CFG桩施工质量控制

1、.长螺旋钻孔管内泵压CFG桩施工的质量控制1.原材料质量控制 原材料质量控制是CFG桩施工质量控制的第一步，原材料不合格会直接影响CFG桩的质量。原材料的质量控制包括原材料的选择和现场质量控制两方面。原材料的选择应根据长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺要求，从品种、规格、质量等方面确定施工所采用的材料，并用所选定的材料在试验室作配合比。在现场大规模运进的材料应与作配合比选定的材料一致。 水泥：水泥是CFG桩唯一价格比较高、用量大的材料，也是对CFG桩强度起决定作用的材料，施工中通常采用425#普通硅酸盐水泥。在选择水泥生产厂家时除要求证件齐全外，还应使用有信誉、质量好的大厂大窑生产的水泥。某工程

2、施工时采用小厂生产的水泥，虽然所有证件齐全，但由于其质量不稳定，在使用过程中一批水泥施工很顺利，而另一批水泥施工时存在严重堵管，无法施工。 砂：砂一般选择细砂粗砂，要求其含泥量小于5，且不含根须、块状粉土、杂质等，砂的含泥量是否合格较易判断，当现场砂失去水分结团，其含泥量就超标，对于质量不合格的砂在施工中禁止使用，施工中砂避免使用含碱骨料。石：石一般选择820mm的卵石或碎石，要求其针、片状颗粒含量（按重量计）不大于25%，含泥量不大于2%。在使用卵石时要注意以下几点：1)规格大小要一致。2)质量要好：有些石料其风化或强度低的含量占的比例较大。如某工程混合料配比为C25，水泥掺量达420kg，

3、试验室分析其原因是卵石的强度低，造成水泥掺量大。3)在冬期施工不宜采用水洗河卵石，因其易造成冰冻结块。4)含泥量要符合要求，有时由于卵石没有水洗干净或装车上料时接触底面均易造成含泥量超标，对含泥量超标的卵石在施工禁止使用。使用碎石时要注意以下几点：1)质量要好，有些碎石是由山皮粉碎生产的，它具有强度低，片状含量大，多为不合格材料。在工程中应采用山体内块石生产的强度高、粒径均匀的碎石。2）石粉含量要低。运至现场的碎石，有时会存在石粉含量偏大，特别是在雨季，这一问题更严重，施工中要求采用的碎石其石粉含量（按重量计）不大小3%。在雨季施工时，建议采用卵石。 粉煤灰依据国标用于水泥和混凝土中的粉煤灰（

4、GB1596-91）规定，对用作水泥混凝土和砂浆掺合料的粉煤灰品质指标有：烧失量、含水量、三氧化硫、细度、需水量比等五项指标。粉煤灰的细度和需水量比是影响活性的两个主要物理因素，是控制其质量的重要指标。另一重要指标是烧失量。各国粉煤灰质量标准都对其进行限制。烧失量的最重要的部分是固定碳，由于碳成份的存在，粉煤灰中火山灰的成份就相对减少，因此必须有一限值。细度、烧失量和需水量比作为必试项目。建设部制订的粉煤灰的砼和砂浆中应用规程（JGJ28-86）规定了三个等级的粉煤灰应用和技术指标，见下表。级别烧 失 量不得大于（%）细 度筛余量不大于（%）需水量不大于（%）含水率不大于（%）三氧化硫不大于（

5、%）应用范围5159513允许用于后张预应力钢筋砼构件和跨度小于6m的先张预应力钢筋砼构件82510513可用于普通钢筋砼和轻集料钢筋砼1245115不规定3主要用于 无筋砼和砂浆配比中粉煤灰掺和物的主要作用是改善混合料的和易性和节约水泥。CFG桩使用的粉煤灰多为级或级粉煤灰，在北京地区多使用袋装级粉煤灰。外加剂：外加剂多为泵送剂，目前外加剂生产厂家较多，应选择质量和信誉好的企业生产的外加剂，进场时必须有外加剂出厂质量证明书，内容包括：产品名称、型号、出厂日期、主要特性及成份，适用范围及适宜掺量、性质检验及合格证、有效期、使用方法、注意事项等。在CFG桩中，外加剂的主要作用是增加混合料的坍管度

6、，改善混合料的可泵性、减少堵管 。在不堵管的情况下尽量少掺或不掺外加剂。严禁外加剂的掺量超过其配比掺量。某工程由于外加剂的误掺，使其掺量超过其配比掺量，造成CFG桩桩体不凝固的质量问题。2、混合料搅拌和泵送的质量和施工控制2.1 CFG桩混合料配合比设计CFG桩混合料配合比设计可以采用普通混凝土配合比设计方法，但要根据工艺特点选择适宜的坍落度和坍落度的保持时间，选择适宜的材料和外加剂品种，选择适宜的水泥用量和粉煤灰掺量，使混合料具有质量好和良好的可泵性，同时又经济。CFG桩混合料要有良好的可泵性，首先要求混合料要有适宜的流动性，能够充满整个管道并易于在管线内流动，CFG桩混合料的坍落度一般以1

7、620cm为宜。坍落度过小，影响泵送效率甚至发生堵管;塌落度过大，则因离析泌水，同样容易发生堵管。混合料的坍落度的要求还应考虑季节的影响，夏季施工时由于气温较高，混合料中水份蒸发较快，容易造成坍落度损失，坍落度应按1820cm进行配比。在雨期施工时，应特别注意骨料含水率的变化，砂子含水率在5%30%的范围内变化，如不及时调整，影响混合料的坍落度，同时混合料的强度也失去保障。混合料应具有良好的稳定性、有适当的粘聚性、不离析，混合料在压力的推动下在硬管和软管内输送时，水是传递压力的媒介，混合料在泵压作用下，泌出一部分稀浆，形成滑润层，使混合料在管线内作柱状流动，因而是必要的，但泌水过多过快就会使混

8、合料失水而丧失流动能力，在动力头弯头处由于具有弯道和变截面，这些部位压力梯度较大，混合料中流动性较好的砂浆先行，粒径大的材料滞后，在弯头处易发生堵管现象。所有搅拌的混合料本身应具有阻止其拌和水在压力作用下渗透流动的内阻力，要有足够的含砂量和足够的微细颗粒，它能够减少泌水，减少水的渗透，减少离析。因此对于CFG桩混合料应控制在压力作用下的泌水率。 CFG桩混合料强度等级多在C10C25，水泥用量一般在300kg/m3450kg/m3之间，砂率选择40%45%，石子最大粒径20mm，掺加粉煤灰和泵送剂，这种CFG混合料一般能够满足工艺要求。下表为常用的一些 CFG桩混合料的配合比：2.2 混合料搅

9、拌质量和施工控制 混合料的搅拌质量直接影响CFG桩的成质量和施工速度，当混合料出现不均匀、离析、泌水等质量问题容易产生堵管，影响正常施工，这也是这种工艺的“自锁”现象，因此，施工时必须保证混合料搅拌质量合格。混合料搅拌要求采用每台桩机配备2台500(l)强度式搅拌机进行搅拌。CFG桩施工时，混合料搅拌需采用以下质量控制措施： (1)配料计量准确。施工时应将混合料配合比和每盘料的配合比写在黑板上悬挂搅拌机旁，原材料称量的衡器应定期校验，保持准确。每盘料应严格按配合比进行上料，原材料的称量采用重量法，不采用体积法。砂、石材料在现场都可以装在手推车上，用普通的台称称量，称量时重量偏差不得超过

10、7;3%，杜绝施工中按体积上料或上料不称量的现象。施工时的上料顺序为：先装石子，再加水泥、粉煤灰和外加剂，最后加砂，使水泥、粉煤灰和外加剂夹在砂、石之间，不易飞扬和粘附在筒壁上，也易于搅拌均匀。(2)保证搅拌时间。搅拌时间是影响混合料质量及搅拌机效率的重要因素之一。时间过短，搅拌不均匀，会降低混合料的强度及和易性；时间过长，不仅会影响搅拌机的效率，也易出现供料不及时造成 CFG桩成桩不连续，而且会使混合料的和易性又重新降低或产生分层离析现象，在CFG桩施工中，每盘料的搅拌时间应不小于90s，施工中应随时检查搅拌时间。(3) 定期检查混合料坍落度，每个工作班至少检查两次。(4)砂、石的含水率应经

11、常测量，特别是在雨天施工，更应增加测量次数，及时调整施工配合比，在雨期施工时，骨料的含水率变化较大。砂的含水率5%30%范围内变化，如不及时调整配合比，会影响混合料的坍落度，同时混合料的强度也失去保障。(5)试块是反映CFG桩桩身强度的重要依据，在每个工作班取一组试块，取样一般在搅拌机或混凝土泵边进行，取样应随机。试块的制作，必须严格按照试验规定进行操作和标准养护（温度为20±3，相对温度为90%以上）。2.3 CFG桩混合料泵送过程的质量和施工的控制 (1)根据场地的具体情况合理地布置料场、搅拌机位置和泵位置。混凝土泵宜安装在搅拌机近旁的基坑内，以便于搅拌好的CFG桩混合料直接从溜

12、槽流入混凝土泵的料斗。混凝土泵的位置在现场条件许可的情况下应专门留出来，这样可避免混凝土泵压桩位和影响施工，从而不存在二次移泵问题。(2)CFG桩施工前先将搅拌机的搅拌筒、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润滑管线。水泥砂浆的配比可采用1：2，水泥砂浆的用量取决于输送管线的长度。 (3)施工时混凝土的泵送须与长螺旋钻机成桩时的拔管相匹配，成桩时拔管要求连续，应避免停顿待料。施工中若因停水、停电或机械故障等因素影响CFG桩正常施工，影响时间超过45min或混凝土产生离析，应将搅拌筒、混凝土泵料斗和管线的混合料排除干净，经清洗后重新搅拌泵送。(4)CFG桩施工时要始终保

13、持混凝土泵料斗内的混凝土液面在料斗底面以上，以免泵送时吸入空气，造成堵管。(5)混凝土泵的料斗上应装有滤网，以防大块石子进入泵管造成管线堵塞。 (6) CFG 桩泵送管线的铺设，在混凝土泵出口不宜在水平面变换方向，如受场地限制，宜用半径1m以上的弯头过渡，否则压力损失过大。管线应用垫木垫牢。在施工中若发现管线的接头处有漏浆时应卸压后及时处理。在与长螺旋钻头相连部分应有足够的软管，空中的软管必须用钢丝缠绕并将钢丝绳固定在动力头上，以保证施工前台人员的安全。(7)炎热的季节施工时，可在泵送管线上包湿草袋或纸质水泥袋，并定时浇水湿润，这样可以避免阳光直接照射管线表面，使管内混合料吸取大量热量而失水，

14、从而堵塞管线。3. CFG桩成桩的质量和施工控制3.1 桩位控制在CFG桩施工前应根据设计图纸，确定建筑物的控制轴线，并将CFG桩的准确位置施放到CFG桩作业面上。桩位定位方法现场多采用撒白灰来表示桩位，白灰点应有一定的直径和深度。施工时由于CFG桩排出的土较多，经常将临近的桩位覆盖，有些还会出现钻机支撑时支撑脚压在桩位旁将原标定的桩位发生移动，造成桩位不准确。因此，施工时除找到桩位白灰点外，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩的位置进行复核。CFG桩施工完毕以后，在褥垫屋施工前，随机抽检10%的桩进行验桩，桩位偏差是检查的重要内容，CFG桩桩位允许偏差应满足下列要求：(1) 满堂有桩的基础

15、1/2D(2) 条型基础：垂直轴线方向1/4D，对单排布桩6cm顺轴线方向1/3D，对单排布桩1/4D3.2 垂直度控制 CFG桩施工时，钻机就位后，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心。钻孔开始时，封住钻头阀门，使钻杆向下移动至钻头触及地面时，才开动钻机旋动钻头。一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又能容易检查钻孔的偏差，以使及时纠正。在成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔严重偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具扭断或损坏。CFG桩垂直度容许偏差1%。3.3 桩长控制桩长控制指施工桩长控制，它是由钻孔深度进行控制，施工前在开盘鉴定时

16、，根据桩长，确定钻孔深度。当桩尖到达钻孔深度位置时，在动力头底面停留位置处在钻机塔身上作醒目标注，作为施工时控制桩长的依据。当动力头底面到达标注处桩长即满足设计要求。施工时还需考虑施工工作面的标高差别，当标高差别较大时，还需根据场地实际标高，确定成孔深度。CFG桩桩长容汗偏差10cm3.4 桩径控制CFG桩的桩径取决于钻杆螺旋叶片的外径、场地土质和钻杆提拔速度等因素。由于在CFG桩施工中，钻杆存在磨损，特别是在砂砾层，磨损更严重，因此施工时应考虑钻杆螺旋叶片的外径对桩径的影响。场地土质对桩径的影响主要体现在砂性土层桩径略比粘性土层桩径大。提钻速度对桩径的影响也是一个不容忽略的因素，某工程桩长为

17、23.5m，使用两台完全相同的设备，钻杆叶片外径均为400mm，两台设备的差别是一台提拔速度比另一台快，而从每根桩的投料量来看，提拔速度慢的设备每根桩投料量为7盘，而提拔速度快的设备每根桩的投料量为56盘，可见施工中控制提拔速度是十分必要的，建议提拔速度控制在2m3m/min。CFG桩桩径容许偏差2cm。3.4 成桩控制CFG桩成孔到设计标高后，钻杆停止钻动，开始泵送混合料施工时，禁止将钻杆往上提30cm再泵料。成桩的提拔速率宜控制在23m/min，在施工中根据提拔速率进行泵送量的匹配。成桩过程宜连续进行，应避免后台上料慢造成的供料不足、待机等料现象。若施工中因其它原因不能连续灌注，须根据勘察

18、报告和施工已掌握的场地土质情况，避开饱和砂土、粉土层，不得在这些土层内停机。当成桩至桩顶标高2.0m以内时，不得停止泵料，需泵送至桩体混合料高出桩顶标高。灌注成桩完成后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。施工中每根桩的投料量不符少于设计量。三、CFG桩施工中常见的几个问题（一） 堵管问题 堵管问题是采用长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺时常会遇到的问题，它直接影响CFG桩的施工效率，还会造成材料浪费。在施工中当出现堵管时应分析堵管原因，判断堵塞部位，排除堵塞故障。1 堵管原因分析： 1)混合料搅拌质量存在缺陷。在CFG桩施工过程中，混合料由混凝土泵通过硬管、软管、弯头到达钻杆芯管内。混合料在管线内是以

19、圆柱体形状，借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线的。因此所设计和搅拌的混合料必须确保混合料圆柱体能顺利通过硬管、软管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内。坍落度太大的混合料，易产生泌水、离析，在管线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。混合料干硬也是CFG桩施工常见的质量问题。它主要由施工时间延误造成坍落度损失或在暑期炎热气候影响引起混合料凝结过快所致，干硬的混合料在管线内流动性差，易造成堵管。在CFG桩施工过程中，应对进场的材料、后台的计量、搅拌等方面进行控制，确保混合料搅拌质量合格，避免因混合料搅拌质量不合格而引起的堵管。1） 管线缺陷和设备缺陷管

20、线的缺陷主要是指硬管和软管中存在混合料清理不彻底，管线损坏或有缺陷的管接头，垫圈等。在清洗不彻底的管子处，存在已结硬的混凝土块，会妨碍润滑砂浆的流动，是形成堵管的主要原因，有缺陷的管接头、垫圈等会因水泥浆流失而堵塞管道。由于用于管内泵压的长螺旋钻机设备目前还没有完全定型，设备的缺陷主要是指有些长螺旋钻机与软管连接的弯头角度存在缺陷，动力头内管存在突然变径，这些均可能造成混合料不能顺利通过动力头弯头和变径处而产生的堵管。另外，当长螺旋钻钻头单向阀门封闭性存在缺陷时也会引起钻头处堵管，这主要是由于钻杆内进水使泵送的混合料浆料与骨料分离造成钻头堵塞。3）操作错误。混凝土泵要由训练的素的人员进行操作规程，并经常进行泵的维护，保护泵的完好。泵送时要做好泵管的润滑工作，避免因润滑不良引起的堵管，施工中增加的管线要进行润滑。2 堵塞部位判断CFG桩施工常发生堵塞的部位多在钻头、弯头和管线的节头部位。当发生堵塞后，泵的压力表将显示出管线的阻力增大，压力表的读数、空中软管形状和出现堵塞时钻杆的位置是判断堵塞部位的线索。钻头的堵塞一般多发生在桩端处，在成桩过程中很少发生，当CFG桩成孔到位后，开始泵压混合料时可以听见混合料进入钻杆芯管的声音，混合料充满钻杆芯管开始提钻时出现空中软管由下垂变为膨胀弯曲状可判定为钻头发生堵塞。动力头弯头处由于在动力头内存在变径也易产生堵塞，在拔管过程中出现空中软管由下