水泥粉煤灰碎石桩施工技术及质量通病第一章 水泥粉煤灰碎石桩1、基本介绍及适用范围1.1水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel的缩写），由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的具有一定强度的可变强度桩。
1.2是一种低强度混凝土桩，可充分利用桩间土的承载力共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，具有较好的技术性能和经济效果。
1.3水泥粉煤灰碎石桩复合地基适用于处理黏性土、粉土、砂土和自重固结已完成的素填土地基以及对噪音及泥浆污染要求严格的场地，穿越卵石夹层时应通过实验确定其适用性，对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。
2、主要规范标准文件2.1《复合地基技术规范》GB/T50783《岩土工程勘察规范》GB50021《建筑地基处理技术规范》JGJ79《建筑桩基技术规范》JGJ94《混凝土质量控制标准》GB50164《混凝土强度检验评定标准》GBT50107《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204《建设工程质量管理条例》《建设工程安全生产管理条例》其他现行相关规范标准、文件等。
3、设备及参数3.1该机主要由顶部滑轮组、立柱、斜撑杆、底盘、行走机构、回转机构、卷扬机构、操纵室、液压系统及电气系统组成。
图3-1长螺旋钻机3.2常见设备型号及参数见表3-1常见型号及主要技术参数表 表3-1型号电机功率（kw）钻孔直径（mm）钻杆扭矩（kN﹒m）钻孔深度（m）钻进速度（m/min）钻杆转速（r/min）桩架形式BQZ40022300-4001.478-10.51.5-2140步履式KLB60040300-6003.3012.01.0-1.588步履式ZKL400B30300-4002.6712.098步履式LZ60030300-6003.6013.01.070-110履带吊W1001ZKL650Q40350-6006.7110.039、64、99汽车式ZKL400304003.7、4.8512-181.063、81、116履带吊W1001常用四类钻头适用地层表 表3-2钻头类型适用地层尖底钻头黏性土层，在刃口上镶焊硬质合金刀头，可钻硬土平底钻头松散土层耙式钻头含有大量砖瓦块的杂填土层筒式钻头混凝土块、条石等障碍物钻头直径与钻孔直径参考匹配表 表3-3成孔直径（mm）3004005006007008001000钻头直径（mm）296396495594693792990混凝土输送泵及输送管与长螺旋钻具中心管相匹配，现场采用混凝土输送泵和φ125输送管。
目前较常用的为30泵，有方园、中联和SANY等产品，工作泵压一般为4～6MP。
φ125输送软管与长螺旋钻具中心管相连，既可方便钻机移动，又可保持搅拌后台位置的相对稳定无需多次移位。
4、材料及参数4.1宜采用和易性好、泌水性较小的预拌混凝土，强度等级符合设计要求，初凝时间不小于6h。
素混凝土压灌桩砼灌注前坍落度宜为160mm～180mm，采用后插钢筋笼时灌注前的坍落度宜为180mm～220mm，符合《混凝土质量控制标准》GB50164。
4.2水泥强度等级不应低于32.5，并具有出厂合格证明文件和检测报告，强度等级符合《通用硅酸盐水泥》GB175第六章的规定如下：4.2.1硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级;4.2.2普通硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级。
4.3应选用洁净中砂质量符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006）第3.1.3的规定如下：天然砂中含泥量见表4-1 表4-1混凝土强度等级≥C60C55≈C30≤C25含泥量（按重量计%）≤2.0≤3.0≤5.04.4宜选用质地坚硬的粒径10mm～20mm的碎石或砾石，含泥量不大于2%，质量符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53的规定。
4.5宜选用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰，掺入量分别不大于12%和20%，质量检验合格，掺量通过配比试验确定。
4.6宜选用液体缓凝剂，质量符合相关标准要求，并应有性能检验报告，掺量和种类根据施工季节通过配比试验确定。
4.7搅拌用水应符合《混凝土用水标准》JGJ63的规定。
5、常规工艺流程及质量控制要点5.1常规工艺流程见图5-1图5-1常规工艺流程图5.2施工准备5.2.1岩土工程勘察报告、设计文件、图纸会审纪要、施工组织设计等已备齐；5.2.2地上、地下障碍物处理完毕，达到“三通一平”，施工设施准备就绪。
现场已设置测量基准线、水准基点，并加以保护，施工前已复核桩位；5.2.3施工前应检查整套施工设备，保证设备状态良好，严禁带故障的设备进场；5.2.4作好施工相关的水、电管线布置工作，保证进场后可立即投入施工。
施工现场内道路、基坑坡道应符合设备运输车辆和汽车吊的行驶要求，保证运输安全；5.2.5组装设备时应设立隔离区，专人指挥，非安装人员不得在组装区域内，严格按程序组装；5.2.6安排材料进场，应按要求及时进行原材料检验和检测；5.2.7开工前应对施工人员进行质量、安全技术教育，并完成技术交底。
5.3施工工序要点5.3.1放线定位：按桩位设计图纸要求，测设桩位轴线、定桩位点，并做好标记；5.3.2钻机就位：钻机就位后，保持钻机平稳、调整钻塔垂直，钻杆的连接应牢固；5.3.3钻机定位后，进行预检，钻尖与桩位点对中，钻机启动前应将钻杆、钻尖内的土块、残留的混凝土等清理干净；5.3.4钻机成孔：钻进速度根据地层情况按成桩工艺试验确定的参数进行控制。
5.3.5钻机钻进过程中，不宜反转或提升钻杆，如需提升钻杆或反转应将钻杆提至地面，对钻尖开启门须重新清洗、调试、封口；5.3.6对于饱和粉细砂及软土层部位，宜采取跳打的方法，防止发生串孔。
5.3.7达到设计桩底标高终孔验收后，进行压灌混凝土作业，首次泵送前或停工时间过长时，应先开机润管；5.3.8混凝土开始压灌时，宜先泵后提，保持压力3MPa～4MPa，将混凝土通过管路、钻具压灌到孔内，边泵送边缓慢上提钻具，钻具提升速度要与泵送速度相适应，应始终保持钻头在混凝土面1m以下，以防止缩径、断桩。
钻头提到孔口时，应适当埋入一定深度，确保桩头部位超灌高度和桩径达到设计要求，待混凝土溢出时方可提出钻具；5.3.9冬季施工混凝土时，压灌混凝土的孔温度不应低于5℃，并采取有效的防冻施工方案；5.3.10当气温高于30℃时，应在混凝土输送泵管上采取降温措施；5.3.11混凝土试块留置应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204、《混凝土强度检验评定标准》GBT50107有关规定执行；5.3.12桩体达到70%设计强度以后，方可进行开槽及桩间土挖除等土方清理工作，并宜用小型、轻型土方机械施工；图5-2清除桩间土5.3.13压灌桩的充盈系数宜为1.0～1.2，实际浇筑混凝土量不应小于理论计算体积；5.3.14桩顶混凝土超灌高度不宜小于500mm，软土区不宜小于800mm；5.4、质量控制要点5.4.1测放桩位：5.4.1（1）据建筑物定位轴线，由专职测量人员按桩位平面图推确无误地将桩位放样到现场。
现场桩位放样采用插木制短混加白灰点作为桩位标识；（2）桩位放样允许误差: 20mm；（3）桩位放样后经自检无误，填写楼层平面放线记录》和《施工测量放线报验表》。
5.4.2 成孔（1）钻机就位后，进行预检，要求钻头中心与桩位偏差小于20mm，然后调整钻机，用双垂球双向控制好钻杆垂直度，合格后方可平稳钻进。
钻头刚接触地面时，先关闭钻头封口,下钻速度要慢；图5-3人工关闭钻头封口（2）正常钻进速度可控制在1～1.50m/min ，钻进过程中，如遇到卡钻、钻机摇晃、偏移，应停钻查明原因，采取纠正措施后方可继续钻进。
不宜反转或提升钻杆，如需提升钻杆或反转应将钻杆提至地面，对钻尖开启门须重新清洗、调试、封口 ；（3）钻出的土方及时清理，并统一转移到指定的地方堆放；图5-4机械清理桩芯土（4）用钻杆上的孔深标志控制钻孔深度，钻进至设计要求的深度及土层，经现场监理员验收方可进行灌注混凝土施工。
图5-5做标志控制钻孔深度5.4.3泵送混凝土要求（1）坍落度为18~ 20cm,混凝士到达施工现场后，应进行坍落度的检查，实测混凝土坍落度与要求混凝土坍落度之间的允许偏差为±20mm;图5-6现场实测坍落度（2）碎石粒径小于2.0cm;（3）施工期间，每台班制作混凝土试块一组，其规格为100mm×100mm×100mm,标准养护，并送检28d强度；（4）泵送量达到钻杆芯管-定高度后，方可提钻，禁止先提钻再泵料;（5）-边泵送混凝士-边提钻，提钻速率控制必须与泵送量相匹配，保证钻头始终埋在长螺旋压灌后插钢筋笼灌注桩混凝土液面以下，以避免进水、夹泥等质量缺陷的发生;（6）成桩过程宜连续进行，应避免后台上料慢造成的供料不足、停机待料现象，直至桩体混合料高出桩顶设计标高:（7）若施工中因其他原因不能连续灌注混凝土。
须根据勘察报告和施工已掌握的场地土质情况，避开饱和砂土、粉土层，不宜在这些士层内暂停泵送混凝土，避免地下水侵人桩体；（8）成桩过程中必须保证排气阀正常工作，防止成桩过程中发生堵管;（9）施工时婴始终保持混凝土泵料斗内的混凝土液面在料斗底面以上一定高度，以免泵送时吸人空气，造成堵管；（10）在混凝土浇筑过程中，应及时、准确地填写《长螺旋压灌后桩浇灌记录》。
5.5标准试件制作及养护5.5.1混凝士强度试件应在混凝士的浇筑地点随机抽取。
取样与试件留置应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204中7.4.1条规定如下：（1）每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土,取样不得少于次;（2）每工作班拌制的同一配合比的混凝士不足100盘时,取样不得少于一次 ;（3）当一次连续浇筑超过1000m³时,同一配合比的混凝士每200m3取样不得少于一次;（4）每一楼层、同一配合比的混凝土,取样不得少于-次;（5）每次取样应至少留置一组标准养护试件 ,同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。
图5-7现场制作试块5.5.2标准试件养护（1）同条件养护试件拆模后，应放置在靠近相应结构构件或结构部位的适当位置，并应采取相同的养护方法。
（2）同条件自然养护试件的等效养护龄期及相应的试件强度代表值，宜根据当地的气温和养护条件，按下列规定确定: ①等效养护龄期可取按日平均温度逐日累计达到600℃时所对应的龄期，0℃及以下的龄期不计入；等效养护龄期不应小于14d，也不宜大于60d；②同条件养护试件的强度代表值应根据强度试验结果按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GBJ107的规定确定后，乘折算系数取用；折算系数宜取为1.10，也可以根据当地的试验统计结果作适当调整。
5.6破桩头5.6.1通过测量挂线确定每根桩的桩顶设计标高，并在桩头用红油漆或墨线进行标识；5.6.2桩头破除采用环切工艺以尽量减小对桩头的扰动形成浅层断桩的情况，每边切入深度不小于15cm，切完后再桩头切缝处同一水平面按同一角度插入三根钢钎，用锤击打将桩头截断，再用钢钎铁锤将桩头从四周向中间修平，在环切过程中注意工人的防护工作，配备防护镜及手套；图5-8桩头环切6、检验与验收6.1 一般规定6.1.1桩基工程应进行桩位、桩长、桩径、桩身质量、垂直度及承载力检验；6.1.2砂、石子、水泥、钢材等桩体原材料质量的检验项目和检验方法应符合现行有关标准；6.2检验与检测6.2.1施工前应检验桩位，桩位偏差应符合《地基与基础验收规范》GB50202的规定；6.2.2施工前应进行检验：使用预拌混凝土的，应有产品合格证和搅拌站提供的质量检查资料；6.2.3施工过程中应进行检验：灌注混凝土前，对已成孔的中心位置、孔深、孔径及垂直度进行检验。
6.3长螺旋钻孔压灌桩质量检验宜符合表6-1的要求长螺旋钻孔压灌桩质量检验标准 表6-1项 目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法主控项目1桩位1～3根桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础中的边桩：70mm；条形桩基沿轴线方向和群桩基础的中间桩：150mm；支护桩桩位允许偏差，不宜大于50mm。
用钢尺和全站仪量测2孔深+300mm测钻杆长度，应确保进入设计要求的持力层深度3混凝土强度设计要求试件报告或钻芯取样送检一般项目1垂直度桩基：不大于1%支护桩：不大于0.5％用经纬仪/钻机水平尺2桩径-20mm用钢尺量3桩顶标高+30mm，-50mm用水准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体4保护层厚度±20mm用钢尺量5混凝土坍落度180mm～220mm用坍落度仪6混凝土充盈系数＞1检查每根桩的实际灌注量注：桩径允许偏差的负值是指个别断面。
6.4检测前准备6.4.1施工完成后应按桩基或复合地基的要求检查桩位偏差和桩顶标高；6.4.2长螺旋钻孔压灌混凝土后应进行桩身完整性和单桩承载力抽样检测；长螺旋钻孔压灌桩复合地基应进行桩身完整性、复合地基载荷试验和单桩承载力抽样检测；6.4.3现场检测前应调查、收集下列资料：（1）收集被检测工程的岩土工程勘察资料、桩基或地基设计图纸、施工记录；了解施工工艺和施工中出现的异常情况；（2）明确委托方的具体要求；6.4.4应根据调查结果和检测目的，选择检测方法并制定检测方案。
检测方案宜包含以下内容：工程及地质概况、检测方法及其依据的标准、抽样方案，所需的机械或人工配合，试验周期。
6.4.5检测开始时间应符合下列规定：（1）当采用低应变法检测时，受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa；（2）当采用钻芯法检测时，受检桩的混凝土龄期达到28d或同条件养护的预留试块强度达到设计强度；（3）承载力检测前的休止时间除应达到本条第2款规定的桩身混凝土强度外，当无成熟的地区经验时，尚不应少于表6-2规定的时间：表6-2土的类别休止时间（d）砂土7粉土10粘性土非饱和15饱和256.4.6受检桩应先进行桩身完整性检测，后进行承载力检测。
当基础埋深较大时，桩身完整性检测和承载力检测应在基坑开挖至基底标高后进行。
6.4.7采用低应变法检测基桩桩身完整性应符合下列规定：（1）建筑桩基设计等级为甲级或地基条件复杂的工程，检测数量不少于总桩数的30%，且不少于20根；其它桩基工程，检测数量不少于总桩数的20%，且不少于10根；（2）每个柱下承台检测桩数不少于1根；（3）护坡桩工程，检测数量不少于总桩数的20%，且不少于5根；（4）桩身完整性检测宜采用低应变法，当低应变法不能全面评价基桩完整性时，按不少于总桩数10%的比例采用钻芯法检测。
6.4.8单桩承载力的检测应采用静载试验法，并应符合下列规定：（1）单桩竖向抗压承载力检测时，检测数量不少于同一条件下桩基分项工程总桩数的1%，且不少于3根；当总桩数小于50根时，检测数量不少于2根；（2）单桩竖向抗拔承载力和单桩水平承载力检测时，检测数量不应少于同一条件下桩基分项工程总桩数的1%，且不少于3根。
6.4.9复合地基检测应符合下列规定：（1）采用低应变法检测素混凝土灌注桩桩身完整性，检测数量不低于总桩数的10%，每个柱下承台检测桩数不少于1根；（2）复合地基载荷试验和单桩静载荷试验的检测数量不少于总桩数的1%，且每个单体工程的复合地基静载荷试验的检测数量不少于3个点。
6.4.10验收检测的受检桩选择宜符合下列规定：（1）施工质量有疑问的桩；（2）设计方认为重要的桩；（3）局部地质条件出现异常的桩；（4）施工工艺不同的桩；（5）承载力验收检测时适量选择完整性检测中判定为Ⅲ、Ⅳ类桩；（6）除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。
6.4.11检测报告应结论明确、用词规范。
检测报告应包含以下内容：（1）委托方名称，工程名称、地点，建设、勘察、设计、监理和施工单位名称，基础与结构型式；（2）建筑层数、设计要求、检测目的、依据、检测数量和检测日期；（3）地质条件描述；（4）受检桩的桩型、尺寸、桩号、桩位、桩顶标高和相关施工记录；检测方法、检测仪器设备和检测过程叙述；受检桩的检测数据、实测与计算分析曲线、表格和汇总结果；（5）与检测内容相应的检测结论。
七、质量通病防治质量通病桩身垂直度及桩位偏差形成原因1、操作手未按技术交底进行作业；2、旁站人员未对桩机进行有效监控；3、技术交底未明确具体作业防治方法1、垂直度：在桩机悬挂双向垂球；旁站人员对在桩机就位后进行实测，判定桩身的垂直度偏差是否满足规范或设计要求。
2、桩位偏差：在上一根桩施工过程中，通过已经标明相近的横向、纵向桩位用尺量。
相关图片或示意图质量通病短桩形成原因1、标识不清；2、施工队伍偷工；3、旁站人员不足、控制不严，管理人员巡查不够。
防治方法1、在桩机机身上做明确的长度标识，为方便夜间施工控制，需用反光材料进行标识；2、标识的最小刻度一般为50cm或25cm；3、增加必要的旁站人员，进行现场培训；4、分部和经理部管理人员加强巡视，特别是夜间施工的巡视相关图片或示意图质量通病浅层桩头疏松形成原因1、提管速度过快；2、混合料离析等；3、停灰面过低，未留相应的超灌长度防治方法1、按作业指导书规定的提管速度严格控制；2、预留适当的超灌长度；3、加强对混合料搅拌、运输、浇注过程的监控相关图片或示意图质量通病浅层断桩形成原因1、上覆土清除时间、机械不妥；2、桩头破除方式不妥；3、褥垫层施工方法不当。
防治方法1、在桩身强度达到设计强度的70％以上后，用小型挖掘机清除上覆土；2、建议用电锯进行切桩头；3、褥垫层第一层施工时采用机械配合人工进行，大型机械不得进入地基处理区。
相关图片或示意图质量通病桩身离析形成原因1、混合料工作性能不佳；2、提管速度过快；3、提管过程中，停止供混合料。
防治方法1、混合料工作性能不佳；2、提管速度过快；3、提管过程中，停止供混合料。
相关图片或示意图质量通病桩端未进入相应的持力层形成原因对瞬间电流控制目的不清，未按瞬间电流、桩长进行双控防治方法1、细化作业指导书和技术交底，对现场旁站、技术、管理人员进行培训；2、对桩端进入⑶4、⑷1层的按进持力层要求，以桩长配合电流控制，以电流控制为主；3、对桩端进入⑶2的摩擦桩，以电流配合桩长控制，以桩长控制为主。
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