CFG桩施工工艺

CFG桩施工CFG桩为桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高的桩体，与桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。桩，桩间土与基础之间必须设置一定厚度的褥垫层，即褥垫层是高粘结强度桩复合地基的一部分。CFG桩属高粘结强度桩，与素硷桩的区别仅在于桩体材料的构成不同，在其受力和变形特性方面无什么区别。复合地基性状和设计计算，对其它高粘结强度桩复合地基都适用。CFG桩可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。就土性而言，CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，由碎石、石屑（砂）、粉煤灰掺适量水泥加水拌合，用长螺旋钻管内泵压CFG桩施工制成的一种具有一定粘结强度的桩。利用CFG桩的粘结性、全长范围内受力、桩周摩阻力、端承力和桩间土的垂直和水平承载能力形成复合刚性地基共同受力。有沉降小，稳定快的特点。CFG桩可用于加固填土、饱和及非饱和粘性土、松散的砂土、粉土等；对塑性指数高的饱和软粘土使用应慎重。CFG桩施工技术方法的对比分析目前，CFG桩复合地基技术在国内许多省市应用,就工程类型而言，有工业与民用建筑，也有高耸构筑物；有多层建筑，也有高层建筑。大量工程实践证明,CFG桩复合地基设计,就承载力而言不会有太大问题，可能出现的问题是CFG桩的施工。了解CFG桩施工技术的发展，不同工艺的特点,可使设计人员对CFG桩施工工艺有一个较全面地认识，便于在方案选择、设计参数的确定以及施工措施上考虑得更加全面。CFG桩的施工，应根据现场条件选用下列施工工艺：1.1长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工工艺1.1.1长螺旋钻孔、管内泵压混合料CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成的施工体系，其中，长螺旋钻机是该工艺设备的核心部分；该工艺是国家“九五”攻关项目，经大量的工程实践，施工设备和施工工艺已趋于完善。1.1.2长螺旋钻孔、管内泵压混合料CFG桩施工工艺，适用于粘性土、粉土、砂土，以及对噪声和泥浆污染要求严格的场地。施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时按配合比配制混合料；混合料坍落度宜为160～200mm,施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相匹配，遇到饱和砂土或粉土层，不得停泵待料。1.1.3长螺旋钻孔、管内泵压混合料CFG桩施工中常见的问题及解决方法：1.1.3.1堵管。它直接影响CFG桩的施工效率，增加工人劳动强度，造成材料浪费。特别是故障排除不畅时，使已搅拌的混合料失水或结硬，增加了再次堵管的几率，给施工带来很多困难。应根据不同的原因及时排除故障，采取合理的措施减少堵管次数。一般情况下有下面几种原因：混合料配合比不合理；混合料搅拌质量有缺陷；设备原因；冬季施工措施不当；施工操作不当等。1.1.3.2窜孔。在饱和粉土、粉细砂层中施工常遇到这个问题，钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动；土体受剪切扰动能量的积累，使土体发生液化。工程实践证明，被加固的土层中虽有松散粉土、粉细砂,但没有地下水，施工中没发现有窜孔现象；被加固的土层中有松散粉土、粉细砂，有地下水，但桩距很大，每根桩成桩时间很短，也很少发生窜孔；只有在桩距较小，桩的长度大，成桩时间长，成桩时一次移机施打周围桩数量过多时才发生窜孔。施工中根据不同情况采取相应的措施。1.1.3.3钻头阀门打不开。当钻头构造缺陷、桩端落在透水性好、水头高的砂土或卵石层中时，会出现此问题;可采用改进阀门的结构型式或调整桩长令桩端穿过砂土，进入粘性土层的措施来避免这一情况发生。1.1.3.4桩体上部存气。主要是施工过程中，排气阀不能正常工作所致；为杜绝桩体存气，必须保证排气阀正常工作；施工过程中,要经常检查排气阀是否发生堵塞。若发生堵塞必须及时采取措施加以清洗。1.1.3.5先提钻后泵料。这样操作会出现下列问题：有可能使钻头上的土掉进桩孔，当桩端为饱和的砂卵石层时，提拔30cm易使水迅速填充该空间，泵送混合料后，混合料不足以使水立即全部排走，桩端处的混合料可能存在浆液与骨料分开现象。两种情况均会影响CFG桩的桩端承载力的发挥。1.2振动沉管灌注CFG桩施工工艺振动沉管CFG桩施工工艺属于非排土成桩工艺，主要适用于粉土、粘性土及素填土地基及松散砂土等地质条件，尤其适用于松散的粉土、粉细砂的加固；它既有施工操作简便、施工费用较低、对桩间土的挤密效应显著等优点；采用振动沉管CFG桩施工工艺的CFG桩复合地基可以提高地基承载力、减少地基变形以及消除地基液化。振动沉管CFG桩施工的坍落度宜为30～50mm，成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm；施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。振动沉管CFG桩施工中常见的问题有：1.2.1施工扰动土的强度降低.振动沉管CFG桩施工工艺与土的性质有密切的关系,根据土的挤密性，可将地基土分为三类：一类为挤密性好的土，如松散填土、粉土和砂土等；其二为可挤密土，如塑性指数不大的松散的粉质粘土和非饱和粘性土；三为不可挤密土，如塑性指数高的饱和软粘土和淤泥质土。土的密实度对土的挤密性影响很大，密实的砂土或粉土会振松，松散的砂土或粉土可振密。也就是说振动沉管成桩工艺，对密实度较高的土，振动使土的结构强度、密度减小，承载力降低。1.2.2缩颈和断桩。在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，当采用连打作业时，新打桩对已打桩的作用主要表现为挤压，使得已打桩挤压成不规则形状，严重时会产生缩颈和断桩；在上部有较硬的土层或中间夹有较硬土层的土中成桩，桩机的振动力大，对已打桩的影响主要是振动破坏,采用隔桩跳打工艺，若已打桩结硬强度又不太高，在中间补打新桩时，已打桩有时被振裂。1.2.3桩体强度不均匀。当提升沉管线速度太快时，为控制平均速度，一般采用提升一段距离，停下留振一段时间，非留振时，速度太快可能导致缩颈断桩。拔管太慢或留振时间过长，都会使得桩的端部桩体水泥含量较少，桩顶浮浆过多，且混合料也容易产生离析，造成强度不均匀。1.2.4桩料与土的混合。采用活瓣桩靴成桩时，可能出现的问题是桩靴开口的宽度不够，混合料下落不充分，造成桩端与土接触不密实或桩端一段桩径过小；若采用反插办法，由于桩管垂直度很难保证，反插容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土等缺陷。所以，振动沉管CFG桩施工时，要控制拔管速率，选择合理的桩距、施打顺序及混合料的坍落度，设置合理保护桩长等。除以上两种施工工艺外，还有长螺旋钻孔灌注成桩施工工艺，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土；泥浆护壁钻孔灌注成桩，适用于粘性土、砂土、人工填土、砾（碎）石土及风化岩层分布的地基。2郑州市区常用的GFG桩施工技术方法对比分析2.1根据郑州地区的地质条件，CFG桩施工多采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料CFG桩施工工艺，对西南部黄土地质单元来说，由于地下水位埋深较深，只要严格按照施工程序，一般都会达到设计要求；且施工过程中不会出现问题；施工充盈系数一般取1.05即可满足要求；经济效益很好，施工质量容易保证。2.2对东北部泛滥平原地质单元，由于土的含水量较大，地下水位埋深较浅，且主要为松散饱和粉土、粉细砂，采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺，由于钻进过程叶片剪切作用，极易使饱和粉土、粉细砂发生液化，引发“窜孔”；甚至对周边环境造成扰动影响；因此，在本地区施工时，要注意与周围建筑物的净间距；提钻前应先泵送，预防阀门打不开；充盈系数一般取1.4左右；桩长也相应加长一些。为保证施工质量，需通过低应变检测和静载试验，进一步确定桩身完整性和承载力。CFG桩复合地基施工工艺及质量控制研究作者：刘斌时间：2009-6-313:24:59来源：城市建设4月第26期访问量：534摘要：CFG桩复合地基是由CFG桩、桩间土和褥垫层组成的新型复合地基形式，作为一种高粘结强度桩复合地基，具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便、工期短、造价低廉等技术优点，目前已在全国各地推广应用。本文对其施工进行了探讨。关键词：CFG桩；复合地基；施工1CFG桩复合地基施工方法及适用范围水泥粉煤灰碎石桩的施工，应根据设计要求和现场地基土的性质、地下水位、场地周边是否有居民、有无对振动反应敏感的设备等多种因素选择施工工艺。一般有以下施工工艺可供选择。(l)振动沉管灌注成桩工艺若地基土是松散的饱和粉细砂、粉土，以消除液化和提高地基承载力为目的，此时应选择振动沉管打桩机施工;振动沉管灌注成桩属挤上成桩工艺，对桩间土具有挤(振)密效应。但振动沉管灌注成桩工艺难以穿透厚的硬土层、砂层和卵石层等。在饱和粘性土中成桩，会造成地表隆起，挤断已打桩，且振动和噪声污染严重，在城市居民区施工受到限制。在夹有硬的粘性土时，可采用长螺旋钻机引孔，再用振动沉管打桩机制桩。(2)长螺旋钻孔灌注成桩工艺长螺旋钻孔灌注成桩适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂上，属非挤土成桩工艺，该工艺具有穿透能力强，无振动、低噪音、无泥浆污染等特点，但要求桩长范围内无地下水，以保证成孔时不塌孔。(3)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺，是国内近几年来使用比较广泛的一种新工艺，属非挤土成桩工艺，具有穿透能力强、低噪音、无振动、无泥浆污染、施工效率高及质量容易控制等特点。长螺旋钻孔灌注成桩和长螺旋钻成孔、管内泵压混合料成桩工艺，在城市居民区施工，对周围居民和环境的不良影响较小。(4)泥浆护壁钻孔灌注成桩工艺适用于分布有砂层的地质条件，以及对振动噪音要求严格的场地。该方法钻孔速度较快，但是泥浆对场地的污染严重，影响后续孔的施工，且往往孔底沉渣较大也会影明成桩质量。2CFG桩复合地基的施工要求①施工时应按设计配合比配制混合料，在搅拌机中加水搅拌，加水量由混合料坍落度控制，长螺旋钻孔，管内泵压混合料成桩施工的坍落度为160-200mm，振动沉管灌注成桩的坍落度宜为30-50mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超出200mm。②长螺旋钻孔，管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆的时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，以保证管内有一定高度的配合料，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料，沉管灌注成桩施工拔管速度应按均匀线速度控制，拔管线速度应控制在1.2-l.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，速度应尽可能放慢。③桩顶标高应超出设计桩顶标高不少于0.5m。④成桩过程中抽样作混合料试块，每台机械1d应做一组(3块)试块，(边长为150mm的立方体)，标准养护为28d，测定其立方体抗压强度。⑤沉管灌注成桩在施工过程中应观测新施工桩对已施工桩的影响，当发现桩断裂并脱开时，必须对工程桩逐桩静压，静压时间一般为3min，静压荷载为保证使断桩接起来为准。⑥复合地基的基坑可采用人工或机械、人工联合开挖。机械、人工联合开挖时。预留人工开挖厚度应由现场试开挖确定，以保证机械开挖造成桩的断裂部位不低于基础底面标高。且桩间土不受扰动。⑦褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间上的含水量较小时，也可采用动力压实法，褥垫夯实后的厚度与虚铺厚度的比值不得大于0.9。⑧复合地基检测必须在桩体强度满足试验荷载条件时进行，一般宜在施工结束14-28d后进行。⑨复合地基承载力宜用单桩复合地基载荷试验确定，实验数量不应少于3个试验点，抽取总桩数的10%，进行低应变动力检测桩身结构完整性。⑩施工中桩长允许偏差为100mm，桩径允许偏差为20mm，垂直度允许偏差为1%:对满堂布桩基础，桩位允许偏差为0.5倍桩径;对条形基础，垂直于轴线方向的桩位允许偏差为0.25倍桩径;顺轴线方向的桩位允许偏差为0.3倍桩径;对单排布桩桩位允许偏差不得大于60mm。2CFG桩复合地基的施工质量控制2.1CFG桩复合地基常见的质量通病分析(1)成孔过程中常出现的问题①斜孔:主要是由于钻机不稳或钻杆垂直度不够。②孔底虚土:由于孔底为砂土层或砂层，其