（广州市市政工程机械施工有限公司）
摘要：根据滨海地区市政道路CFG桩软基处理的实例，展开现状调查，找出CFG桩混凝土灌注损耗严重的主要症结为“扩孔严重”，然后分析并确认出交底不完善、坍落度过大、拔管方式控制不当3个要因，提出、制定并实施相应的对策，从成桩质量效果检查和经济效益分析中确认本次课题研究是具有成效的。
关键词：充盈系数；扩孔；坍落度；拔管
前言：确保工程质量和节约成本是工程施工的永恒话题，滨海地区软基处理是整个项目质量控制的关键。本文结合广东台山某市政道路工程实例，主要探讨确保CFG桩成桩质量的同时，减少混凝土的不合理损耗，达到节约材料及控制成本的目的。
一、工程背景
台山市某市政道路工程部分路段软基处理采用水泥粉煤灰碎石砂桩（CFG桩）复合地基，CFG桩共14080根，单根桩长19.3~29.6m，以穿透淤泥层进入持力层不小于 1.5m 控制，总桩长343396.5m。CFG 桩身强度为 C15，采用振动沉管灌注成桩工艺，混凝土塌落度为 30~50mm。设计要求单桩承载力不低于140KN，复合地基承载力不低于100Kpa。
本工程所处区域地表5~10m范围为回填土及大块碎石。软弱土层为淤泥及淤泥质土。
由于本工程CFG桩数量庞大，每根桩施工过程中混凝土材料的损耗对整个工程的成本又重大的影响。根据粗略估算，每根桩在施工过程中节约或浪费20%的混凝土，将会对整个工程节省或浪费约300万元的成本。施工前10天共完成1200根桩施工，理论消耗混凝土为3590m3，但实际混凝土消耗量为5530m3，混凝土灌注的损耗率高达54%。
二、现状调查
项目部技术人员对最先完成施工的1200根CFG桩中随机抽取120根桩进行统计，将各根桩的砼灌注损耗情况细化进行分析原因。通过调查分析，发现损耗情况总共有以下5个方面，具体统计情况如下：
从上表可知CFG桩混凝土灌注损耗情况的主要问题为：“扩孔严重”。
根据以往CFG桩的施工经验，类似地质下的混凝土灌注充盈系数在1.20~1.25左右，考虑到本工程的地质特殊性，混凝土灌注的充盈系数会适当偏大。根据试桩结论，平均充盈系数为1.32，混凝土的合理损耗可控制在0.35以下。
三、混凝土损耗原因分析
项目部通过对现场调查、分析，查阅了大量的有关CFG成桩和地下混凝土灌注的技术资料，进行了原因分析整理。主要缺点以下要因：
1、技术交底不完善。交底内容未包含材料节约等成本控制的相关内容，未向工人交底要在施工中杜绝材料浪费。
2、砼坍落度过大。经现场实测，灌注时混凝土的坍落度普遍在60~80mm之间，不满足振动沉管灌注砼坍落度30~50mm要求。坍落度过大虽利于灌注，但易造成桩下部扩大，影响桩成型。
3、拔管方式控制不当。现场施工为加快施工，砼灌注一半后就开始拔管，并且边拔管边泵料，有可能导致混凝土压力过大而扩散。边灌注边拔管也有可能导致供料不足而导致空桩。
四、提出并制定对策
1、技术交底不完善
备选对策一：按原交底内容，对所有作业人员，包括施工员、作业工人、机械操作手等进行技术交底，该对策全面覆盖所有操作人员，全体人员熟悉工艺流程，但交底未包含材料节省的内容。不选。
备选对策二：进行全面施工技术交底，确保每一名工人都熟悉施工工艺及作业流程，并且具备节约材料和成本的意识，可提高全体作业人员节约材料和控制成本的意识。选择。
2、坍落度过大
备选对策一：要求搅拌站出具合理的配合比报告，必须提供符合本工程使用的混凝土。可减少项目部人员投入，但被动控制砼质量，未必能起到实际效果。不选。
备选对策二：实测现场混凝土灌注时的坍落度，确保坍落度在30~50mm范围内。须增加试验人员的工作量，需增加人手配合，可确保坍落度在合理范围，可减少砼扩散。选择。
3、拔管方式控制不当
备选对策一：通过试验方式重新确认拔管过程中的振动参数，确保合理灌注下减少扩孔。能确保拔管过程中砼的充分密实，减少扩孔现象，但须重新调整机械参数，可能改变灌注效果，重新进行试桩确认。不选。
备选对策二：确保钻杆芯管充满混合料后开始拔管，杜绝拔管快于泵料导致空桩的现象，拔管速度控制在1.2~1.5m/min。可确保混凝土充满管芯后拔管，减少拔管过程中的砼扩散。选择。
五、对策实施
1、对项目部人员进行全面技术交底
重新编制施工技术交底资料，交底内容除了包括振动沉管灌注CFG桩工艺中混凝土灌注、拔管等关键工序的技术要点，还要求包含成本节约的相关内容，将控制施工过程中的材料损耗作为其中的重点和难点。
该对策的实施，可以使现场施工人员的施工技能有了较大提高，工人的责任意识也得到了明确。
2、严格控制砼灌注坍落度
为减少CFG桩灌注过程中混凝土离析或扩散的现象，项目部技术人员决定加强CFG桩混凝土灌注前质量检查。工程选用的每车商品混凝土，必须先实测坍落度，将混凝土坍落度控制在30~50mm范围以内方可允许灌注。本工程CFG桩使用C15混凝土必须符合强度、坍落度等各项指标要求。
通过加强对混凝土坍落度的检查和实测，搅拌站对本工程提供的C15混凝土质量可以得到了明显的改善。
3、加强施工过程监控
CFG桩施工必须严格按照技术规程和施工方案的要求进行沉管、灌砼及拔管的各项工序，减少边灌浆边振动而导致下部混凝土扩散的现象。加强过程中监控，确保拔管速度控制在1.2~1.5m/min之间，并杜绝拔管快于泵料导致空桩的现象。
与此同时，项目部也加强对施工过程中对桩机做好维修保养工作，确保设备正常运作。在保养机械的同时，根据机械运行情况和实际地质情况，适当调整拔管速度、振动频率等参数，控制质量的同时也减少不必要的材料和机械损耗。
措施实施后混凝土灌注充盈系数的统计，充盈系数的接近或略小于试桩的理论值（1.32）表明混凝土的不合理损耗得到了明显的控制。
五、质量与经济效益检查
本工程CFG桩施工中C15混凝土用量的统计，本共使用混凝土51380m3，比理论计算用量38400m3多了12980m3，混凝土的灌注损耗率为33.8%，达到项目部预定的目标值。并且，根据成桩28d后第三方检测单位对已达龄期的桩进行单桩承载力和复合地基承载力检测，所代表的全部桩均满足设计要求。
根据对策实施前后的混凝土的损耗率分别进行计算混凝土的用量，可节约混凝土用量7756m3。，可节省混凝土材料费用1688.80-1438.61=217.19万元。
六、总结及展望
在沿海地区尤其是滨海的填海区域，普遍存在淤泥土层较深且可能存在地下水含盐量过大或流砂的特点，采用CFG桩作为软基处理具有工期快、工后效果明显的特点。在施工过程中，只要严格控制混凝土坍落度及拔管速度，提高施工人员节约材料的意识，就能明显降低材料的不合理损耗，其经济效益也将十分明显。
参考文献：
【1】 中华人民共和国住房和城乡建设部发布，《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）
【2】 徐智宏，陈瑞礼，《CFG桩在软土地基处理中的应用》.《中外公路》，2004年8月
论文作者:刘振力
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期
论文发表时间:2015/10/12
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