CFG樁與沖孔灌注樁施工工藝與經(jīng)濟分析

1、CFG樁與沖孔灌注樁施工工藝 與經(jīng)濟分析CFG樁是英文Cement Fly-ash Grave的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機械制成的可變強度樁。它和樁間土一起，通過褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基共同工作，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型；CFG樁適用范圍：（1）長螺旋鉆孔灌注成樁， 適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的樁土；（2）長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁， 適用于粘性土、粉土、砂土， 以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地；（3）振動沉管灌注成樁， 適用于粉土、粘性土及素填土地基；CFG樁工程特性（1）CFG樁復(fù)合地基

2、通過褥墊層與基礎(chǔ)連接，可保證樁間土始終參與工作。在荷載作用下，樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔的荷載。這樣，由于樁的作用使處理后的復(fù)合地基承載力可大幅度提高，提高系數(shù)可高達2倍以上。（2）CFG樁是由機械成孔后將混合料打入孔中成形，利用拔管過程中樁機產(chǎn)生的振動及高差產(chǎn)生的重力使混合料出現(xiàn)自振搗效應(yīng)并成形。這樣在成樁的過程中不僅擠密了樁間土還擠密了樁身，使其具有水硬性，能明顯提高復(fù)合地基的強度和抗變形能力。（3） CFG樁長可以從幾米到0多米，并可全樁長發(fā)揮樁的側(cè)阻力，樁承擔的荷載占總荷載的百分比可在4075之間變化。因此復(fù)合地基承載力具有很大的可調(diào)性，可通過調(diào)整樁長、樁

3、距等參數(shù)來滿足不同的承載力要求。（4）CFG樁復(fù)合地基具有剛?cè)嵯酀氖芰μ卣?，不僅可全樁長發(fā)揮側(cè)阻，而且當樁端落在好的土層上時還具有明顯的端承作用。這樣就可以通過增加樁長或改變樁端持力層的方式，使其進入較堅硬的土層來提高CFG樁復(fù)合地基的承載力，以滿足不同的設(shè)計要求。CFG樁質(zhì)量控制（1）選擇正確的施工順序。CFG樁的施工順序和施打速度正確與否直接影響樁的質(zhì)量，應(yīng)合理選擇樁的施打順序和施打速度，盡量減少樁間土的側(cè)向擠壓與隆起對已施工樁的影響。（2）嚴格控制拔管速率。拔管速率太快可能導(dǎo)致樁徑偏小或縮頸斷樁，而拔管速率過慢又會造成混和料離析，樁項浮漿過多導(dǎo)致樁身強度不足。因此施工時，拔管速度應(yīng)按均

4、勻線速度控制在1.21.5m/min左右，在淤泥或淤泥質(zhì)土層位置，拔管速度還應(yīng)適當放慢。（3）控制好混合料的坍落度。坍落度過大，會形成樁項浮漿過多，降低樁體強度。坍落度宜控制在3050mm，此時混合料和易性好，成樁質(zhì)量容易控制。（4）應(yīng)設(shè)置保護樁長。樁頂標高應(yīng)高出設(shè)計樁頂標高至少0.5m，并在管拔出后，用插入式振搗棒對樁頂混合料加振35秒，提高樁頂混合料的密實度及抵抗周圍土擠壓的能力，避免混合料受新打樁振動作用上涌而導(dǎo)致縮徑。 （5）拔管過程避免反插。在拔管過程中若出現(xiàn)反插，由于樁管垂直度的偏差，容易使土與樁體材料混合，導(dǎo)致樁身摻土影響樁身質(zhì)量，應(yīng)避免反插。（6）加強施工過程中的監(jiān)測。在施工過

5、程中，應(yīng)加強對施工場地標高、已打樁樁頂標高等項目的監(jiān)測，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并采取針對性措施，有效地控制成樁質(zhì)量。(7)合理調(diào)配混合料供應(yīng)。由于運送混合料的攪拌車的容量有限，樁體通常需要灌注幾次才能完成，而分次灌注的交界面容易形成樁身缺陷。因此需加強供應(yīng)調(diào)度，減少等料時間。(8)加強成品保護。應(yīng)在CFG樁達到一定強度后（一般為成樁后37天）再進行基坑開挖和樁頭處理。基坑若采用機械、人工聯(lián)合開挖時，應(yīng)預(yù)留一定厚度由人工開挖，以保障機械開挖造成的斷裂部位不低于基礎(chǔ)底面標高，且樁間土不受擾動。如果在基槽開挖和砍樁時造成樁斷至樁頂設(shè)計標高以下時，應(yīng)進行接樁。可人工開挖至斷樁位置，將斷樁位置清理干凈鑿毛，擴

6、大半徑20mm后用高一標號的混凝土接樁至設(shè)計樁頂標高。CFG樁施工工藝：（1）長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工工藝 長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝流程圖停 機測量、放線并復(fù)核平整場地樁位對中鉆孔至設(shè)計標高邊提鉆邊投混合料壓罐混合料至設(shè)計樁頂面原材料進場、檢驗混合料攪拌安裝鉆機、混合料攪拌機工藝要點A 布置樁點：場地清理整平，按樁點設(shè)計布置圖放樣布點。B 鉆機就位：移動鉆機就位，用塔機塔身的前后和左右的垂直標桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對準樁位中心。C 混合料攪拌：按試驗配合比攪拌混合料，上料順序為：先裝碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加劑，最后加砂攪拌均勻，放入攪拌桶。每盤料攪拌

7、時間不小于60s?；炷撂涠瓤刂圃?60200mm。在泵送前混凝土泵料斗、攪拌機攪拌筒備好熟料。D 鉆進成孔：關(guān)閉鉆頭閥門，移動鉆桿至鉆頭觸及地面，啟動馬達先慢后快鉆進，減少鉆桿搖晃，檢查鉆孔的偏差。在成孔過程中，發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，可放慢進尺，避免導(dǎo)致樁孔偏斜、移位，甚至使鉆桿、鉆具損壞。E 灌注及拔管：成孔到達設(shè)計樁底，停止鉆進，泵送混合料，當鉆桿芯充滿混合料后開始拔管，不可先拔管后泵料?；旌狭系谋盟土颗c拔管速度相匹配，拔管速度控制在23m/min。成樁過程須連續(xù)進行，施工中因其他原因不能連續(xù)灌注，須避開飽和砂土、粉土層停機。灌注成樁后，用水泥袋蓋好樁頭，進行保護。F 移機：一根樁施工

8、完畢后，鉆機移位，進行下一根樁施工。（2）振動沉管灌注成樁施工工藝振動沉管灌注成樁施工工藝流程圖安裝鉆機、混合料攪拌機原材料進場、檢驗測量、放線并復(fù)核平整場地樁位對中沉管至設(shè)計標高邊拔管邊投混合料灌注混合料至設(shè)計標高混合料攪拌停 機工藝要點A 布置樁點：場地清理整平，按樁點設(shè)計布置圖放樣布點。B 樁機就位：移動樁機就位，連接樁頭，調(diào)整沉管、樁頭與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。 C 混合料攪拌：按試驗配合比攪拌混合料，坍落度3050mm控制。D 沉管：啟動馬達，沉管到預(yù)定標高停機，沉管過程中做好記錄，每沉1m記錄電流表上的電流一次，并對土層變化處予以說明。E 投料：停機后立即向管內(nèi)投料，直

9、到混合料與進料口齊平。成樁后浮漿厚度以不超過20cm為宜。F 振動拔管：啟動馬達，留振510s，開始拔管，拔管速率一般為1.21.5m/min。如果遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速度還要放慢。拔管過程中不允許反插。如上料不足，須在拔管過程中空中投料，以保證成樁后樁頂達到設(shè)計標高，施工時樁頂宜高出設(shè)計標高0.5m。G封頂：沉管拔出地面，確認成樁符合設(shè)計要求后，用粒狀材料或黏性土封頂。然后停機,移機到下一根樁施工。（3）長螺旋鉆孔灌注成樁施工工藝長螺旋鉆孔灌注成樁目前應(yīng)用較少其工藝流程為：平整場地樁位放樣組裝設(shè)備安放鋼護筒鉆孔機就位鉆至設(shè)計深度停止鉆進邊提升鉆桿邊用混凝土泵經(jīng)由內(nèi)腔向孔內(nèi)泵注超流態(tài)混凝土提

10、出鉆桿放入鋼筋籠成樁樁頭處理樁頂保護措施。CFG樁經(jīng)濟分析：根據(jù)CFG樁施工工藝的分析，由于CFG樁的作用使復(fù)合地基，承載力提高、變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價，具有顯著的經(jīng)濟效應(yīng)和社會效應(yīng)。同時還具有施工速度快、工期短、抗腐蝕和易控制等特點。沖孔灌注樁沖孔灌注樁是灌注樁的一種。灌注樁是直接在施工現(xiàn)場樁位上成孔,然后放入鋼筋籠再灌注混凝土而成.沖孔灌注樁施工沖孔機沖擊成孔，為泥漿護壁成孔。 沖孔灌注樁的適用范圍：沖孔灌注樁適用于填土層、粘土層、粉土層、淤泥層、砂土層、碎石土層、礫卵石層、巖溶發(fā)育巖層或裂隙發(fā)育的地層施工，樁孔直徑通常為600

11、2500mm，最大直徑可達2500mm，沖孔深度最大可達300m左右。 沖孔灌注樁工程特性：1、沖孔是用沖擊鉆機把帶鉆刃的重鉆頭（又稱沖錘）提高，靠自由下落的沖擊里來削切巖層，排出碎渣成孔。沖擊鉆機有鉆桿式和鋼絲繩式兩種。前者所鉆孔徑較小、效率較低、應(yīng)用較少。后者鉆孔直徑大，可根據(jù)設(shè)計的樁徑來修改鉆頭的大小，錘重在3000kg10000kg（具體根據(jù)樁徑的大小來確定錘重）。 沖孔灌注樁質(zhì)量控制：1、鋼筋籠質(zhì)量檢驗標準項目序號檢查項目允許偏差或允許值（mm）檢查方法主控項目1主筋間距10用鋼尺量2長度100用鋼尺量項目序號檢查項目允許偏差或允許值（mm）檢查方法一般項目1鋼筋籠材質(zhì)檢驗設(shè)計要求抽

12、樣送檢2箍筋間距20用鋼尺量3直徑10用鋼尺量2、混凝土灌注樁質(zhì)量檢驗標準項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主 控項目 主 控項目 1樁位1-3根、單排樁基垂直于中心線方向和群樁基礎(chǔ)中的邊樁條形樁基沿軸線方向和群樁基礎(chǔ)中間樁基坑開檢前量護筒，開挖后量樁中心d1000mmd/6且不大于100d/4且不大于150d1000mm100+0.01H150+0.01H2孔深mm+300只深不淺，用重錘測嵌巖板應(yīng)確保進入設(shè)計要求的嵌巖深度3樁體質(zhì)量檢驗按基樁檢測技術(shù)規(guī)范，如鉆孔芯取樣，大直徑數(shù)巖樁應(yīng)鉆至樁尖下50cm按基樁檢測技術(shù)規(guī)范4混凝土強度設(shè)計要求試件報告或鉆芯取樣送檢5承載力按基樁檢測技

13、術(shù)規(guī)范按基樁檢測技術(shù)規(guī)范項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值一般項目1垂直度1%測鉆桿，或用超聲波探測2樁徑d1000mmmm50經(jīng)緯儀或超聲波檢測d1000mmmm503泥漿比重（粘土或砂性土中）1.151.20用比重計測,清孔后在距孔高50cm處取樣.4泥漿面標高（高于地下水位m0.51.0目測5沉渣厚度:端承樁mm50用沉渣儀或重錘測量磨擦樁mm1506混凝土坍落度mm160220坍落度儀7鋼筋籠安裝深度mm100用鋼尺量8樁頂標高mm+30-50水準儀、需扣除樁頂浮漿層及劣質(zhì)樁體沖孔灌注樁施工工藝：樁位放樣及 控 制設(shè)置護筒孔位放樣及 控 制樁機就位設(shè)泥漿池制備泥漿掏 渣邊灌砼

14、邊撥 導(dǎo) 管第二次處理沉渣樁位二次測量校正及 控 制放入鋼筋 籠插入導(dǎo)管混凝土強度達到要求挖土檢查驗收成孔孔孔子1、沖孔灌注樁施工工藝流程：拔護筒2、工藝要點：（1）樁位放樣及控制在打樁現(xiàn)場或附近需設(shè)置水準點，數(shù)量不少于2個；水準點的設(shè)置地點應(yīng)在受打樁作業(yè)影響的范圍之外。對施工現(xiàn)場的軸線控制點及水準點應(yīng)經(jīng)常檢查，避免發(fā)生誤差，平面控制樁的精度應(yīng)符合二級導(dǎo)線的精度要求，高程控制樁的精度應(yīng)符合三等水準的要求。根據(jù)軸線控制樁對軸線進行放線，然后再定出樁位。樁軸線放線應(yīng)滿足以下要求；雙排及以上樁，偏移應(yīng)小于20mm；對單排樁，偏移應(yīng)小于10mm。（2）護筒設(shè)置護筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑大于200400mm，

15、直徑大于1m的護筒如剛度不夠時可在頂端焊接加強圓環(huán)。安設(shè)護筒時，其中心線位置與樁位中心線偏差應(yīng)小于50mm，護筒在砂土中的埋深不宜小于1.5m，在粘土中埋深不小于1m。并應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位1m以上，陸地上埋設(shè)護筒，在護筒與坑壁之間應(yīng)用粘土夯實。（2）樁機安裝成孔鉆機主要由鉆架、卷揚機和沖抓工具三部分組成。鉆機安裝好后，起吊鉆錐并放入護筒內(nèi)停住檢查起吊鋼絲繩位置，如位置偏差大于2cm，應(yīng)予以調(diào)整。（4） 沖擊鉆進沖孔時先在孔內(nèi)灌注泥漿，泥漿比重控制在1.41.5在沖擊過程中，根據(jù)地質(zhì)土層情況調(diào)整泥漿比重，保證泥漿補給保持孔內(nèi)漿面穩(wěn)定，護筒埋深較淺或地表土質(zhì)較差，護筒內(nèi)泥漿壓頭不宜過大。

16、一般不宜多用高沖鉆，以免擾動孔壁易引起坍孔，擴孔或卡錘事故。經(jīng)常檢查鋼絲繩磨損情況、卡扣松緊程度，轉(zhuǎn)向是否靈活，以免突然掉鉆。每次掏渣或因其它原因停鉆后，再次開鉆應(yīng)由低沖鉆逐漸加大到正常沖程，以免卡鉆。開始鉆基巖時應(yīng)低錘勤擊。以免偏斜，如發(fā)現(xiàn)孔偏斜應(yīng)立即回填片石，厚3050cm。重新鉆進，遇孤石時，可拋填相似硬度的片石或卵石，用高沖程沖擊或高低沖程交替沖擊，將大孤石擊碎擠入孔壁。盡量采用泥漿循環(huán)排渣，如采用抽渣筒，當鉆進45m后，每鉆進0.51.0m應(yīng)抽查一次，并及時補漿，每鉆進45m應(yīng)檢孔一次，在更換鉆頭前或容易縮頸處均應(yīng)檢孔。沖孔結(jié)束后，應(yīng)對以下項目進行檢查：孔深、孔徑、孔垂直度、孔底沉渣

17、厚度應(yīng)符合質(zhì)量檢驗要求。（5）清孔及第一次沉渣處理采用抽渣筒或正循環(huán)壓風機清孔。 清孔后孔底的泥漿比重，泥漿含砂率、膠體率及沉渣厚度應(yīng)符合質(zhì)量檢驗要求。（6）第二次處理沉渣第二次清孔后下放鋼筋籠，導(dǎo)管需一定時間，在此段時間內(nèi)孔底的沉渣又會增加，泥漿濃度亦會增大，故需第二次進行清孔及沉渣處理，處理方法可采用導(dǎo)管的空氣升液排渣或空吸泵的反循環(huán)方法。第二次清孔及沉渣處理的檢查項目、質(zhì)量要求與第一次相同。（7）鋼筋籠滿足下列要求。（a）鋼筋籠采取分段制作，符合質(zhì)量檢驗要求。（b）吊放鋼筋籠時，需對準孔位，吊直扶穩(wěn)，緩慢下沉，鋼筋籠下到設(shè)計位置后，應(yīng)立即固定，兩段鋼筋籠連接時采用焊接。（c）為保證混凝土

18、保護層的厚度，可在鋼筋籠上設(shè)置定位鋼筋環(huán)，混凝土墊塊等。（8）混凝土滿足下列要求。（a）須具有良好的和易性，配合比先經(jīng)試驗確定，坍落度一般采用1620cm。（b）含砂率為4045%，細骨料選用中砂。（c）粗骨料應(yīng)盡量選用河卵石，也可用碎石，其粒徑不宜大于4cm。（9）導(dǎo)管滿足下列要求（a）導(dǎo)管壁厚不宜小于3mm，直徑可采用200250mm。直徑制定偏差不超過2mm。（b）導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼、試壓、并試驗隔水栓能否通過。（10） 灌注水下混凝土為保證水下混凝土的質(zhì)量，貯斗內(nèi)混凝土初存時必須滿足首次灌注時導(dǎo)管底端能埋入混凝土中0.81.2m。 開始灌注底時，預(yù)制端到孔底距離應(yīng)能順利排出隔水柱，一般保持3050cm，排塞后不得將導(dǎo)管插回孔底。隨著混凝土的上升，要適當提升和拆卸導(dǎo)管，導(dǎo)管底端埋入管外混凝土面以下一般應(yīng)保持23m，并不得小于1m，嚴禁把導(dǎo)管底端提出混凝土面。