论文部分内容阅读
【摘 要】水泥粉煤灰CFG桩(CFG桩)已成为地基处理中应用较为普遍的技术之一，加强施工过程中的监督管理，严格按照设计及规范要求施工CFG桩，才能保证CFG桩的施工质量，本文主要介绍了CFG桩技术在建筑工程软土地基处理中的应用。
【关键词】CFG桩；软土地基
1 CFG桩软土地基施工方法概述
1.1 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图成桩工艺，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。
1.2 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、中等密实以上的砂土，属非挤土成桩工艺，该工艺具有穿透能力强，无振动、低嗓音、无泥浆污染等特点，但要求桩长范圈内无地下水，以保证成孔时不塌孔。
1.3 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，在城市居民区旋工，对周围居民和环境的不良影响较小。
1.4 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嚴格的场地。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响成桩质量。
2 CFG桩软土地基施工工艺
2.1 施工程序
2.1.1 钻机就位：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%；
2.1.2 混合料搅拌：混合料搅拌要求按配合比进行配料，要求计量准确、搅拌均匀。每盘料搅拌时间不小于60s，混合料塌落度控制在16-20cm。
2.1.3 钻进成孔：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。一般应先慢后快，在成孔过程中，如发现钻杆摇晃过难钻时，要放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。施工时还需要考虑施工工作面的标高差异，做相应增减。在钻进过程中，当遇到圆砾层或卵石层时，会发现进尺变慢，机架出现轻微晃动，可根据这些特征来判定钻杆进入圆砾层或卵石层的深度。
2.1.4 灌注及拔管：CFG 桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后，开始拔管，严禁先提管后送料。成桩的提拔速度宜控制在2-3m/min，成桩过程连续进行，要避免因后台供料慢而导致停机待料。若施工中因其它原因不能连续灌注，须根据勘察报告货物已掌握施工现场的土质情况，避开饱和砂土、粉土层，不得在这些土层内停机。灌注完成后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。施工中每根桩的投料量不少于设计灌注量。
2.1.5 上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。
2.2 CFG桩施工要求
2.2.1 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。
2.2.2 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1.2-1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，速度应尽可能放慢。
2.2.3 桩顶标高应超出设计桩项标高不少于0.5m。
2.2.4 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。
2.2.5 软土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。
2.2.6 褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，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。
2.2.7 软土地基承载力宜用单桩软土地基载荷试验确定，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。
2.3 施工质量控制措施
2.3.1 严格按要求施工
在施工准备阶段，应根据地质情况合理地选用施工机械。这是确保CFG桩软土地基施工质量的有效途径。
选择好施工工艺后，要严格按要求施工，把握各个施工要点，各个施工环节，因此在施工准备阶段在确定的施工方案时，设计好相应的技术和质量保证措施，做到心中有数。
2.3.2 正确的打桩顺序
在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，当采用连打作业时，由于饱和软±的特性，新打桩将挤压已打桩，使已打桩被挤扁形成椭圆状或不规则形状，严重的产生缩颈和断桩。此时，应采用隔桩跳打施工方案。
2.3.3 严格控制拔管速率
控制混合料泵送量与拔管速度相匹配，不得停泵待料。拔管速率太抉可能导致桩径偏小或缩颈断桩，两拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩项浮浆过多，桩身强度不足和形成混合料离析现象，导致桩身强度不足。放施工对，应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制在1.2～1.5m/min，一般桩顶浮浆可控制在10cm左右。
2.3.4 控制好混合料的坍落度
大量工程实践表明，坍落度的大小对CFG桩施工质量影响最为显著。混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，形成混凝土的离析和泌水，桩体强度也会降低；而且会导致混凝土流动性降低，频繁堵管。坍落度控制在3～5cm时，和易性好，成桩质量容易控制。
2.3.5 加强施工监测和反馈
在施工过程中，应加强监测，及时发现问题，以便针对性地采取有效措施。重点应做好施工场地和已打桩桩顶标高观测，经纬仪跟踪进行桩轴线的控制，及时抽查浇筑质量，对承压水压力较高的场她应钻探深井降低水压力，褥垫层施工前桩间浮土必须清除干净等几方面的监测工作。
3 结语
CFG桩施工完毕，一般28天后对CFG桩和CFG桩软土地基进行检测，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，静载荷试验多采用单桩或多桩软土地基，根据试验结果评价软土地基承载力，亦可采用单桩载荷试验，通过计算评价软土地基承载力。
参考文献
[1]魏玉琴.CFG桩在郑州地区的应用研究.同济大学.2004
[2]王瑞芳.CFG桩软土地基工作性状研究.武汉科技大学.2003
【关键词】CFG桩；软土地基
1 CFG桩软土地基施工方法概述
1.1 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图成桩工艺，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。
1.2 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、中等密实以上的砂土，属非挤土成桩工艺，该工艺具有穿透能力强，无振动、低嗓音、无泥浆污染等特点，但要求桩长范圈内无地下水，以保证成孔时不塌孔。
1.3 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，在城市居民区旋工，对周围居民和环境的不良影响较小。
1.4 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嚴格的场地。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响成桩质量。
2 CFG桩软土地基施工工艺
2.1 施工程序
2.1.1 钻机就位：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%；
2.1.2 混合料搅拌：混合料搅拌要求按配合比进行配料，要求计量准确、搅拌均匀。每盘料搅拌时间不小于60s，混合料塌落度控制在16-20cm。
2.1.3 钻进成孔：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。一般应先慢后快，在成孔过程中，如发现钻杆摇晃过难钻时，要放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。施工时还需要考虑施工工作面的标高差异，做相应增减。在钻进过程中，当遇到圆砾层或卵石层时，会发现进尺变慢，机架出现轻微晃动，可根据这些特征来判定钻杆进入圆砾层或卵石层的深度。
2.1.4 灌注及拔管：CFG 桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后，开始拔管，严禁先提管后送料。成桩的提拔速度宜控制在2-3m/min，成桩过程连续进行，要避免因后台供料慢而导致停机待料。若施工中因其它原因不能连续灌注，须根据勘察报告货物已掌握施工现场的土质情况，避开饱和砂土、粉土层，不得在这些土层内停机。灌注完成后，用水泥袋盖好桩头，进行保护。施工中每根桩的投料量不少于设计灌注量。
2.1.5 上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。
2.2 CFG桩施工要求
2.2.1 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。
2.2.2 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1.2-1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，速度应尽可能放慢。
2.2.3 桩顶标高应超出设计桩项标高不少于0.5m。
2.2.4 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。
2.2.5 软土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。
2.2.6 褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，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。
2.2.7 软土地基承载力宜用单桩软土地基载荷试验确定，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。
2.3 施工质量控制措施
2.3.1 严格按要求施工
在施工准备阶段，应根据地质情况合理地选用施工机械。这是确保CFG桩软土地基施工质量的有效途径。
选择好施工工艺后，要严格按要求施工，把握各个施工要点，各个施工环节，因此在施工准备阶段在确定的施工方案时，设计好相应的技术和质量保证措施，做到心中有数。
2.3.2 正确的打桩顺序
在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，当采用连打作业时，由于饱和软±的特性，新打桩将挤压已打桩，使已打桩被挤扁形成椭圆状或不规则形状，严重的产生缩颈和断桩。此时，应采用隔桩跳打施工方案。
2.3.3 严格控制拔管速率
控制混合料泵送量与拔管速度相匹配，不得停泵待料。拔管速率太抉可能导致桩径偏小或缩颈断桩，两拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩项浮浆过多，桩身强度不足和形成混合料离析现象，导致桩身强度不足。放施工对，应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制在1.2～1.5m/min，一般桩顶浮浆可控制在10cm左右。
2.3.4 控制好混合料的坍落度
大量工程实践表明，坍落度的大小对CFG桩施工质量影响最为显著。混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，形成混凝土的离析和泌水，桩体强度也会降低；而且会导致混凝土流动性降低，频繁堵管。坍落度控制在3～5cm时，和易性好，成桩质量容易控制。
2.3.5 加强施工监测和反馈
在施工过程中，应加强监测，及时发现问题，以便针对性地采取有效措施。重点应做好施工场地和已打桩桩顶标高观测，经纬仪跟踪进行桩轴线的控制，及时抽查浇筑质量，对承压水压力较高的场她应钻探深井降低水压力，褥垫层施工前桩间浮土必须清除干净等几方面的监测工作。
3 结语
CFG桩施工完毕，一般28天后对CFG桩和CFG桩软土地基进行检测，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，静载荷试验多采用单桩或多桩软土地基，根据试验结果评价软土地基承载力，亦可采用单桩载荷试验，通过计算评价软土地基承载力。
参考文献
[1]魏玉琴.CFG桩在郑州地区的应用研究.同济大学.2004
[2]王瑞芳.CFG桩软土地基工作性状研究.武汉科技大学.2003