CFG桩施工管理和质量控制

CFG桩施工管理和质量控制作者：冯海洋一、CFG桩总体概述1)CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩，是由碎石、石屑、粉煤灰，掺适量水泥加水拌和，用各种成桩机制成的具有可变粘结强度的桩型，桩、桩间土和褥垫层形成复合地基。桩体中的粗骨料为碎石；石屑为中等粒径骨料，可使级配良好。2)同样，为了调整桩土应力比，充分发挥桩的作用，在桩顶设置级配碎石砂加筋褥垫层50cm,夹两层双向钢塑复合土工格栅。坡体上的CFG桩桩顶加筋垫层30cm夹单层双向钢塑复合土工格栅。为了防止应力集中而产生较大的桩顶刺入，在桩顶设置桩帽，桩帽为双面配筋的现浇钢筋混凝土板，桩帽与桩为现浇混凝土连接。3)CFG桩广泛适用于素填土，粉质粘土和粉砂，土质软弱的地质。二、施工管理1施工材料水泥：宜采用P.O32.5普通硅酸盐水泥。骨料：宜用新鲜机碎石，粒径8～25mm，杂质含量小于5%。石屑：石屑宜用新鲜机碎石，粒径宜为2㎜～10㎜，杂质含量小于5%。砂：宜选用中、粗砂，含泥量不大于5%。粉煤灰：符合国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596等的规定。水电：符合施工用水用电要求。外掺剂:泵送剂混凝土塌落度：混合料塌落度控制在16～20cm。褥垫层材料:碎石砂，其中碎石占70％，直径2～4cm，砂30％，含泥量不大于5%；土工格栅材料采用双向钢塑复合土工格栅，格栅强度不小于80KN/m，对应变形率小于3％。格栅保护层采用聚乙烯，厚度为1mm。2施工准备（一）现场准备1)场地平整。施工现场必须清除地上和地下一切障碍物后再予以平整。2)施工前应对施工场地进行补充勘察，可以采用静力触探方法加密勘察，查明施工场地软土分布与性质，如果发现地质条件与勘察资料有较大不相符时，及时通知设计单位对设计进行调整。3)对机械组装和原材料质检，合格后方可使用。4)对混凝土地泵及输送管要先用水冲洗干净，再用砂浆冲洗润滑，待长螺旋转孔均匀流出塑性砂浆后方能用泵送混凝土。5)混凝土地泵及输送管应与长螺旋钻机保持水平，防止由于供料不及时而导致堵管。（二）主要机具可泵压混合料的长螺旋钻机(步履式长螺旋钻机，根据桩长分别选择12、16、18、24、30等机型)。混凝土输送泵(型号选用HBT40、HBT50或HBT60)。（自拌混凝土时使用）每台长螺旋钻机配套2台0.5m3以上的双涡轴式强制式混凝土搅拌机(如JS750-J强制式搅拌机)，材料计量设备，手推车等。（三）施工工艺1)试桩工艺性试桩可结合工程桩施工进行，主要考查设计的施打顺序和桩距能否保证桩身质量以及CFG桩复合地基是否满足设计承载力及沉降要求。要求每段落（连续的桩长相同段落）试桩不少于不少于4根，寻求合适的施工工艺等。试桩完成后应对试桩进行复合地基承载力试验（2根）和单桩承载力试验（2根），试验过程中对桩、土、垫层的应力和变形状态进行监测，研究CFG桩复合地基的作用机理，考察设计文件是否满足工程承载力及沉降要求，及时调整设计。当试桩结果满足设计要求后方可进行大面积施工。2)CFG施工流程为：桩机就位、调平-钻孔至设计高程-泵送混合料-拔管、灌注混合料至设计高程-移机-桩顶混凝土达到一定龄期后，清理桩间土，并凿除桩头-基底验槽合格后，铺设褥垫层。质量控制（一）现场控制1)施工前应预留保护土层，厚度一般为300mm～500mm，可根据施工季节和设备重量等增加保护土层厚度。场地平整后的高低误差应小于100mm。2)桩位放线后，应由业主、施工、监理共同验收，并检查基础轴线、基准标高、桩位和数量等是否与施工图相符。3)钻机进入现场，组装后保证钻杆具有足够长度，满足桩长变化的需要。4)开机前应检查导向架的垂直度，施工中应随时观察和保持桩机底盘的水平和导向架的竖直，桩体垂直度偏差不得超过1.5%，桩位偏差不大于50mm，成桩直径不得小于设计值。5)在钻杆上标记设计桩长值，当长螺旋钻杆到达此位置，停止钻进，5秒后开始提钻。6)提钻和泵压混合料要密切配合防止提钻过快。提钻速度应根据混凝土的泵送速度和孔径的大小等因素计算确定，提钻过程须保证钻头没入混合料面。7)施工桩长应根据设计要求、地质情况和钻进电流变化综合控制，确保桩体穿透软土层进入持力层不小于1.0m。8)成桩过程应连续进行，应避免因后台供料慢导致停机待料，也应防止供料过快导致堵管。9)路堤下CFG桩施工时，直接灌注至地表；构筑物基础下停浆面应高于设计标高500mm，提钻后，须确保预留桩头的长度，对桩头上部2m～3m进行振捣。开挖时应将顶部施工质量差的浮浆段人工凿除。严禁采用机械直接开挖至桩顶标高。10)一般在施工结束2-4周后进行复合地基检测，对复合地基或单桩承载力的检测可采用静载荷试验方法，复合地基静载荷试验方法按《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2002执行。11)铺设（虚铺）褥垫层后，采用重力压实方法或平板振捣器等将褥垫层压密至设计密实度（93%）。在含水量大的地基土层铺设褥垫层时应避免使用振动密实方法，防止下部土层软化。（二）充盈系数和严重质量控制1)CFG桩成桩充盈系数一般实际灌注量为计算量的1.2倍以上，特殊土层，此数还要大。为了防止成桩后出现断桩等不合格的，应注意以下几点：2)严格控制拔管速度。拔管速度太快，可能造成索径或断桩，太慢可能造成桩端某段的桩体水泥含量较少，桩体强度降低。适宜的拔管速度应按设计说明进行，每上拔1m要停一下振动5秒，沉管下端末露出地面不得停振，不允许快速拔管。3)施打顺序采取隔桩跳打，连续施打可能造成的缺陷是桩径被挤扁或索缩径。4)控制粉煤灰混凝土灌入量。按设计充盈系数K》1.2计算的CFG桩体体积一次性灌足，不足时应沉管上端上料口补足，边填料边振动，直至拌和表面出浆为止。当沉管拔出后，若发现投料不足，严禁再向孔内二次倒料，起不足部分应待开挖基坑时，凿出新坑，用模具接桩5)要严格控制最后1分钟的灌入量。如果灌入量未达到要求，则桩端未达到设计的深度上，在振动和桩身自重的作用下，可能会造成桩孔内粉煤灰混凝土再度下沉，造成缩径和断桩。见图----CFG桩已钻到设计深度