CFG桩桩帽