CFG樁的施工工藝詳解

來源：發(fā)布時間：2停泵待料；沉管灌注成樁施工拔管速度應按CFG樁復合地基施工CFG樁(鉆孔壓灌素混凝土樁)復合地基為近幾年研究采用的一種新型地基處理方案，法施工簡單、速度快、質(zhì)量便于控制。某工程中采用此技術(shù)，且開創(chuàng)了首次在總高度超過100m的工程中運用術(shù)，效果良好。一、工程概況某工程總建筑面積約23），計要求：1.建筑物主樓最終沉降量≤80mm；2.建筑物最大傾斜≤總高度的0.8‰；3.不考慮地下室的抗備：水泥：32.5#普通硅酸鹽水泥；碎石：粒徑5-20mm；砂子：細中砂，含泥量≤5%；粉煤灰。3.工單位測量人員對基槽槽地底標高進行復測，根據(jù)總包單位提供的控制軸線定出2個軸線控制點。），摘要：采用水泥粉煤灰碎石樁對場內(nèi)雜填土等軟弱地基進行復合地基處理，提高地基承載力至設計要求。本文工程實例闡述水泥粉煤灰碎石樁的施工技術(shù)及實施效果。某工程占地面積為48000m2，場地平坦。場地的原始地形：東西部為山丘，中部和北部為沖溝和水塘，從向下，0～20m內(nèi)均為河流階地第四系沖積物，主要為粘土、砂礫、圓礫等，在中部和北部雜填土的厚度較達8.20m。采用CFG樁對場內(nèi)雜填土等軟弱地基進行復合地基處理，提高地根據(jù)鉆探資料，場地自地面以下20m內(nèi)主要為河流階地第四系沖積物，自上而下分別為：①雜填土：主要由粘土、粉粘土等組成，含磚石碎塊雜物等，稍濕，可塑。大部分為多年老填土，填筑時②淤泥質(zhì)粘土：以粘土為主，含少量腐植有機質(zhì)及少量粉細砂，很濕，軟塑～可塑，僅場區(qū)北部有分布，③粘土：以粘土為主，含少量粉粒，底部含粉粒稍多。稍濕，硬塑～堅硬，分布普遍。④粉質(zhì)粘土：以粉粒和粘粒為主，含少量細砂、粉砂，底部有粗砂和和少量小礫石。稍濕，可塑。場區(qū)中部分布較穩(wěn)定，西部分布變化較大。場地范圍內(nèi)及臨近無任何地表水體，湘江位于場地西側(cè)約3公里以外。場地內(nèi)礫粗砂、中砂、圓礫層屬弱孔隙潛水，為場地主要含水層：上部雜填土、淤泥質(zhì)粘土中含微弱上層滯水；粘土、粉質(zhì)粘土、含粘性土砂礫水泥粉煤灰碎石樁簡稱CFG樁。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，和土、褥墊層一起形成復合地基。它不同于簡單的碎石樁，碎石樁是由松散的碎石組成，在荷載作用下將會產(chǎn)脹變形，當樁周土為強度較低的軟粘土時，樁體易產(chǎn)生鼓脹破壞；而且碎石樁僅在上部約3倍樁徑長度的范圍遞荷載，超過此長度，增加樁樁長承載力提高不顯著。而CFG樁可充分利用樁間土的承載力，共同作用，并可荷載到深層地基中去，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果。CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，用于處理軟弱地基時常采用振動沉管法施工，適用于多種地質(zhì)條件和該技術(shù)具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制，工程造價低廉等特點。CFG樁（振動沉管法）施工工藝，單打法是最基本的工法。分為移機就位、沉管造孔、填料加密和成樁四序，其中分層填料加密是關鍵工序。其工藝流程如下圖。施工時，根據(jù)土質(zhì)情況和荷載要求，分別選用單打法、復打法等。CFG樁目前一般是采用振動沉管灌注成由于它是一項新興發(fā)展起來的地基處理技術(shù)，工程施工經(jīng)驗尚不夠成熟，施工前進行了試樁，數(shù)量為9根，經(jīng)樁確定的有關技術(shù)參數(shù)后，再精心組織正常施工。樁位的施工流水順序,依次向后退打，以有利于保護先施工的樁不被擠壞或擠歪。施工順序考慮隔排樁跳打隔一根樁位），施工新樁時與已打樁間隔時間不少于7天。嚴格選擇原材料，水泥選用大廠生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)32.5強度等級普通硅酸鹽水泥，選擇潔凈的河砂、卵石、Ⅱ級粉入的粉煤灰主要是改善拌和物的和易性，提高樁的施工質(zhì)量。混合料配比嚴格執(zhí)行規(guī)范規(guī)定，碎石和中砂含雜質(zhì)不大于5%。按設計配合比配制混合料，投入攪拌機加和，加水量由混合料的坍落度控制，一般坍落度為30-50mm，成樁后浮漿厚度一須均勻，每盤攪拌時間不得少于60s。后臺設磅秤計量裝置，保證砂、石、粉煤灰計量準確。樁機就位須平整、穩(wěn)固，調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。采用活瓣式樁尖和D325mm樁1）沉管過程中注意樁機的穩(wěn)定，嚴禁傾斜和錯位。沉管過程中做好記錄，激振電流每沉1m記錄本一次和沉管的總時間，嚴格控制最后30s電機的電流電壓值。并對土層變化處理應特別說明，直到沉管至設計標高。2）沉管過程中觀察沉管的下沉速度是否正常，沉管是否有擠偏現(xiàn)象，若有異常情況應分析原因，及時采3）當沉管到達設計深度或持力層時，應判定該并經(jīng)設計認可的要求，滿足了這些要求和規(guī)定，方可終止沉管。該工程控制貫入度標準為每30秒加壓一次，1）沉管達到要求深度后，立即填灌樁芯混合料，盡量減少間隔時間。填料前檢查沉管內(nèi)是否吞進樁尖或進泥。若存在則及時處理。2）在沉管過程中可用料斗進行空中投料。待沉管至設計標高后須盡快投料，直到管內(nèi)混合料面與鋼管投料齊。如上料量不夠，須在拔管過程中空中投料，以保證成樁樁頂、樁高滿足設計要求?？刂乒軆?nèi)混合料面不低3）填料量應按沉管外徑和樁長計算出的體積再乘上充盈系數(shù)值（大于1.3）。數(shù)小于1，則可認為樁身可能存在縮徑或斷樁隱藏患，應及時研究補救措施。3）若發(fā)現(xiàn)樁身填料面低于設計院標高，應立即補填填料使其頂面高于設計標高0.5m，并用振搗器振實。填料時，應將樁頂上的浮土清理干凈，必要時可向孔內(nèi)先插入鋼模，再清理浮土。4）確認成樁符合設計要求后用粒狀材料或混粘土封頂，然后移機繼續(xù)下一根樁施工。3CFG樁復合地基在施工中的質(zhì)量控制為保證CFG樁復合地基的施工質(zhì)量，應控制好以下幾個問題：1）選用合理的施工機械設備。在施工準備階段，必須詳細了解地質(zhì)情況，從而合理地選用施工機械。這2）深入了解地質(zhì)情況，采用合理的施工工藝。在施工過程中，成樁的施工工藝對CFG樁復合地基的質(zhì)關重要，不合理的施工工藝將造成重大的質(zhì)量問題，甚至導致質(zhì)量事故，而要選擇確定合理的施工工藝必須體情況，控制施工工藝，發(fā)現(xiàn)特殊情況，做出具體的改變。形成橢圓或不規(guī)則形態(tài)，產(chǎn)生嚴重的縮頸和斷樁。此時，應采用隔樁跳打施工方案。而在飽和的松散粉土中施由于松散粉土振密效果好，先打樁施工完后，土體密度會有顯著增加。而且，打的樁越多，土的密度越大。在新樁時，一是加大了沉管難度，二是非常容易造成已打樁斷樁，此時，隔樁跳打亦不宜采用。當滿堂布樁時，不宜從四周轉(zhuǎn)向內(nèi)推進施工，宜從中心向外推進施工，或從一邊向另一邊推進施工。樁項浮漿過多，樁身強度不足和形成混和料離析現(xiàn)象，導致樁身強度不足。故施工時，應嚴格控制拔管速率。5秒，提高樁頂混合料密實度。上部用土封項，增大混合料表面的高度即增加了自重壓力，可提高混合料抵圍土擠壓的能力，避免新打樁振動導致已打樁受振動擠壓，混合料上涌使樁徑縮小。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，導身摻土影響樁身質(zhì)量，應避免反插。3)加強施工過程中的監(jiān)測。在施工過程中，應加強監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，以便針對性地采取有效措施，有制成樁質(zhì)量，重點應做好以下幾方面的監(jiān)測：①施工場地標高觀測。施工前要測量場地的標高，并注意測點應有足夠的數(shù)量和代表性。打樁過程中則要測量地面是否發(fā)生降起。因為斷樁常和地表隆起相聯(lián)系。②已打樁樁頂標高的觀測。施工過程中注意已打樁樁頂標高的變化，尤其要注意觀測樁距最小部位的樁。在打新樁時，量測已打樁樁頂?shù)纳仙?，可估算樁徑縮小的數(shù)值，以判斷是否產(chǎn)生縮徑。③對有懷疑的樁的處理。對樁頂上升量較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量問題的樁應開挖查看，并做出必要的處理。4結(jié)論與效果CFG樁復合地基是在碎石樁加固地基法的基礎上發(fā)展起來的一種地基處理技術(shù)。由于CFG樁改善了碎石剛性，使其不僅能很好地發(fā)揮全樁的側(cè)阻作用，同時也能很好地發(fā)揮其端阻作用。CFG復合樁與樁基相比，CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力。工程造價一般為樁3.施工準備24.施工方法24.5混合料坍落度35.施工質(zhì)量控制45.4大直徑預制樁尖的采用46.質(zhì)量檢驗46.2單樁和復合地基檢驗47.常見問題及施工措施4CFG樁即水泥粉煤灰碎石樁，是在碎石樁基礎上加進一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一種具有粘結(jié)強度的樁。其施工工藝與普通沉管碎石樁基本相同。于各種粒度Al2O3和SiO2、的含量，CaO對粉煤灰的活性也極為有利。粉煤灰的粒度組成是影響粉煤灰質(zhì)主要指標，一般粉煤灰越細，球形顆粒越多，因而水化及接觸界面增加，容易發(fā)揮粉煤灰的活性。摻入一定數(shù)量的石屑是填充碎石的孔隙，使其級配良好。石屑宜選用與同一種碎石原料進行加工，摻入的數(shù)量一般采用425號普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量優(yōu)良，新鮮無結(jié)塊。振動打樁機是振動沉管法施工的主要機具。目前國產(chǎn)型號有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60／DZ120等，對于地質(zhì)2.2.3加料可用架子車或小翻斗車完成，按一次不超過0.5立方計算需要運輸工具的數(shù)量。施工前，應作好以下準備工作：3.1認真核對施工現(xiàn)場地質(zhì)情況，防止施工時沉管振動破壞；3.2按設計要地求布置樁位，繪出布樁平面圖，標出打樁順序和注明樁位編號，具體施工注意事項應詳加說明；3.3對現(xiàn)場及鄰近的地下管線、地上建筑物等應事前進行清理；3.4搞好現(xiàn)場測量工作，水準控制點及平面控制點應按測規(guī)要求引至現(xiàn)場，以控制樁的調(diào)程及位置；3.5完成施工現(xiàn)場“三通一平”工作，保證沉管機械進場。4.施工方法CFG樁施工前，一般須進行試驗，以便確定成樁有關技術(shù)參數(shù)，待參數(shù)確定后再行組織施工。其施工工藝如右圖所示。⑴樁機就位須水平、穩(wěn)固、調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%；⑵若采用預制鋼筋混凝土樁尖，需埋入地表以下300mm左右；⑶啟動電動機，開始沉管過程中注意調(diào)整樁機的穩(wěn)定，嚴禁傾斜和錯位；⑷沉管過程中須作好記錄。激振電流每沉1m記錄一次，對土層變化處應特別說明，直到沉管至設計標高。⑴在沉管過程中可用料斗進行空中投料。待沉管至設計標高后須盡快投料，直到管內(nèi)混合料面與鋼管料口平齊⑵如上料量不多，須在拔管過程中進行孔中投料，以保證成樁樁頂標高滿足設計要求；⑶混合料配比應嚴格按設計文件規(guī)定執(zhí)行，碎石和石屑含雜質(zhì)不大于5%；樁頂浮漿厚度一般不不超過200mm;⑸混合料的攪拌須均勻，攪拌時間不得小于1min。⑴當混合料加至鋼管投料口平齊后，開動電動機，沉管原地留振10s，然后邊振動邊拔管；⑶當樁管拔出地面，確認樁符合設計要求后用粒狀材料或濕粘土封頂，然后移機繼續(xù)下一根樁施工。連續(xù)施打可能造成的缺陷是樁徑被擠扁或縮頸，但很少發(fā)生樁完全斷開；跳打一般很少發(fā)生已打樁樁徑被擠小頸現(xiàn)象，但土質(zhì)較硬時，在已打樁中間補打新樁時，已打樁可能被振斷或振裂。在軟土中，樁距較大可采用隔樁跳打；在飽和的松散粉土中施打，如樁距較小，不宜采用隔樁跳打的方案；滿樁，無論樁距大小，均不宜從四周向內(nèi)推進施工。施打新樁時與已打樁間隔時間不應小于7天。為避免樁頂浮漿過多，混合料坍落度一般為3～5cm。所謂保護樁長是指成樁時預先設定加長的一段樁長，基礎施工時將其剔掉。保護樁長越長，樁的施工質(zhì)量越容易控制，但浪費的料也就越多。設計樁頂標高離地表距離不大于1.5m時，保護樁長可取50～70cm，上部用粒狀材料封頂直到地表。CFG樁施工完畢待樁體達到一定強度（一般為7天左右），方可進行基槽開挖。在基槽開挖中，如果設計樁頂距地面不深（一般不大于1.5m），宜考慮采用人工開挖，不僅可防止對樁體和樁間土產(chǎn)生不良影響，而且經(jīng)行；如果基槽開挖較較深，開挖面積大，采用人工開挖不經(jīng)濟，可考慮采用機械和人工聯(lián)合開挖，但人工開為了調(diào)整CFG樁和樁間土的共同作用，宜在基礎下鋪設一定厚度的褥墊層，其鋪墊厚度應嚴格按設計規(guī)定辦理材料多為粗砂、中砂或級配砂石，限制最大粒么不超過3cm。施工時先虛鋪，再采用靜力壓實，當樁間土含水量不大時也可夯實。樁間土含水量較高，特別是高靈敏度土，意施工擾動對樁間土的影響，以避免產(chǎn)生橡皮土。5.施工質(zhì)量控制⑴打樁過程中隨時測量地面是否發(fā)生隆起，因為斷樁常常和地表隆起相聯(lián)系；⑵打新樁時對已打但尚未結(jié)硬樁的樁頂進行樁頂位移測量，以估算樁徑的縮小量；但這一處理方式應根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況確定或設計文件有特別規(guī)定需做處理。靜壓振拔是指沉管時不啟動電動機，借助樁機自重將沉管沉至預定標高，填料后啟動電動機振動拔管。對飽和用這一技術(shù)對保證施工質(zhì)量是有益的。5.4大直徑預制樁尖的采用在軟土地區(qū)，當樁長范圍內(nèi)樁端有可能落在好的土層上時，可采用比通常用的更大的預制樁尖，樁尖的直徑增CFG樁施工結(jié)束后，應間隔一定時間方可進行質(zhì)量檢驗。一般養(yǎng)護齡期可取28天。樁間土質(zhì)量檢驗可用標準貫入、靜力觸探和鉆孔取樣等試驗對樁間土進行處理前后的對比試驗。對砂性土地基用標準貫入或動力觸探等方法檢測擠密程度。6.2單樁和復合地基檢驗可采用單樁載荷試驗、單樁或多樁復合地基載荷試驗進行處理效果檢驗。檢驗點數(shù)量可按處理面積大小取2～47.常見問題及施工措施振動沉管CFG樁施工時,對土體擾動較大，而不同密度的土受到擾動后，承載力變化也不一樣，對密實較高的如采用振動沉管成樁工藝,振動使土的結(jié)構(gòu)強度破壞,承載力反而可能下降。在飽和軟土中沉樁時,樁機的振動力較小,當采用連打作業(yè)時,新打樁對已打樁的作用主要表現(xiàn)為擠壓,使得已打擠壓成不規(guī)則形狀,影響承載力,嚴重時還會造成縮頸和斷樁。而在上部有較硬土層或中間夾有硬土層的土中樁機振動較大,會對已打樁產(chǎn)生振動破壞。采用跳打法時,若已打樁硬結(jié)強度又不太高,在中間補樁時,已打樁可振裂口樁機卷揚機系統(tǒng)沉管線速度太快時,為控制平均速度,一般采用提升一級距離,停下留振一段時間,非留振時速度太快可能導致縮樁或斷樁。拔管速度太慢或留振時間過長,都會使樁端水泥含量少,樁頂浮漿過多,混合料也容易產(chǎn)生離析,造成樁身強度不均勻。當采用活瓣樁靴成樁時,可能出現(xiàn)的問題是樁靴開口寬度不夠,混合料下落不充分,造成樁端與土接觸不密實或樁段樁徑偏小。若采用反插法施工,如果樁管不垂直,反插時使土體與樁體材料混合,造成樁身摻土等缺陷。施工措施由于振動沉管CFG樁容易出現(xiàn)以上種種缺陷,因此為保證質(zhì)量,應盡量做到:工藝試驗的目的是考查設計的樁距和