内海滩涂CFG桩体质量病害原因分析

2022-03-24时贞祥李文祯刘子超

四川建材 2022年3期

时贞祥，张玮，李文祯，刘子超，陈焕

(中国电建市政建设集团有限公司，天津 300384)

0 前言

CFG桩是一种被用于改善与加固软土地基的施工技术，其原理是利用专业钻机设备，将混凝土与地基深处的原土质进行融合，以此来对地基的土质进行改善，满足地基承载的要求[1-2]。然而在内海滩涂进行CFG桩施工，不可避免地遇到含水量较高的淤泥质地层，CFG桩施工过程中会受到淤泥侵入、桩与桩之间的相互挤压等因素影响，导致CFG桩体质量难以有效控制，施工质量无法达到预期目标[3-5]。为此，针对内海滩涂CFG桩振动施工过程桩体质量病害原因，依托福建某沿海市政道路工程，通过试桩试验分析，对比分析CFG桩取芯质量，阐述了含水率较高的淤泥质黏土地层CFG桩施工质量问题。

1 工程概况

福建省某滨海大道二期道路工程起于站前大道与滨海大道一期平交路口，途径滨海新城、外墩、马洋、江美、点头镇、白琳镇、翁江，终点设置在白琳镇寒洋里接974县道，线路全长10.69 km。标段为第一标段，起止点为站前大道与滨海大道一期平交路口至江美村海域，起讫桩号为K0+000～K4+865，全长4.865 km。CFG桩处理区域(K0+710～K1+820)地段属典型海相冲淤积地貌，广泛分布有软土层(淤泥)，地形变化小，地势较平缓。该段基底土层为淤泥层，属于典型软土路基，土层压缩性高，承载力低，稳定性差。

2 试桩试验

针对商品和自拌混凝土材料的CFG桩体质量分析，开展了CFG桩振动下沉施工试验。根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度。桩管内不允许进入水或泥浆，当有水或泥浆进入时，应灌入1.5 m高的封底混凝土后再开始沉桩。其中，自拌混凝土材料采用混凝土拌和站集中拌制。混凝土坍落度控制在30～50 mm(规范要求现场拌和为30～50 mm，集中拌和为80～120 mm)，成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200(大于200 mm时要清理)。每次向管桩内灌注混凝土时应尽量多灌，混凝土可一次灌足；第一次拔管高度应控制在能容纳第二次所需要灌入的混凝土量为限，不宜拔得太高。在拔管过程中设专人用测锤检查管内混凝土面的下降情况。开始拔管时，应测得混凝土确已流出桩管后，才可进行继续拔管。拔管时应先振5～10 s再开始拔管，边振边拔，每上拔0.5 m，应停拔并振动5～10 s，如此反复操作至桩管全部拔出，拔管速度应控制在1 m/min以内。成桩后桩顶标高应高出设计标高0.5 m，成桩后浮浆高度不超过200 mm。

3 试验结果分析

采用低应变检测和桩体取芯两种方法，检验CFG桩体质量。表1给出了CFG桩低应变检测情况。由表1可知：桩长无法有效判断，桩体存在偏桩可能性较大。表2给出了CFG桩静载试验检测情况，由表2可知：抽检试验桩体只有50%满足设计要求。

表1 CFG桩低应变检测

表2 静载试验检测

图1为CFG桩取芯试验芯样图。由图1可知：①B51-09#桩，取芯长度11 m，芯样描述：0～2.4 m范围为柱状混凝土，2.4～2.7 m范围为松散状碎石及机制砂，2.7～3.0 m范围为柱状混凝土，3.0～3.3 m范围为松散状碎石及机制砂，3.3～8.4 m范围为柱状混凝土，8.4～11 m显示为淤泥/粉质黏土,初步分析松散状碎石及机制砂的芯样为局部桩身缩颈导致，8.4 m以下淤泥芯样暂无法判断，低应变检测显示2.3 m左右的位置处波形异常；②D28-32#桩，取芯长度:13.2 m，芯样描述：0～3.1 m为柱状混凝土，3.1～3.3 m为松散混凝土，3.3～5.6 m为柱状混凝土，5.6～10.4 m为松散混凝土，10.4～13 m为淤泥，13～13.2 m为粉质黏土。初步分析3.1～3.3 m处缩颈，5.6～10.4 m处缩颈及混凝土强度不够；CFG桩深度和设计相差3 m是由于拔管时沉管未打开；设计地勘报告和取芯芯样不符，设计粉质黏土在-6.5 m处，实际取芯芯样在-9 m处。