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水文地质工程地质 ２００２年第２期 长螺旋钻孔泵压灌注ＣＦＧ桩缩径与对策 贺为民，尚 红，孙钻心，刘明军，常河林 （中国地震局地球物理勘探中 ，河南郑州４５０００２） 摘要：ＣＦＧ桩是水泥粉煤庆碎石桩的简称 长螺旋钻扎泵压灌注ＣＦＧ桩在层状土层的软硬分界处及牧土中出现缩往 通过降低提钻速率和设置降水井点，缩径问题有所缓解．采取夏打技术后彻底解决了缩径问题 关键词：ＣＦＧ桩；长螺旋钴扎；缩径；复打 中凰分类号：ＴＵ４７２ ３ ５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－３６６５（２００２）０２－００６２－０２ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣＦＧ ｐｉｌｅ ｎｌｅａｎｓ Ｃｅｍｅｎｔ Ｆｌｙａｓｈ Ｇｒａｖｅ ｐｉｌｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ＣＦＧ ｐｉｌｅｓ ｗｉｈｔ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｆｆｌ 【Ａ ｒ（ＣＦＡ）ａｎｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｂｅ＋ ｃ哪ｎｅｓ ｓｍａｌｌ ｉｎ ｔｈｅ ｎ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｅｕｔｌｄａ￣加 ｈｅｔｖｃｅｅｎ Ｒ ａｎｄ ｈａｒｄ ｓｏｌｌ ｌａｙｅｒｓ．Ｔｈ ｐｒｏｂｌｅｍ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｈａｓ ｂｅｅｎ ￣ａｋｅｎ ａ ｆａｖｏｒａｂｌｅ【ｕｍ ｂｙ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｌｉｆｔｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ＣＦＡ ａｎｄ ｂｙ ｓｅｔｔｉｎｇ ｕｐ ｄｅｗａｔｅｆｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｗｅＵ Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｓｏｌｖｅｄ ｂｙ ｒｅｐｉｌｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＦＧ ｐｉｌｅｓ；￣ｏｎ￣ｔｌＵＯＵＳ ｆｌｉｇｈｔ Ａｕｇｅｒ（ＣＦＡ）；ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｄｉａｎｌｅｔｅｒ：ｒｅｐｉｌｉｎｇ １引言 桩施工主要工艺步骤” ：钻机就位一钻孔至设计标高 一预先在搅拌机内按给定配比搅拌混凝土一通过溜槽 长螺旋钻｝Ｌ泵压灌注成桩工艺…由长螺旋钻｝Ｌ 将搅拌好的混凝土投人混凝土泵料斗中一启动混凝土 机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成的完整的施 泵将混凝土通过输送管道泵人钻杆芯管一边泵进混凝 工体系，具有低噪音、无泥浆污染、成孔制桩时穿透能 土（至设计桩顶标高以上１．５～２．Ｏｍ后停止泵送ＣＦＧ 力强、施工效率高等优点。该成桩工艺在开封地区首 料）边提钻直到地表（两者密切配合），边清除孔口渣土 次使用时，在软硬土层交界处及软土中出现缩径甚至 一钻机移位。 断桩。本文分析了缩径原因，在长螺旋钻孔泵压灌注 ３．２ ＣＦＧ桩缩径情况及原因分析 ＣＦＧ桩施工中采用复打技术，解决了缩径问题．丰富了 按有关规定 和上述工艺进行ＣＦＧ桩施工，ＣＦＧ ＣＦＧ桩施工工艺，对粪似工程具有一定参考意义。 桩混合料的坍落度为１６０～１８０ｒａｍ，提钻速率４ｎ＃ｍｉｎ。 ２工程概况 依双排连续成桩顺序完成２｛）余根ＣＦＧ桩后，开挖探 坑进行自检发现，在４．５～６．０ｍ深范围内即②层粉土 某工程主体建筑地上十二层．地下一层。地基采 与③层粘土界面及②层粉土底部出现缩径，部分桩体 用ＣＦＧ桩复台地基，桩径４００ｒａｍ，桩顶桩高一７ ６ｍ（自 凹进十几厘米甚至断桩，探坑壁在４．０ｍ以下部分难 然地面标高一２．０ｍ），桩底标高一２４．６ｍ，有效桩长 以自稳，开挖２～３ｈ后坍塌，井在４．０ｍ处於平。 １７ｍ。桩身砼强度Ｃ２５。桩间距１１００ｒａｎ１、１２００ｒａｍ，满堂 分析认为，出现缩径主要有下述三方面原因：（１） 矩形布桩，总桩数１０３８根。设计复台地基承载力标准 ＣＦＧ桩施工前该区连降几场太雪，冰雪融化使土层含 值为４００ｋＰａ。ＣＦＧ桩桩长范围内地层主要为第四系全 水量增加，地下水位上升０ ９ｍ，引起②层粉土力学性 新统粉土、粘土及粉砂互层。 质变化，土体强度变差，与③层粘土强度差异更太。更 ３ ＣＦＧ桩施工及缩径原因分析 易发生缩径问题 （２）ＣＦＧ桩施工在钻孔和提钻的过 程中，引起地基土一定程度的挠动和振动，从而引起土 ３．１ ＣＦＧ桩施工主要工艺步骤 中孔隙水压力增加 因ＣＦＧ桩桩间距很小，按双排连 测量放线确定桩位和设备进场安装调试后，ＣＦＧ 续成桩顺序连续施工，使土体内孔隙水压力快速聚积 收稿日期 ２００１—０９．２６：修订日期：２００１．１２．１０ 和升高，③层粘土又起到相对隔水层作用．短时间内难 作者简介：贸为民（１９６５．）．男，高级工程师，硕士．主要从事工 以消散孔隙水压力的土体便挤入刚灌注而未凝固的 程勘察、基坑支护、地基处理研究与施工等工作。 ＣＦＧ桩桩体中．产生缩径甚至断桩。（３）提钻速率（４ＩＩｌ， 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００２年第２期 水文地质工程地质 ｍｉｎ）偏高。 ４克服ＣＦＧ桩缩径之对策 ４．１降低提钻速率 根据以上分析，首先采用降低提钻速率措施。将 提钻速率降低到２ｎｄｍｉｎ，这时施工的ＣＦＧ桩桩体缩径 问题没有明显改善。若再下调提钻速率，常出现高压 管路堵塞甚至管路崩开等故障。这时决定暂停ＣＦＧ 桩施工，进行地基降水。 ４．２地基降水 地基降水的主要目的是降低地下水位，减小②层 粉土含水量，减小土体中孔隙水压力，改善②层粉土的 力学性质，同时兼顾基坑开挖的需要。根据场地地质 条件和降水目的，采用轻型井点和水泥管井联合降水 方案。轻型井点沿复合地基周边（长６２ｍ，宽３６ｍ）环 状封闭布置，单根井点管间距１．２ｍ，滤管长度３ｍ，插 人土体中深度不小于９ｍ。水泥管井（８口）在复合地 基内较均匀布置，井间距１５～ｌ８ｍ，井深２５ｍ，内径３００ ～４００ｔ１１１７１，填碎砾滤料厚度不小于０ １５ｍ。 地基降水设备抽水ｌＯｄ后，观测井内地下水位已 降至７．５ｍ。开挖探坑观察表明，坑壁可以自稳，②层 粉土含水量明显下降，力学性质有所改善。因此决定 恢复ＣＦＧ桩施２１２（提钻速率２ｍ／ｒａｉｎ）。当降水井附近 ＣＦＧ桩旋工时，暂停该井抽水，这样可 避免已灌人桩 孔内的尚未凝固的ＣＦＧ料中水泥的流失 成桩２０余 根后又挖探坑自检成桩质量表明，ＣＦＧ桩缩径问题虽 有明显好转，但桩径在３０～３４ｒａｍ之间，仍无法满足设 计和基桩检测要求。这时，有人提出改用钻孔灌注桩． 但被甲方否定，原因在于当时不但不能回答确保钻孔 灌注桩不缩径的问题，而且需增加投资近８Ｏ万元和工 期将延长２个月。施工方提出采取ＣＦＧ桩复打措施， 得到有关方面的支持。 ４．３ ＣＦＧ桩复打技术 ＣＦＧ桩复打技术是指当ＣＦＧ桩机按正常施工工 艺步骤完成成孔、边泵送ＣＦＧ料和边提钻至桩顶设计 标高１．５～２．Ｏｍ后，暂停泵送ＣＦＧ料和提钻．钻头和 钻杆在原位利用其自重重新插人缩径桩体 下正常桩 体内一定深度（Ｏ．５～１．５ｍ），再边泵送ＣＦＧ料（至设计 桩顶标高 上１．５～２．Ｏｒａ后停止）和边提钻直到地表， 钻机再移位进行下根桩施工： 长螺旋钻孔泵压灌注ＣＦＧ桩复打技术能够解决 缩径问题．主要原因在于：（１）正常成桩后，在钻头和钻 杆再次插人过程中，将桩体中原有的ＣＦＧ料挤入孔壁 土体中，其中被挤＾的砾料能够增强孔壁的稳定性 （２）尚未凝固的ＣＦＧ料对孔壁的稳定作用与泥浆类 似．而理论和试验证明 ，泥浆容重愈大，孔壁稳定性 愈好。复打时再泵送的ＣＦＧ料容重比原桩体上部 ＣＦＧ料容重大（因桩体较长．砾料等粗粒成份在自重作 用下部分下沉，使上部桩体中ＣＦＧ料变稀．容重变 小），这也增加了孔壁的稳定性 （３）复打使ｃＦＧ料增 加，桩体变粗，即使提钻后孔壁有所回弹，也可保证桩 径不至于变得太细。 有人担心采用ＣＦＧ桩复打技术时，ＣＦＧ桩桩体内 易夹泥。在插入和提钻过程中，只要确保钻头埋在 ＣＦＧ料中，即可避免复打桩体夹泥问题。 ４．４ ＣＦＧ桩复打效果 本工程根据具体情况．在深度３ ５～６．５ｍ之间皆 进行ＣＦＧ桩复打施工。挖探坑自检结果表明，复打后 ＣＦＧ桩桩体已无缩径，大部分桩体表现为扩径（５００～ ６００ｒａｍ）。基坑开挖剔凿桩头后可清楚看到ＣＦＧ桩桩 内无夹泥。基桩质检部门依据有关规定” 对复打的 Ｏ ２ ４ ＣＦＧ桩进行了小应变检测和静载荷试验。小应变检测 结果桩优良率为８９．７％，不存在缩径、夹泥等桩身缺 陷。现场五个ＣＦＧ桩复合地基荷载试验点的荷载（ｐ） ～沉降（ｓ）曲线见图１，可见，其ｐ～ｓ曲线为变型，依 据规定 ，可取沉降比ｓ，日（荷载板宽度日为１１００ｒａｍ 及１２００ｍｍ）为０ Ｏｌ即沉降量ｓ为１Ｉｍｍ对直的荷载作 为复合地基承载力标准值，显然．ＣＦＧ桩复合地基承载 力完全满足设计要求。 ｋＰａ） 日－日：日，日 日ｓ 图１实测 Ｓ曲线 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｍｅ￣ｕｌ＇ｅｄ Ｑ－ｓ ｉｇｕｒｖｉｇ￣ 试验 ；２一试验２；３一实验３；４一宴验４；５一宴骑５ （下转第６５页） 一Ｅ￡胃 ６ ８ ０维普资讯 http://www.cqvip.com
２００２年第２期 水文地质工程地质 按照有关规范要求，对已完成的搅拌桩，采用了４ 种检验方法，分述如下： 均＞５００ｋＰａ。 ②桩身取样强度检验 ：对每个条基取２组样，待 养护一定时间后送市质检站做抗压试验，试验结果均 符合设计要求，见表ｌ。 ①轻便触揉检验 ：主要检验７ｄ龄期内桩身强 度，共检验了４３根，触探击数（Ｎ。。）较高，平均击数均 大于４０击。依据有关规范，确定７ｄ龄期内桩身强度 表１抗压强度检验结果表 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｃｈｅｃｋ－ｕｐ ｌＯ ２８ ５ ９ １１ ＿—ｌ２ — ２８ ４ ２ ２８ ７．４ ③复合地基载荷试验：经质检单位根据《建筑地基 基础设计规范》（ＧＢＪ ７－８９）进行检验。每一条基任选 一计要求，并被评为优质工程。 个试压点，共做了６个试压点，检测结果均符合设计 表２复合地基承载试验结果表 Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅｔｅｓｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｂｅａｔｉｎｇ ｃａｐｏｃｉｔｙ ６结语 通过上述工程实例介绍，说明探层搅拌桩应用于 处理人工填土地基在技术上是可行的，在经济上是台 理的，因此，该项技术具有广阔的应用前景。但是在工 程应用中，应注意如下几点问题： （１）水泥用量：每米的水泥用量不得少于设计要 求。喷浆时，一定要控制好喷浆的均匀性和连续性。 （２）桩长和桩身质量：这是决定地基加固处理效果 的关键性问题，要确保桩长达到设计要求。在制桩时， 严格执行“下一上，又下一上”四次喷浆四次搅拌的制 作工艺，才能保证桩身质量。 （３）成桩速度：严格按照设计要求的速度，保证均 匀搅拌。 参考文献： 。要求，见表２。 ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ④现场开挖检验：经载荷试验合格后，基坑进行了 全面开挖，其结果是：整体桩位偏差均在规范允许范围 内；桩身结构完整、搅拌均匀，桩身强度现场检验均符 合设计要求 ５．２效果评价 从检验结果看，无论是轻便触探，还是桩身取样强 度检验，搅拌桩桩身强度较高，均超过了设计所要求的 桩身强度。从复合地基静载试验结果中可以看出，经 搅拌桩处理后，复合地基承载力有了显著的提高，均超 过了设计要求的承载力。因此，通过采用深层搅拌桩 对该场地人工填土地基进行加固处理后，大大地提高 了地基的承载力，加固效果显著。加固结果均满足设 １］林宗元岩土工程治理手册ｌＭ］．沈阳：辽宁科学技术 出版社．１９９３ ［２］ 江正荣．地基与基础施工手册［Ｍ］北京：中国建筑工 业出版社，１９９７． ［３］ＪＢＪ ２２５．９１，软土地基探层搅拌加固技术规程［Ｓ］ 编辑：李善峰 （上接第６３页） 参考文献 ［Ｉ］刘金砺，李大展，张雁桩基设计施工与检测 Ｍ 北 京：中国建材工业出版社．２００１ ２６５—２６８ ２］秦玉生．苑守成，徐国忠．水泥粉煤灰碎石桩的设计 与施Ｉ［Ｊ］．地质与勘探．２０００．３６（１）：８５—８７ ：３］Ｑ／ｙＹｏ６—１９９７，水泥粉煤灰碎石桩（ＣＦＧ桩）复合地 基技术规定［５’ ４ 叶书麟地基处理工程实例应用手册［Ｍ北京：中 国建筑工业出版社．１９９８，１９５． ［５］李小青，等．钻孔灌注桩 Ｌ壁稳定性分析［Ｊ］地质 与勘探．２００１，３７（２）： ．７６． ５结语 （１）在长螺旋钻孔泵压灌注ＣＦＧ桩施工过程中， 当采用降低提钻速率、降低地下水位等传统方法不能 彻底解决缩径问题时，大胆偿试ＣＦＧ桩复打技术，不 但为甲方节省了投资和缩短了工期，而且丰富了ＣＦＧ 桩施工工艺。 （２）长螺旋钻孔泵压灌注ＣＦＧ桩复打技术关键之 一是复打中确保钻头埋在ＣＦＧ料中，保证桩体内不夹 泥。缺点易出现扩径。 编辑：李善峰
