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基础CFG桩施工工法1CFG桩施工工法简介
CFG桩(CementFlyashGravelPile),即水泥粉煤灰碎石桩,是一种由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂及少量水拌合后形成的低强度混凝土桩体。CFG桩复合地基技术是我国近年来广泛应用的一种地基处理方法,具有承载力高、沉降小、施工简便、造价低等优点,适用于处理软弱土层、松散砂土、杂填土等多种不良地基条件。
一、CFG桩的组成与作用机理
CFG桩主要由水泥、粉煤灰、碎石、石屑(或砂)和水组成,其强度等级一般控制在C5~C15之间,属于低强度混凝土桩。通过在软土地基中设置CFG桩,形成桩体与桩间土共同作用的复合地基,从而提高地基承载力,减少地基沉降。CFG桩通过置换作用、挤密作用、排水固结作用和桩体增强作用桥梁跨径组合为95m 3×170m 95m、单箱单室砼结构箱梁大桥工程施工方案,使地基土体得到加固,达到地基处理的目的。
二、CFG桩施工工法分类
CFG桩施工工法主要包括以下几种:
2.振动沉管灌注成桩法适用于地下水位较高、土层较软弱的场地。采用振动沉管机将钢管沉至设计深度后,边拔管边投料,最后振捣密实成桩。此方法施工效率高,但噪音较大,对周围环境有一定影响。
3.钻孔取土后灌注成桩法对于复杂地层或需避免振动影响的场地,采用钻机取土成孔后灌注CFG料成桩。虽然施工成本较高,但适应性强,成桩质量较好。
4.夯扩桩法在某些特定条件下,也可采用夯扩桩法施工CFG桩,即通过重锤夯实扩大桩端土体,提高桩端承载力。
三、CFG桩施工流程
以长螺旋钻孔灌注成桩法为例,CFG桩施工流程如下:
1.施工准备:包括场地平整、测量放线、设备进场调试等;2.钻机定位:根据设计桩位进行定位,确保桩位准确;3.钻孔施工:启动长螺旋钻机,钻至设计深度;4.泵送混合料:在提钻的同时,通过泵送系统将CFG混合料连续注入孔内;5.成桩与养护:混合料灌注完成后自然养护,形成CFG桩体;6.桩帽施工与褥垫层铺设:桩体达到一定强度后,进行桩帽施工,并铺设砂石褥垫层,形成复合地基;7.质量检测:包括桩身完整性检测、单桩及复合地基承载力检测等。
四、CFG桩施工控制要点
1.材料控制:严格控制水泥、粉煤灰、碎石等原材料质量,确保配合比准确;2.施工参数控制:包括钻孔深度、提钻速度、泵送压力、混合料坍落度等;3.桩位与垂直度控制:桩位偏差应控制在±50mm以内,垂直度偏差不大于1%;4.桩间土保护:施工过程中应避免对桩间土造成过大扰动;5.施工顺序安排:应采用跳打方式施工,避免相邻桩体互相干扰;6.冬雨季施工措施:冬季应采取保温措施防止混合料冻结,雨季应做好排水防塌孔措施。
五、CFG桩复合地基的应用效果
CFG桩复合地基已在工业与民用建筑、市政工程、铁路公路路基、机场跑道等多个领域广泛应用。其主要优点包括:
提高地基承载力30%~100%,有效减少地基沉降;工期短、施工效率高,适用于大面积地基处理;造价较低,比传统桩基节省投资约20%~40%;有利于环保,施工过程中无泥浆排放,粉尘少;可与多种基础形式配合使用,如筏板基础、条形基础等。
六、CFG桩施工常见问题与处理措施
1.断桩与缩颈:多由于提钻速度过快、混合料供应不及时引起,应控制提钻速度,确保泵送连续;2.桩头质量问题:桩顶浮浆影响桩体质量,施工时应控制超灌高度并及时凿除;3.桩体强度不均:因混合料配比不准或振捣不实引起,应加强配比控制与施工工艺管理;4.桩间土扰动过大:施工顺序不合理或施工机械行走不当造成,应优化施工顺序并设置施工通道;5.桩体偏位:定位不准确或钻机倾斜引起,应加强测量复核与设备校准。
七、结语
CFG桩施工工法作为一种成熟的地基处理技术,具有施工便捷、经济合理、适用范围广等显著优势。随着我国基础设施建设的不断发展,CFG桩技术将在更多工程中得到推广应用。在实际施工中,应结合工程地质条件和设计要求,选择合适的施工工艺,加强施工过程控制与质量检测,确保CFG桩复合地基处理效果满足工程需求。
CFG桩复合地基由桩、桩间土及褥垫层构成。褥垫层将上部基础传来的基底压力(或水平力)通过适当的变形以一定的比例分配给桩及桩间土,使二者共同受力。同时土由于桩的挤密作用(指用沉管方法成桩时)而提高了承载力,而桩又由于其周围土的侧应力的增加而改善了受力性能,二者共同工作,形成了一个复合地基的受力整体,共同承担上部基础传来的荷载。
4.2工艺流程(见CFG桩复合地基施工流程图)
(1)材料:CFG桩原材料包括砂、石、水泥、粉煤灰和外加剂,在进场前需
确定原材料的种类、品质,并将原材料送至实验室进行实验和做混合料配合比试验。其中:
水泥:施工中多用袋装P.0 32.5普通硅酸盐水泥;
卵石或碎石:粒径多采用8~25mm;
粉煤灰:多用袋装II、III级粉煤灰;
(2)施工现场:CFG桩施工前要求现场地下水位降至基底标高下0.5~1.0米。根据基底设计标高和保护土层厚度确定基坑的开挖深度。如:当保护土层厚度为50cm、褥垫层厚度为15cm时,开挖标高为素混凝土垫层底标高以下35cm,依此类推。为便于施工机械进出坑底作业面,需在基坑适当位置开挖一坡道,表面作好适当的硬化处理。
(3)施放桩位:在CFG桩施工前应根据设计图纸,确定建筑物的控制轴线,将CFG桩的准确位置施放到CFG桩的作业面上,通常采用有一定直径和深度的白灰点来表示桩位。
在施工前应准备下列资料:工程地质勘察报告;建筑物场地邻近的高压电缆、地下管线、地下障碍物及构筑物等调查资料;地基处理方案;施工组织方案;CFG桩复合地基施工图;施工中各种记录、报审、报验表格。
CFG桩施工时,钻机就位后,应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心,确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。
(2)混合料配合及搅拌:
混合料搅拌要求按配合比进行配料,计量要求准确。上料顺序:先碎石
或卵石,再加水泥、粉煤灰和外加剂,最后加砂。每盘搅拌时间不应小于60
秒。混合料塌落度控制在3~5cm,搅拌好的桩料不能隔日使用。
长螺旋钻机根据设计的桩长、桩的直径钻进引孔,施工时采用隔桩跳打的方法成孔,引孔完毕后,移走长螺旋钻机,振动沉管机就位对准孔心、放置桩头,振动沉管至设计深度。沉管过程中,做好记录,每沉1米记录电流表上的电流一次,并对土层变化处予以说明。为保证桩长,振动沉管前标定好尺寸。
停机后立即向管内投料,直到混合料与进料口齐平,启动马达,留振5~10s,开始拔管,拔管速度一般为1.2~1.5m/min(拔管速度为线速度)。如遇淤泥或淤泥质土,拔管速度还应放慢。拔管过程中不允许反插。成桩后桩顶标高应考虑计入保护桩长。
沉管拔出地面,确认成桩符合设计要求后,用粒状材料或湿粘性土封顶。施工过程中,抽样做混合料试块,一般一个台班做一组(3块),试块尺寸为15cm×15cm×15cm,并测定28天抗压强度。
当上一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩的施工,施工时由于CFG桩排出的土较多,经常将临近的桩位覆盖,故应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核,保证桩位准确。
4.3.3 清土及CFG桩桩头处理
采用人工清运土方的方法,清运CFG桩钻孔弃土和保护土层。先清运打桩时的弃土,完毕后,在CFG桩的混合料初凝后,开始人工将桩身保护土层(约50cm)清运。清除保护土层时不得扰动基底土,防止形成橡皮土,且施工时严格控制标高,不得超挖,更不允许超挖后自行回填。
保护土层清除后即进行桩头处理,将桩顶设计标高以上桩头截断。方法如下:找出桩顶标高位置,在同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎,用大锤同时击打,将桩头截断。然后用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高。
如果在基槽开挖和剔除桩头时造成桩体至桩顶设计标高以下,则必须采取补救措施。如断裂面距桩顶较近,可接桩至设计桩顶标高,方法如图所示:
4.3.4褥垫层的铺设
褥垫层材料多为粗砂、中砂或碎石,碎石粒径为8~20mm,但不宜选用卵石。褥垫层厚度一般为10~30cm。施工时先虚铺,虚铺完成后采用静力或动力压实至设计厚度,并采用平板振捣器夯实。
4.3.5施工检测及验收
CFG桩施工完毕,一般28天后对CFG桩和CFG桩复合地基进行检测,包括低应变对桩身质量的检测和静载荷试验对承载力的检测。
检测数量:低应变检测数量取CFG桩总桩数的10%;静载荷试验数量一般取CFG桩总桩数的0.5%~1.0%,但不少于3点。选择试验点时应本着随机分布的原则进行选择。
CFG桩复合地基验收时需提交下列资料:桩位测量放线图(包括桩位编号)、材料检验及混合料试块试验报告书、竣工平面图、CFG桩施工原始记录、设计变更通知书、事故处理记录、复合地基静载试验检测报告、施工方案。
5.机具设备(见表1)
表1 主要施工机具设备
6.劳动组织(见表2)
表2 主要劳动人员组织
(1)减小施工扰动土的强度降低
采用长螺旋钻机预引孔,然后再用振动沉管机制桩,避免扰动桩间土,减小扰动土的强度降低。
CFG桩质量问题主要有缩颈、断桩、桩体强度不均和不足。解决这些质量问题应从以下几方面着手:
江口水厂一期工程--取水工程模板施工方案 ①选择正确的打桩顺序:
为避免产生缩颈和断桩,宜采用隔桩跳打的方式,当满堂布桩时,宜从中心向外推进施工,或从一边向另一边推进施工。
②控制拔管速度:
正常的拔管速度应控制在1.2~1.5m/min(拔管速度为线速度)。拔管速度太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩,拔管速度过慢会造成桩顶浮浆过多,桩身强度不均匀。成桩过程中,除启动后留振5~10s外,拔管过程中不再留振,且不允许反插。
③正确的混凝土配合比:
8.安全文明施工和环保措施
(1)对职工进行安全教育ut斯达康研发生产中心ii段多功能厅大体积混凝土工程施工组织设计方案,牢固树立安全第一思想。
(2)严格按操作规程施工,交接班必须有记录。定期检查各部件运转情况。