CFC樁施工混凝土質量管理措施

謝住 周勇 田春 楊嚴 李鑫

【摘要】對成都天府國際機場航站區配套市政工程施工一標段的施工情況進行了介紹，并通過設計施工方案，購進施工材料，制定施工計劃，為以后的準備工作奠定基礎，并確定 CFC樁施工參數，確保施工準備工作順利進行。為提高 CFC樁的混凝土施工質量，需要嚴格控制水灰比，準確控制配料計量，并結合國際機場路段的實際工程實例，從而提出有效的混凝土施工質量管理措施。

【關鍵詞】 CFC樁;混凝土;質量管理

【中圖分類號】 TU472.3＋6????????? 【文獻標志碼】 B

1工程概況

工程項目為"成都天府國際機場航站區配套市政工程施工一標段"，由東西干道 K0＋000-K1＋293.75段，北一路，小區二路，西四路，西六路，1#暗渠和6#暗渠、東西干道下穿國際貨站隧道工程、東西干道綜合管廊工程等部分組成。該工程東西干道下跨國際貨運站隧道工程、東西干道綜合管廊、雨水暗渠三大主要結構和雨污水工程基底軟弱地基進行 CFC樁復合地基處理。按工程需要，CFC樁按長條排列，樁徑0.6 m，間隔1.8～2.6 m，樁長5～19 m，深度0.5～2 m，樁體強度設計為 C15，樁頂為0.3 m厚，內部鋪了一層雙向的土工格柵，檢測數量為總樁數的0.2%，并不低于3根。地下水位基巖裂隙水，不發育。地表水和地下水均呈酸性腐蝕，其腐蝕程度為 H1，不存在氯化物的腐蝕。T2是炭化的環境。

CFC樁基是以粉煤灰摻水泥、碎石、石屑等混合在一起與水泥攪拌而成，經多種成樁機加工而成的一種高強度可變樁基。CFC樁作為一種能夠有效發揮樁間荷載的低密度混凝土灌注樁，能夠將荷載轉移至深基礎，其技術和經濟效益均優于普通的樁。在砂土、粉土、黏土、淤泥質土、雜填土等基礎上，已取得了較好的效果。對于基礎的型式，CFC樁型可應用于條形基礎、獨立基礎、筏基礎及箱形基礎。CFC樁在結構型態上不僅適用于建筑物，而且適用于公路、鐵路等基礎。一些橋墩也已應用 CFC樁基，但目前在高速公路上應用較多。CFC樁因其不配鋼筋，可以節省大量的鋼材，可以使用工業廢棄物的粉煤灰，大大減少了造價，具有很好的社會和經濟效益，自該技術問世后，受到廣泛重視。

2施工組織設計

2.1施工方案

CFC樁在機場市政一標段 CFC樁加固處理（共4800多根）的工程浩大，工期緊張，按照設計圖，CFC樁長度（5～10 m）占據了絕大多數，CFC樁集中在建筑及管道下方，主要為壓實填土、粉質黏土、黏土、砂巖層，所以目前的成樁裝備大多采用長螺旋鉆孔和管內泵壓成樁。這種方法最適合黏性土、粉土、砂土等，粒徑多為20～50 mm，最多200 mm，是一種較薄的砂礫巖，與振沉管、泥漿護壁鉆孔相比，無振動打孔，不會對周圍已有的樁身造成破壞，尤其是較長的樁體，適應性好，噪音低;也不存在淤泥對工地造成的影響。當遇到厚卵石、砂和孔隙比小、液性指數低的黏結土和含高水頭的飽和軟土壤時，由于長螺旋鉆孔和管內泵壓混凝土樁往往會出現竄孔現象，因此，在上述施工方法不適合的情況下，可以采取泥漿護壁鉆孔灌注成樁技術。

在開始施工之前，機場的設施（包括施工輔助設施、水電設施等）和場地平整工作已經全部完工。CFC樁基的建設按項目總體進度進行設計，使其達到主要的設計目標。首先，通過對有關區域的地質調查，參考有關區域的地段鉆孔剖面圖及柱狀圖，選擇2個典型的 CFC樁基，進行控制點和孔位的測量和放樣，并進行 CFC試樁的安裝，最后得出有關的實驗資料和參數。CFC樁在1個多月后正式開工，根據工程的時間表，先后進行了基礎樁基和雨水管道 CFC樁的建設。機場場地的地下水位較高，樁均采用水下泵送混凝土澆筑。

2.1.1供水與電力供應

（1）建筑用水：CFC樁基體的耗水較少， CFC樁身幾乎不用水，只在混凝土澆注時進行設備的降溫、清潔，在施工過程中要留意地面及基坑的引水，以免沖蝕坑壁、浸泡基坑。在基坑周圍的坡腳上設置排水溝，其邊沿與基坑內壁面不低于0.5 m，底部寬度不低于0.3 m，而底部低于已挖出的基坑底部不低于0.5 m;在基坑四角及四周各30 m處設置一口收集井，其井底高度需要比排水溝的底要低0.5 m，并采用過濾管等滲水物料，通過抽水機將井內的雨水排入地下的臨時排水管道中;在雨季，應強化排水，適時抽放，保證項目的安全性，保證設備的使用，保證在暴雨之后也可以馬上開工[3]。

（2）對于 CFC型復合地基，在進行深孔施工時，必須充分考慮其對壓實層的滲透作用，而對于以壓實填體為主的樁間土，不宜用長螺旋鉆孔進行 CFG樁，宜選用大口徑的素混凝土灌注樁復合地基。

（3）CFG樁體沿路面直線排列在建筑物下，坑底排水管在基礎上設置，再進行管道混凝土的施工。同時，逐步拆除排水溝槽，并在溝槽中填充沙、卵石，以達到固定效果。

2.1.2廢水和土料處理

工地的施工廢水通過污水池進行沉淀，排放到規定地點;通過挖機和自卸汽車將鉆孔所產生的泥土運送到規定的廢棄堆放點。

2.2施工材料

CFG樁基所需要的原材料有水泥、粉煤灰、砂、碎石（或鵝卵石）、摻入物等。原料方面，采用一般水泥，在淺層軟基上部和基巖深度開挖基礎上，鋪筑0.3 m 的礫石墊層，砂可選用粗砂、中砂或細砂，粉煤灰選用 II、I等[1]。

（1）水泥：按同一產地、品種、規格、批號的水泥，按500 t （散裝）為一批取樣。按照規范要求進行強度、安定性、凝結時間的檢測，并對其進行抽樣檢驗。

（2）粗細骨料：根據驗標規定，對含泥量、顆粒級配進行檢查，同一產地、品種、規格、連續進場的粗細骨料，每400 m3 一批次，若少于400 m3，亦以一批次進行取樣，每次取樣 l 組。在深埋或深埋引起地表塌陷、開裂時，必須及時制止排水、挖掘，及時用黏土、水泥土堵住或采取水泥密封或用化學漿液、樹脂等材料進行止水加固。

（3）在監督人員的監督下，對原料品質進行檢查。

（4）檢驗方法：對產品的品質證書進行核對。水泥倉庫取樣檢驗水泥強度、安定性、凝結時間，在料倉取樣檢驗粗細骨料含泥量、篩分試驗的粒徑[2]。

2.3施工計劃

2.3.1基槽開挖

設計槽底預留土層厚30 cm（自 CFG樁設計樁頂標高起算）。

2.3.2成孔

2.3.2.1鉆機就位

鉆機就位前要做好測量放線工作，確定正確的樁位，并請建設方及監理驗線，鉆機安放要平穩，對正樁位，鉆頭中心于樁位偏差不大于2 cm，樁垂直度偏差小于1%。

2.3.2.2成孔

采用長螺旋鉆機，鉆孔與常規方法相同，邊鉆進邊排土。

2.3.3混合料攪拌

材料必須進行配比試驗，經檢驗合格確定配比后方可使用，水泥等應有產品出廠檢驗合格證，混合料攪拌必須由專人操作，嚴格執行混凝土配比及計量標準。本工程采用現場攪拌混凝土，每機組每臺班取一組試塊檢驗以保證強度質量。

2.3.4灌注

提鉆灌注 CFG料，注意灌入量及灌入高度。

2.3.5樁頭鑿除

樁頭鑿除工作可按常規鑿樁頭方法進行，鑿樁頭時需人工清除余土至設計標高，為了保證在鑿樁頭時 CFG樁不斷裂，需用3根鋼釬呈120。角在設計標高以上5 cm處，同時用大錘敲打，切斷樁頭后，用錘和釬子剔平樁頭至設計標高。

2.3.6鋪設褥墊層

地基檢測合格后，將進行褥墊層鋪設工作，褥墊層材料采用0.5～2.0 cm碎石，鋪設厚度為30 cm，鋪設范圍在基礎墊層內，施工方法為一次性將碎石鋪設至32.5 cm厚，然后用平板振動器振密，振實后褥墊層厚度為30 cm。

3施工具體措施

3.1各參數確定

CFG樁基的主要成分是碎石、砂、粉煤灰和普通硅酸鹽混凝土。主要技術參數：CFG樁徑0.6 m;單樁承載能力不得低于550 kN;CFG樁的使用混凝土強度等級是 C15。在預應力混凝土基礎工程中，應對工程現場進行實地勘察，以確定工程設備是否合理，從而確保工程基礎的質量。在 CFG樁的施工基礎上，對其進行了成樁的工藝實驗，并對其技術指標進行了研究[4]。由于道路的地質情況多變、難以預測，對其進行高強度、高質量的施工，以及 CFG樁的施工速度，對以后的工作有很大的影響。為了探索適合本地區的 CFG樁施工工藝，并檢驗 CFG樁所能滿足的質量標準，故在施工之前先進行了一次成樁工藝性測試（不低于2根試驗樁），對現場的地質數據、機械設備性能、施工工藝、施打順序等進行了檢驗，并對其確定混合料配合比、塌落度、攪拌時間、拔管速度等各項工藝參數，從而對其當中存在的問題進行了修正，為今后的工程施工奠定了牢固的基礎。

3.2施工準備工作確定

（1）平整和清掃工地開始前，先將工地進行平整，兩側的寬度在外側延長0.3～0.5 m，以確保樁基礎的施工。同時進行了長螺旋鉆機和相應的機械設備的安裝和調試。

（2）根據工程圖紙，將樁機定位到指定的地點，并認真地利用垂直線調節整鉆機桅桿垂直度，或使用帶有垂直角調節儀進行控制。在每個樁基的安裝之前，由現場的技術工人進行樁位對中及垂直度的檢驗。確保垂直誤差不超過1%;鉆尖距樁點偏差不得超過5 cm，達到規定后方可進行鉆孔。

4混凝土施工質量管理措施

4.1嚴格控制水灰比

在施工的過程當中，如果混凝土配比沒有達到要求，會使其性能大幅降低。由于工程地質因素引起的斷裂，在流塑狀和地下水豐富的地質等條件下，需要進行 CFG樁基的加固。在城市公路建設中，應對混凝土配合比嚴格控制，以確保其施工的品質[5]。埋設于土中的樁，可采用鉆孔注漿加固，以小10 cm的孔作為注漿孔，注入水泥漿（1：1的水灰比例）。鋼筋的設計抗拉力為4 kN，在土壤中插入鋼筋的橫向間隔為1.5 m，其豎直間距1.5 m矩形布置，插入式鋼筋的橫向間隔為1.5 m，縱向間隔為1.5 m，鋼筋長度為1.5 m。在斜坡上，通過加強筋與插筋的連接，使其在斜坡上牢固地保持。在混凝土砂漿配比的調控中，必須重視下列問題。首先，在進行配制前，應按工地要求進行混凝土砂漿比例試驗，以保證其混凝土的水灰比含量達到工程要求。其次，要克服由于人工影響而導致的不科學的混凝土配比。通過調研發現，當前建筑工程中的混凝土砂漿比例未達到規范要求，很多是人為的原因。所以，必須對一線工程技術人員進行技術教育，提高他們的技術水平和對工程質量的認識。

4.2準確計量

混凝土砂漿在配制過程中，水灰比很重要。在制作混凝土時，不僅要考慮混凝土的含水量，而且要對不同的原料進行精確的測定。在工程建設中，有些建筑企業只注重工程的工期和經濟利益，僅憑經驗進行混凝土的調配[6]。在沒有經過科學試驗和準確測定的情況下，經過加工的混凝土不能適應工程建設的需要。水泥粉煤灰碎石樁，也就是 CFG樁是由碎石、石屑、砂、粉煤灰與水混合后經不同類型的成樁機加工而成;是一種介于剛體和撓性體的樁體。CFG樁與樁間土壤結合，由褥墊層構成 CFG樁的復合型基礎，可依據其特性及計算結果進行工程設計。為了改善樁頂部的混合料密實，采用插入式振搗棒對樁頂混合料對其進行3-5 s的振動。用土壤覆蓋，增強了混凝土的抗壓作用。在進行上部地基施工時，去掉了防護樁的長度，以保證其與實際工程的標高相符。并根據需要進行鋪設褥墊層施工，在30-50 mm內埋入褥墊層。在褥墊層鋪筑時，應采取靜力壓實法，地基下的樁間土壤水分含量低時，可采取動態夯擊法，夯填度（夯實后的褥墊層厚度與虛鋪厚度的比值）不宜超過0.9。對于全屋式樁基，其樁位誤差不能超過0.4倍樁徑，對于條狀地基，其誤差不能超過0.25倍樁徑，對于單排布樁，其誤差不能超過60 mm。研究發現，在城市公路建設中，其性能對混凝土路面的施工質量有很大的影響。因此，建筑企業應加大對混凝土配比的監管力度，以改善其質量。

5結論

隨著社會的發展和人民生活水平的提高，機動車數量與日俱增，城市的交通壓力越來越大，市政配套工程是國民生活質量提高的重要基礎，相應的軟基處理成為配套工程施工的先行工作。CFG樁作為一種施工方便、質量可控、造價低的軟基處理方式得到廣泛應用。在 CFG樁基工程中，混凝土的施工質量是軟基形成復合地基達到地基承載力要求中至為關鍵的一環，其質量好壞將對城市公路的整體建設產生重大的影響。通過 CFG樁基施工過程的參數控制、質量保障及質量問題的預防與控制，使市政工程質量得到有力保障。

參考文獻

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