CFG桩质量控制的主要对象是:桩长;强度;桩底是否到持力层这三项指标,现场管理和质量控制要点如下:
(1)测量桩位前应对施工现场原始地面标高进行抄平测量,并用平地机平整碾压后放出各桩的准确位置,将线路纵坡、横坡考虑在内后,原地面标高控制在正负5公分以内。施工桩顶高程控制在高于设计垫层底标高30cm处。将施工区域进行划分,并将各桩进行编号,定机定人进行管理。 (2)布桩时,CFG桩的数量、布置形式及间距必须严格按设计要求。并遵循从中心向外推进施工,或从一边向另一边推进施工的原则。不宜从四周转向内推进施工。具体的施工方法和顺序由技术质量部确定。
(3)对进场施工的所有长螺旋钻机在开钻前应由施工技术人员对标尺、刻画进行复核,消除标识误差。尤其是钻机初始标识要指定专人进行复查。使用反差大的反光贴条每0.5米进行标识,粘贴在钻机导向架上,利于夜间记录人员识别读数。
(4)指派责任心强、懂技术并经严格考核合格的员工对劳务队伍施工的CFG桩进行现场监控和记录。
(5)现场管理人员每根桩都要根据桩机上的垂球目测导向架垂直度,以保证桩身垂直度不大于1%,确保桩体的正常受力。
(6)长螺旋钻施工。钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动马达钻进,一般先慢后快。在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺,否则容易导致桩孔偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏。
(7)判断钻头是否到了持力层一般有两种方法:
一是在桩机驾驶室观测电流的变化。钻机开始钻孔及软弱地层钻孔时,电流表指针在120~130安,当钻头遇到持力层时,瞬间的电流将增大到160安以上,同时电压下降。此时,应判定钻头已达到持力层。
二是在钻机旁直观观察。当钻头到达持力层时,钻杆上部的动力头发生颤动和轻微的摆动,钻机的动力明显减弱,此时,应判定钻头已达到持力层。 (8)CFG桩成桩过程由现场值班人员指挥,桩机操作手和地泵操作手密切配合,按照先泵料后拔管的原则,防止先拔管后泵料,防止CFG桩成吊脚桩。
(9)严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩,而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀,桩顶浮浆过多,桩身强度不足和形成混和料离析现象,导致桩身强度不足。故施工时,应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制在2~3米/分钟。
(10)整个施工过程中,应安排质检人员旁站监督,并作好施工原始记录。记录的内容主要有桩号、钻孔深度、孔深、拔管速度、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。
(11)为控制提钻速度,应购置秒表配发到记录人员,钻孔时间、拔管速度、灌注混凝土时间应记录至秒。当天的记录每页必须由施工方和项目现场记录人当天进行相互签字确认。
(12)提钻泵送过程中,旁站人员要经常敲打输送管,确认管内混合料是否充实,以保证桩体密实。
(13)拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插,由于桩管垂直度的偏差,容易使土与桩体材料混合,导致桩身掺土影响桩身质量,施工中应避免反插。
(14)桩顶砼停灰面根据导向架上标识由值班人员判断,控制在桩顶标高以上0.5米位置。
(15)控制好混合料的坍落度。大量工程实践表明,混合料坍落度过大,会形成桩项浮浆过多,桩体强度也会降低。坍落度宜控制在160mm~200mm(可根据运送混合料的距离进行调整)和易性好。当拔管速率为2~3米/分钟时,一般桩顶浮浆可控制在30厘米~50厘米左右,成桩质量容易控制。桩身每方混合料掺加粉煤灰量控制在140kg~180kg(根据各地粉煤灰的性能指标,具体粉煤灰掺入量试验后确定)。
(16)设置保护桩长。在泵送混合料时,比设计桩长多加0.5米的料。将沉管拔出后,用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3~5秒,提高桩顶混合料密实度,上部用土封项,增大混合料表面的高度即增加了自重压力,可提高混合料抵抗周围土挤压的能力,避免新打桩振动导致已打桩受振动挤压,混合料上涌使桩径缩小。
(17)在截取桩头前应准确测量桩顶标高,并在纵横向挂线标示桩头水平位置。凿除桩头时严禁单边打眼凿桩头,防止桩头成斜面或破损,截取后的桩头面应是水平面。清理桩间土和截取桩头时,应采取相应的预防措施,防止造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
(18)CFG桩施工中,每台班均须制作检验试件,进行28天强度检验,
成桩28天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。
7、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工质量问题和控制措施
7.1常见质量问题
7.1.1堵管
堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率,增加工人劳动强度,还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时,使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬,增加了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。 产生堵管的原因有以下几点:
①混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时,混合料和易性不好,常发生堵管。因此,要注意混合料的配合比,坍落度应控制在160mm~200mm之间。
②混合料搅拌质量有缺陷。在CFG桩施工中,混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析,泵压作用下,骨料与砂浆分离,摩擦力加剧,导致堵管。坍落度太小,混合料在输送管路内流动性差,也容易造成堵管。
③施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后,开始泵送混合料,管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻
时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,容易造成管路堵塞。 ④设备缺陷。弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接,否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗,否则管路内有混合料的结硬块,还会造成管路的堵塞。 7.1.2窜孔
在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况,打完X号桩后,在施工相邻的Y桩时,发现未结硬的X号桩的桩顶突然下落,当Y号桩泵入混合料时,X号桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。 发现窜孔的条件有如下三条:
①被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂; ②钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;
③土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生液化。由于窜孔对成桩质量的影响,施工中采取的预控措施: a.采取隔桩、隔排跳打方法;
b.设计人员根据工程实际情况,采用桩距较大的设计方案,避免打桩的剪切扰动;
c.减少在窜孔区域的打桩推进排数,减少对已打桩扰动能量的积累; d.合理提高钻头钻进速度。 7.1.3桩头空芯
主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排