對長螺旋鉆中心壓灌施工CFG樁竄孔現象的一點認識

雖然現行規范對水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）的設計、施工均有一些規定，但在工程現場施工時，還是會出現樁徑偏小、縮頸斷樁或竄孔等現象，下面就豫東南一變電站和一電廠工程在CFG樁施工中出現的問題，談一下CFG樁施工竄孔現象的原因及對策。

變電站及電廠工程場地均處于淮河沖洪積平原，地基土主要為第四系沖洪積粉質黏土和粉土，地層分布、參數及地下水位情況見下表、圖。

圖1             變電站工程場地地層分布情況

圖2             電廠工程場地地層分布情況

變電站工程和電廠工程的附屬建筑均采用CFG樁復合地基，也均進行了復合地基原體試驗工作。然而在CFG樁施工中，采用長螺旋鉆中心壓灌成樁施工，均出現了CFG樁樁徑偏小、縮頸斷樁、夾泥及竄孔等現象（以下簡稱不良現象），針對上述現象，規范中也闡述了一些預防、應對措施，但本人經過研究分析，認為尚存在一些其他影響因素，需在現場施工中引起重視。

變電站工程的CFG樁施工問題主要出現在層②稍密飽和粉土中，電廠附屬建筑的CFG樁施工問題主要出現在層②和層④軟塑粘性土中。經過對兩工程多個地段各類問題的分析，認為在稍密飽和粉土/粉細砂、流塑～軟塑粘性土或淤泥質土（以下稱不利土層）中施工CFG樁，除了樁徑、樁間距、塌落度等影響因素外，尚應注意提拔鉆桿速度、混合料泵送量配合、混合料（一般均使用素混凝土）初凝時間、跳打等因素。

下面就談一下在不利土層中，采用長螺旋鉆中心壓灌成樁施工CFG樁，出現不良現象的具體原因。分析原因如下：一、規范中闡述的樁徑、樁間距、塌落度等影響因素（不再贅述）；二、螺旋鉆鉆進過程中，螺旋葉片對已打樁周邊土剪切擾動（甚至引起液化），使本來狀態較差的土體結構狀態破壞，側向約束力降低，導致不良現象的發生；三、提拔鉆桿速度與混合料泵送量配合因素，拔管速度過快會導致孔內形成負壓，樁周的不利土層（或被剪切擾動破壞的土層）強度不能平衡鄰近已打樁近于流體的樁體向孔內產生的壓力，致使周邊已打樁樁體側向溢出、樁頂下沉，導致夾泥與竄孔現象的發生；四、提拔鉆桿速度過慢，對應的就是混合料泵送量過多，在混合料的壓力下，樁周的不利土層（或被剪切擾動破壞的土層）強度不足，將發生向外側擠壓變形，導致鄰近已打樁縮頸或是斷樁，樁頂標高會有所上升，若在淺部不良土層中混合料泵送量過多，還會出現地面隆起等不良現象；五、在地下水位以下進行成孔、成樁過程中，尚存在滲流作用的不利因素，由于地下水向施工樁孔內匯集，樁周土就會受到滲流力的作用，趨向孔內破壞。

針對出現的各種不良現象，提出以下主要措施：一、根據地層情況調整樁徑、樁間距、塌落度（不再贅述）；二、適當減慢螺旋鉆鉆進速度，以降低對樁周土的剪切擾動；三、通過現場試驗，確定提拔鉆桿速度與混合料泵送量配合關系，并不斷根據現場施工情況進行優化；四、采取隔樁跳打措施，二遍（三遍）打樁應在上一批已打樁樁身材料具有一定強度（如混凝土初凝）后進行；五、成樁施工過程中，不得停泵待料，以減小滲流力帶來的風險及避免造成混合料的離析，進而導致不良現象的發生；六、施工過程中，對已打樁樁頂標高及地面進行監測，發現異常及時分析原因并采取應對措施；七、施工中若發現已打樁樁頂下沉時，正在施工的樁應立即停止提鉆、繼續壓料，待已打樁混合料上升至樁頂標高后，方可繼續施工。八、如確有必要，可以考慮先降水，再進行CFG樁復合地基施工。

文章依托兩個典型工程實例，對在稍密飽和粉土/粉細砂、流塑～軟塑粘性土或淤泥質土等地層中，采用長螺旋鉆中心壓灌成樁施工CFG樁出現的各種不良現象，進行了原因分析并提出了應對措施，希望對年輕的巖土工程師有所幫助，不足之處敬請斧正，謝謝！