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[内容摘要]CFG桩也被称为水泥粉煤灰碎石桩,是指在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和而成具有一定粘结强度的桩。为确保CFG桩桩身质量、完整性满足设计及验标要求,针对CFG桩在施工过程中的各项注意事项进行研究,确定并完善合理的施工工艺标准。
[关键字]CFG桩;施工注意事项
1.概述
CFG即水泥粉煤灰碎石桩,类似于混凝土素桩,是在素桩基础上发展起来的新型桩体,桩体与桩间土共同作用组成复合地基。
CFG桩施工主要有以下四种施工工艺:
(1)长螺旋钻孔灌注成桩:通常使用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基;
(2)泥浆护壁钻孔灌注成桩:适用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石(砾)石土及风化岩层分布的地基;
(3)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩:通常应用于砂土、粉土、粘性土等地基和对噪音及泥浆污染有严格要求的场地;
(4)沉管灌注成桩:适用于粘性土、粉土、淤泥质土人工填土及无密实厚砂层的地基。
本文中重点讨论长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩,由于机械设备大,对地面的平整度和压实度要求高,施工过程中需要地泵配合,同时要考虑混凝土的罐车的运输通道,施工前一定要进行合理的组织,做好三通一平和现场组织。
2.CFG桩施工
2.1施工前准备
(1)建筑物场地地质勘探报告;
(2)CFG桩布桩图以及设计说明;
(3) 调查线路内障碍物及地下管线;
(4) 路基放样用的导线桩、水准点桩的布设、联测;
(5) 备料: CFG桩混合料由水泥、粉煤灰、砂、碎石和水组成,施工前拌和站要将CFG桩所用材料备齐,并进行试验与进场检验;
(6)具备“三通一平”条件。
2.2工艺流程
混合料搅拌→场地整平→测量放样→钻机就位→钻进成孔→灌注及拔管→移机
2.3施工工艺
(1)钻机就位:
首先用全站仪放出控制樁,然后用钢尺根据控制桩放出每根各CFG桩桩位,再用直径15mm的钢钎竖直打入20cm深的孔,在孔内灌入石灰粉,并在孔内插入标记物,最好用一次性木、竹筷或钢筋,方便在钻孔过程中因钻孔废泥把桩位埋没后进行查找。根据所放桩位就位钻机。再钻机就位后,进行钻机调整,可通过悬挂在钻杆导向架侧面的垂球及在导向架上标出的对照线位置来调整钻机的水平和钻杆的垂直度,最大垂直度不能超过1%。
用红油漆在钻机导向架的侧面标出刻度,在钻头接触地面时,钻机的动力机头最上部停留位置必须为零刻度,此后每向下0.5m标注一次刻度,施工时可通过刻度确定进尺深度和拔钻高度以及拔管速度。
(2)混合料拌制:
根据成桩试验确定的配合比由拌和站拌制混合料,每盘的搅拌时间控制在60~120s。用砼罐车送至施工现场,泵送入孔,混合料的坍落度控制在160mm~200mm。拌料时,严格按照施工配合比准确计量水、水泥、粉煤灰、碎石、砂的用量,拌和物应拌和均匀,颜色一致,不得有离析和泌水现象。
(3)钻进成孔:
钻孔开始施工后,应关闭钻头阀门,竖直向下移动钻杆至钻头触地时,同时启动马达钻进,先慢后快,及时纠正施工过程中的钻孔偏差。在成孔过程中,如果发现钻杆摇晃或难钻时,首先应放慢进尺,用以防止已钻桩孔偏斜、位移和钻具损坏,然后根据钻机塔身上的进尺标记,成孔到达设计标高后,停止钻进。
(4)灌注及拔管:
在CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始采用砼输送泵用以泵送混合料。拔管时,钻杆芯管充满混合料,一边泵送,一边拔管,禁止先拔管后泵料。CFG桩的拔管速度要根据输送泵的输送速度确定,一般应控制在2m/min~3m/min。成桩过程要连续进行,尽量避免因供料出现问题导致停机待料。最后按设计要求桩身混合料要超灌50cm。灌注成桩完成后,桩顶上盖土封顶予以保护。混合料灌注量的控制通过记录混凝土泵的泵送次数来计算。
(5)移机:
完成一根桩之后移机到下一根桩,钻机的移动通过钻机自带移动底盘进行。重复上述施工顺序及施工方法进行下一根桩的施工。同时在施钻前要检查一下桩位(确认无误后就位钻机)以及钻机的工作性能,必要时移机后要清洗钻杆和钻头。
(6)现场试验:
项目部试验人员对于每盘混合料的坍落度都要监测,合格后方可进行混合料的投料,在成桩过程中采用抽样形式制作混合料试块,每台班做1组(3块)试块,测定其28天抗压强度。
3.施工中的注意事项
3.1成桩后检测工作
CFG桩施工完毕,等强28天后,按设计要求进行低应变、复合地基承载力试验,按规范要求低应变检验总桩数的10%,监理单位按检验桩数的20%见证检验;复合地基承载力按总桩数的2%检验,且不少于3根,监理单位见证,设计单位现场确认。
3.2需注意桩间土清除时造成的浅层断桩
CFG桩完成后钻机钻孔时带出的土全部堆在桩头上,如果不随打桩时及时清除,待桩施工完成后,因中间夹有素混凝土材料的CFG桩,即使用小挖机挖土时也容易碰到桩头,造成浅层断桩,给检测工作带来很大麻烦,处理断桩既费时又费力,严重影响下道工序。可采用的办法是桩间土随打随清,待成桩后1~2小时后又小挖机将桩头上部的余土清除,防止事后清桩间土时因操作不当造成断桩。
3.3控制灌注拔管速率
CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,螺旋杆静止上提钻头10-15cm,将钻头阀门打开,开始泵送混合料,混合料泵送20s后开始上提钻杆,保证桩底混凝土的密实度和混凝土包裹住钻头,并保证混凝土面比钻头高20cm左右。然后边泵送边拔管,拔管速度控制在2.5-3m/min。成桩过程应连续进行,防止因供料不足导致停机待料的现象。当一根桩在灌注过程中没达到灌入高度就没砼时,立刻停止拔管,及时组织砼灌车给输送泵补料,补好料后,先向输送管中泵送砼20s后再开始拔管。最后拔管到钻机的动力机头最上部停留在零刻度。灌注成桩完成后,桩顶上盖土封顶予以保护。 3.4配置符合要求的混合料
配置符合要求的混合料,尤其是控制混合料的坍落度,如果坍落度过大,会形成桩项浮浆过多,导致桩体强度的降低。坍落度最好控制在3~5厘米,此时混合料和易性最好,当拔管速率为1.2~1.5米/分时,桩顶浮浆可控制在15厘米左右,成桩质量容易控制。
3.5施工时注意认真核对桩位防止漏桩
CFG桩施工时因钻机钻孔时带出的土全部堆在桩头上,如不及时清理,余土堆在桩头上,会埋住下一个桩位,给找桩带来很大不便同时,也经常发生个别桩漏打的情况。
3.6设置合理的保护桩长
加料时,每根桩要多加比设计桩长0.5m桩长的混合料。同时使用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3-5秒钟,以便提高桩顶混合料密实度。上部用土封頂,增大混合料表面的高度,不但增加了自重压力,而且可以提高混合料抵抗周围土挤压的能力。在上部基础施工时再将保护桩长剔除掉,确保成桩与设计标高一致。褥垫层铺设时宜采用静力压实法,但当基础底面下桩间土的含水量很小时,也可采用动力夯实法,夯填度最大不得超过1%。施工垂直度偏差最大不超过1%。
3.7加强监测,及时反馈
在CFG桩施工过程中,应加强监测,发现问题后及时反馈,采取针对性的处理措施。重点应做好施工场地和已打桩桩顶标高观测,及时抽查浇筑质量,对桩轴线的控制跟踪进行经纬仪监测,对承压水压力较高的场地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。
4.总结
随着工程建设高潮的来临,CFG桩与褥垫层复合地基施工技术已开始普遍使用。本人通过CFG桩施工现场学习实践,总结出长螺旋成孔泵送混合料施工CFG桩施工工艺和在施工过程中应重点控制的技术以及施工过程中质量监控的要点,仅供现场工程技术人员学习参考。由于本人水平有限,文中难免有不妥之处,欢迎批评指正。
[参考文献]
[1]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
[2]《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002);
[3]《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94);
[4]《长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程》(DB13(J)31—2001)
[关键字]CFG桩;施工注意事项
1.概述
CFG即水泥粉煤灰碎石桩,类似于混凝土素桩,是在素桩基础上发展起来的新型桩体,桩体与桩间土共同作用组成复合地基。
CFG桩施工主要有以下四种施工工艺:
(1)长螺旋钻孔灌注成桩:通常使用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基;
(2)泥浆护壁钻孔灌注成桩:适用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石(砾)石土及风化岩层分布的地基;
(3)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩:通常应用于砂土、粉土、粘性土等地基和对噪音及泥浆污染有严格要求的场地;
(4)沉管灌注成桩:适用于粘性土、粉土、淤泥质土人工填土及无密实厚砂层的地基。
本文中重点讨论长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩,由于机械设备大,对地面的平整度和压实度要求高,施工过程中需要地泵配合,同时要考虑混凝土的罐车的运输通道,施工前一定要进行合理的组织,做好三通一平和现场组织。
2.CFG桩施工
2.1施工前准备
(1)建筑物场地地质勘探报告;
(2)CFG桩布桩图以及设计说明;
(3) 调查线路内障碍物及地下管线;
(4) 路基放样用的导线桩、水准点桩的布设、联测;
(5) 备料: CFG桩混合料由水泥、粉煤灰、砂、碎石和水组成,施工前拌和站要将CFG桩所用材料备齐,并进行试验与进场检验;
(6)具备“三通一平”条件。
2.2工艺流程
混合料搅拌→场地整平→测量放样→钻机就位→钻进成孔→灌注及拔管→移机
2.3施工工艺
(1)钻机就位:
首先用全站仪放出控制樁,然后用钢尺根据控制桩放出每根各CFG桩桩位,再用直径15mm的钢钎竖直打入20cm深的孔,在孔内灌入石灰粉,并在孔内插入标记物,最好用一次性木、竹筷或钢筋,方便在钻孔过程中因钻孔废泥把桩位埋没后进行查找。根据所放桩位就位钻机。再钻机就位后,进行钻机调整,可通过悬挂在钻杆导向架侧面的垂球及在导向架上标出的对照线位置来调整钻机的水平和钻杆的垂直度,最大垂直度不能超过1%。
用红油漆在钻机导向架的侧面标出刻度,在钻头接触地面时,钻机的动力机头最上部停留位置必须为零刻度,此后每向下0.5m标注一次刻度,施工时可通过刻度确定进尺深度和拔钻高度以及拔管速度。
(2)混合料拌制:
根据成桩试验确定的配合比由拌和站拌制混合料,每盘的搅拌时间控制在60~120s。用砼罐车送至施工现场,泵送入孔,混合料的坍落度控制在160mm~200mm。拌料时,严格按照施工配合比准确计量水、水泥、粉煤灰、碎石、砂的用量,拌和物应拌和均匀,颜色一致,不得有离析和泌水现象。
(3)钻进成孔:
钻孔开始施工后,应关闭钻头阀门,竖直向下移动钻杆至钻头触地时,同时启动马达钻进,先慢后快,及时纠正施工过程中的钻孔偏差。在成孔过程中,如果发现钻杆摇晃或难钻时,首先应放慢进尺,用以防止已钻桩孔偏斜、位移和钻具损坏,然后根据钻机塔身上的进尺标记,成孔到达设计标高后,停止钻进。
(4)灌注及拔管:
在CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始采用砼输送泵用以泵送混合料。拔管时,钻杆芯管充满混合料,一边泵送,一边拔管,禁止先拔管后泵料。CFG桩的拔管速度要根据输送泵的输送速度确定,一般应控制在2m/min~3m/min。成桩过程要连续进行,尽量避免因供料出现问题导致停机待料。最后按设计要求桩身混合料要超灌50cm。灌注成桩完成后,桩顶上盖土封顶予以保护。混合料灌注量的控制通过记录混凝土泵的泵送次数来计算。
(5)移机:
完成一根桩之后移机到下一根桩,钻机的移动通过钻机自带移动底盘进行。重复上述施工顺序及施工方法进行下一根桩的施工。同时在施钻前要检查一下桩位(确认无误后就位钻机)以及钻机的工作性能,必要时移机后要清洗钻杆和钻头。
(6)现场试验:
项目部试验人员对于每盘混合料的坍落度都要监测,合格后方可进行混合料的投料,在成桩过程中采用抽样形式制作混合料试块,每台班做1组(3块)试块,测定其28天抗压强度。
3.施工中的注意事项
3.1成桩后检测工作
CFG桩施工完毕,等强28天后,按设计要求进行低应变、复合地基承载力试验,按规范要求低应变检验总桩数的10%,监理单位按检验桩数的20%见证检验;复合地基承载力按总桩数的2%检验,且不少于3根,监理单位见证,设计单位现场确认。
3.2需注意桩间土清除时造成的浅层断桩
CFG桩完成后钻机钻孔时带出的土全部堆在桩头上,如果不随打桩时及时清除,待桩施工完成后,因中间夹有素混凝土材料的CFG桩,即使用小挖机挖土时也容易碰到桩头,造成浅层断桩,给检测工作带来很大麻烦,处理断桩既费时又费力,严重影响下道工序。可采用的办法是桩间土随打随清,待成桩后1~2小时后又小挖机将桩头上部的余土清除,防止事后清桩间土时因操作不当造成断桩。
3.3控制灌注拔管速率
CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,螺旋杆静止上提钻头10-15cm,将钻头阀门打开,开始泵送混合料,混合料泵送20s后开始上提钻杆,保证桩底混凝土的密实度和混凝土包裹住钻头,并保证混凝土面比钻头高20cm左右。然后边泵送边拔管,拔管速度控制在2.5-3m/min。成桩过程应连续进行,防止因供料不足导致停机待料的现象。当一根桩在灌注过程中没达到灌入高度就没砼时,立刻停止拔管,及时组织砼灌车给输送泵补料,补好料后,先向输送管中泵送砼20s后再开始拔管。最后拔管到钻机的动力机头最上部停留在零刻度。灌注成桩完成后,桩顶上盖土封顶予以保护。 3.4配置符合要求的混合料
配置符合要求的混合料,尤其是控制混合料的坍落度,如果坍落度过大,会形成桩项浮浆过多,导致桩体强度的降低。坍落度最好控制在3~5厘米,此时混合料和易性最好,当拔管速率为1.2~1.5米/分时,桩顶浮浆可控制在15厘米左右,成桩质量容易控制。
3.5施工时注意认真核对桩位防止漏桩
CFG桩施工时因钻机钻孔时带出的土全部堆在桩头上,如不及时清理,余土堆在桩头上,会埋住下一个桩位,给找桩带来很大不便同时,也经常发生个别桩漏打的情况。
3.6设置合理的保护桩长
加料时,每根桩要多加比设计桩长0.5m桩长的混合料。同时使用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3-5秒钟,以便提高桩顶混合料密实度。上部用土封頂,增大混合料表面的高度,不但增加了自重压力,而且可以提高混合料抵抗周围土挤压的能力。在上部基础施工时再将保护桩长剔除掉,确保成桩与设计标高一致。褥垫层铺设时宜采用静力压实法,但当基础底面下桩间土的含水量很小时,也可采用动力夯实法,夯填度最大不得超过1%。施工垂直度偏差最大不超过1%。
3.7加强监测,及时反馈
在CFG桩施工过程中,应加强监测,发现问题后及时反馈,采取针对性的处理措施。重点应做好施工场地和已打桩桩顶标高观测,及时抽查浇筑质量,对桩轴线的控制跟踪进行经纬仪监测,对承压水压力较高的场地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。
4.总结
随着工程建设高潮的来临,CFG桩与褥垫层复合地基施工技术已开始普遍使用。本人通过CFG桩施工现场学习实践,总结出长螺旋成孔泵送混合料施工CFG桩施工工艺和在施工过程中应重点控制的技术以及施工过程中质量监控的要点,仅供现场工程技术人员学习参考。由于本人水平有限,文中难免有不妥之处,欢迎批评指正。
[参考文献]
[1]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
[2]《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002);
[3]《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94);
[4]《长螺旋钻孔泵压混凝土桩复合地基技术规程》(DB13(J)31—2001)