论文部分内容阅读
【摘 要】通过工程实例，简单介绍CFG桩加固地基的施工工艺和施工技术控制要点，阐述笔者在工作中的经验体会，以便与广大工程技术人员进行技术交流。建议软土地区的高层建设也可以使用复合地基。
【关键词】复合地基；CFG桩；地基处理
CFG stake of application in the Dongying city some square foundation processing
Liu Pei-quan
(Shandong Zhengyuan Construction Engineering Co.，Ltd Ji'nan Shandong 250101)
【Abstract】Pass the engineering solid example，simple introduction CFG stake reinforce foundation of construction craft and construction technique control important point，experience which elaborate writer in the work realize，in order to carry on a technique exchanges with large engineering technical personnel.Suggestion soft land area of key figures construction can also usage compound foundation.
【Key words】Compound foundation；CFG stake；Foundation processing
水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)是水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。水泥粉煤灰碎石桩法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。CFG桩与素砼的区别在桩体材料的构成不同，而在其受力和变形方面没有什么区别。和其他散体材料、软体材料相比，CFG桩复合地基具有承载力提高幅度大，地基变形小的特点，并且有较大的适用范围。目前在地基处理中得到了广泛的应用。
1.工程概况
拟建东营市某广场位于东营市黄河路南侧，共设计小高层住宅楼41栋，采用CFG桩复合地基，山东正元建设工程有限责任公司承揽21#、22#、37#、38#四栋高层基础施工任务，四栋高层基础总工程量设计为：桩数约885支，桩径400mm，其中桩长12.5m的桩435支，桩长13.00m的桩450支，桩头埋深-4.18m。混凝土总量约为1483.47m3。
2.场地工程地质条件
东营市地处黄河三角洲，地貌单元为黄河冲积平原，地层为多为粘性土、粉土。地下水为第四系孔隙潜水，稳定水位埋深1.20-5.16m。静止水位标高3.85～4.35m。据调查，场区历年最高水位埋深0m。地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性。地层情况大致如下：
①层素填土：黄褐色，松散，以粉土为主。
②层粉土：黄褐色，湿-很湿，中密，较均质。
③粉质粘土：灰褐色，软塑，局部含腐殖质及小贝壳，局部夹粉土薄层。
④层粉土粉质粘土互层：粉土，灰褐色，很湿，中密；粉质粘土，灰褐色，软塑-可塑。
⑤层粉砂：灰褐色，饱和，中密，均粒。
⑥层粉土粉质粘土互层：粉土，灰褐色，很湿，中密，局部夹粉砂团块；粉质粘土，灰褐色，软塑-可塑。
⑦粉质粘土：灰褐色，软塑-可塑，偶见小贝壳，局部夹粉砂团块。
⑧层粉土：黄褐色，很湿，密实，具砂感，含铁锰质。
⑨层粉质粘土：黄褐色，软塑-可塑，局部夹粉砂团块，含铁锰斑点。
3.工艺及技术要求
地基采用CFG桩复合地基处理。桩径400mm，桩间距1600 mm.该地基处理后，复合地基承载力特征值fspk=190KPa；桩身砼设计强度为C15。
4.施工工艺流程
现场采用强制搅拌机搅拌砼，长螺旋成孔管内泵压混凝土成桩方案。见施工工艺流程图(图1)。
5.设备选型配套
根据施工工艺及工期要求，为此配备的主要设备见表1：
6.主要工序控制
6.1 钻机就位。钻机就位时，要做到机座平稳，用铅锤测定钻机桅杆的垂直度，钻头中心与桩位偏差不得大于20mm。
6.2 钻进成孔。开孔时，将钻头两活瓣合拢，钻头对准桩位，经质检员检查合格后方可施工；在钻进过程中，随时检查钻机的平稳状态和垂直度，确保桩孔垂直度<1%；开孔钻进至设计深度终孔，提钻200mm左右，开动输送泵送混合料。
按照泵送混合料速度边送料边提钻，泵送砼量略大于提钻形成的钻孔体积。提钻至设计桩顶并留出保护桩长0.60m。为确保在粉质粘土和粘土中成桩不缩径，在该层泵送砼时，提钻速度要比正常提钻速度减少1/3，在钻杆中的砼面要比孔内砼面高出3-5m。泵送砼与钻杆提升等操作，要派业务熟练的专职人员统一指挥，理论和实践相结合，即泵送砼的形成的柱状体积，应大于提钻的形成的柱状体积，并结合耳听钻杆内砼液面的高度。
6.3 泵送混凝土。接输送泵管，把输送泵管与螺旋钻具连接起来，注意软管长度要大于钻具长度。顶端采用弯管，泵管连接处加密封圈，以防止泵管漏浆。释放空气：将弯管顶部放气孔打开，泵送砼排出钻具内空气后，关闭放气孔。压灌：将钻具提离孔底20cm左右，启动输送泵，泵送砼，同时开动卷扬机，匀速提动钻具，钻头活门在泵压下张开，将C15砼注入孔内，注意钻具提升速度不大于泵送速度(排量)。压灌混凝土至高出设计标高0.60m，停泵，提出钻具，清理钻具及桩头泥土。
7.质量检验
CFG桩地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，宜在施工结束28d后进行。本工程采用低应变动力试验和复合地基静力载荷试验两种方法。低应变动力试验90颗，其中I类桩75颗，II类桩10颗，III类桩5颗。静力载荷试验9组，工程桩做试验，没有做到破环，当极限承载力达到400KPa时停止了试验，9组试验全部合格。根据试验可知本工程满足设计要求，但是有一定的浪费。
8.经验总结
8.1 CFG桩复合地基在设计时应首先满足承载力和变形量的要求，然后再合理选用设计参数，以免浪费。
8.2 本工艺在施工中出现最多的故障就是泵送砼中途堵管，一旦堵管需要重新成孔，这样既造成材料的浪费，又因地层不稳定再次成孔困难。为此，要做到：连接弯头的内径要与输料管内径一样大，且弯头的弧度要合理；粗骨料级配合理，且最大粒径≤20mm；每盘砼搅拌时间不小于90s，且坍落度控制在160～200mm之间；钻头底部活瓣开关要灵活可靠，钻进时，保证活瓣闭合良好，泵送砼时，应能轻松打开活瓣。
8.3 由于泵送砼时具有一定的泵压，且桩间距较小，可能造成串孔现象。为此，在施工中采用跳打、隔打以及相邻桩之间要错开一定时间施工。
8.4 据地质勘察报告，地下水位埋深0.40～1.0m，地层主要为粉土、粘性土组成，该地层遇水会出现缩径现象，加之桩径较小。因此，在施工中要确保：成桩的连续性，即钻孔达到设计深度后及时向孔内泵送混合料，用混凝土在孔内形成的压力阻止地下水渗入孔内；控制好提钻速度，防止断桩，钻具提升速度略小于输送到桩孔内的混合料上升速度，按照HBT60混凝土输送泵的输送量Q=0.97m3/min，桩的充盈系数为K=1.2计算钻机提升速度V：
参考文献
[1]《工程地质手册》(第四版 常士骠、张苏民 主编)中国建筑工业出版社
[2]《岩土工程治理手册》.林宗元主编.中国建筑工业出版社
[3]《建筑地基处理技术规范》(JGJ70-2002)中国建筑工业出版社
[文章编号]1619-2737(2009)04-08-031
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”
【关键词】复合地基；CFG桩；地基处理
CFG stake of application in the Dongying city some square foundation processing
Liu Pei-quan
(Shandong Zhengyuan Construction Engineering Co.，Ltd Ji'nan Shandong 250101)
【Abstract】Pass the engineering solid example，simple introduction CFG stake reinforce foundation of construction craft and construction technique control important point，experience which elaborate writer in the work realize，in order to carry on a technique exchanges with large engineering technical personnel.Suggestion soft land area of key figures construction can also usage compound foundation.
【Key words】Compound foundation；CFG stake；Foundation processing
水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)是水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。水泥粉煤灰碎石桩法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。CFG桩与素砼的区别在桩体材料的构成不同，而在其受力和变形方面没有什么区别。和其他散体材料、软体材料相比，CFG桩复合地基具有承载力提高幅度大，地基变形小的特点，并且有较大的适用范围。目前在地基处理中得到了广泛的应用。
1.工程概况
拟建东营市某广场位于东营市黄河路南侧，共设计小高层住宅楼41栋，采用CFG桩复合地基，山东正元建设工程有限责任公司承揽21#、22#、37#、38#四栋高层基础施工任务，四栋高层基础总工程量设计为：桩数约885支，桩径400mm，其中桩长12.5m的桩435支，桩长13.00m的桩450支，桩头埋深-4.18m。混凝土总量约为1483.47m3。
2.场地工程地质条件
东营市地处黄河三角洲，地貌单元为黄河冲积平原，地层为多为粘性土、粉土。地下水为第四系孔隙潜水，稳定水位埋深1.20-5.16m。静止水位标高3.85～4.35m。据调查，场区历年最高水位埋深0m。地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性。地层情况大致如下：
①层素填土：黄褐色，松散，以粉土为主。
②层粉土：黄褐色，湿-很湿，中密，较均质。
③粉质粘土：灰褐色，软塑，局部含腐殖质及小贝壳，局部夹粉土薄层。
④层粉土粉质粘土互层：粉土，灰褐色，很湿，中密；粉质粘土，灰褐色，软塑-可塑。
⑤层粉砂：灰褐色，饱和，中密，均粒。
⑥层粉土粉质粘土互层：粉土，灰褐色，很湿，中密，局部夹粉砂团块；粉质粘土，灰褐色，软塑-可塑。
⑦粉质粘土：灰褐色，软塑-可塑，偶见小贝壳，局部夹粉砂团块。
⑧层粉土：黄褐色，很湿，密实，具砂感，含铁锰质。
⑨层粉质粘土：黄褐色，软塑-可塑，局部夹粉砂团块，含铁锰斑点。
3.工艺及技术要求
地基采用CFG桩复合地基处理。桩径400mm，桩间距1600 mm.该地基处理后，复合地基承载力特征值fspk=190KPa；桩身砼设计强度为C15。
4.施工工艺流程
现场采用强制搅拌机搅拌砼，长螺旋成孔管内泵压混凝土成桩方案。见施工工艺流程图(图1)。
5.设备选型配套
根据施工工艺及工期要求，为此配备的主要设备见表1：
6.主要工序控制
6.1 钻机就位。钻机就位时，要做到机座平稳，用铅锤测定钻机桅杆的垂直度，钻头中心与桩位偏差不得大于20mm。
6.2 钻进成孔。开孔时，将钻头两活瓣合拢，钻头对准桩位，经质检员检查合格后方可施工；在钻进过程中，随时检查钻机的平稳状态和垂直度，确保桩孔垂直度<1%；开孔钻进至设计深度终孔，提钻200mm左右，开动输送泵送混合料。
按照泵送混合料速度边送料边提钻，泵送砼量略大于提钻形成的钻孔体积。提钻至设计桩顶并留出保护桩长0.60m。为确保在粉质粘土和粘土中成桩不缩径，在该层泵送砼时，提钻速度要比正常提钻速度减少1/3，在钻杆中的砼面要比孔内砼面高出3-5m。泵送砼与钻杆提升等操作，要派业务熟练的专职人员统一指挥，理论和实践相结合，即泵送砼的形成的柱状体积，应大于提钻的形成的柱状体积，并结合耳听钻杆内砼液面的高度。
6.3 泵送混凝土。接输送泵管，把输送泵管与螺旋钻具连接起来，注意软管长度要大于钻具长度。顶端采用弯管，泵管连接处加密封圈，以防止泵管漏浆。释放空气：将弯管顶部放气孔打开，泵送砼排出钻具内空气后，关闭放气孔。压灌：将钻具提离孔底20cm左右，启动输送泵，泵送砼，同时开动卷扬机，匀速提动钻具，钻头活门在泵压下张开，将C15砼注入孔内，注意钻具提升速度不大于泵送速度(排量)。压灌混凝土至高出设计标高0.60m，停泵，提出钻具，清理钻具及桩头泥土。
7.质量检验
CFG桩地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，宜在施工结束28d后进行。本工程采用低应变动力试验和复合地基静力载荷试验两种方法。低应变动力试验90颗，其中I类桩75颗，II类桩10颗，III类桩5颗。静力载荷试验9组，工程桩做试验，没有做到破环，当极限承载力达到400KPa时停止了试验，9组试验全部合格。根据试验可知本工程满足设计要求，但是有一定的浪费。
8.经验总结
8.1 CFG桩复合地基在设计时应首先满足承载力和变形量的要求，然后再合理选用设计参数，以免浪费。
8.2 本工艺在施工中出现最多的故障就是泵送砼中途堵管，一旦堵管需要重新成孔，这样既造成材料的浪费，又因地层不稳定再次成孔困难。为此，要做到：连接弯头的内径要与输料管内径一样大，且弯头的弧度要合理；粗骨料级配合理，且最大粒径≤20mm；每盘砼搅拌时间不小于90s，且坍落度控制在160～200mm之间；钻头底部活瓣开关要灵活可靠，钻进时，保证活瓣闭合良好，泵送砼时，应能轻松打开活瓣。
8.3 由于泵送砼时具有一定的泵压，且桩间距较小，可能造成串孔现象。为此，在施工中采用跳打、隔打以及相邻桩之间要错开一定时间施工。
8.4 据地质勘察报告，地下水位埋深0.40～1.0m，地层主要为粉土、粘性土组成，该地层遇水会出现缩径现象，加之桩径较小。因此，在施工中要确保：成桩的连续性，即钻孔达到设计深度后及时向孔内泵送混合料，用混凝土在孔内形成的压力阻止地下水渗入孔内；控制好提钻速度，防止断桩，钻具提升速度略小于输送到桩孔内的混合料上升速度，按照HBT60混凝土输送泵的输送量Q=0.97m3/min，桩的充盈系数为K=1.2计算钻机提升速度V：
参考文献
[1]《工程地质手册》(第四版 常士骠、张苏民 主编)中国建筑工业出版社
[2]《岩土工程治理手册》.林宗元主编.中国建筑工业出版社
[3]《建筑地基处理技术规范》(JGJ70-2002)中国建筑工业出版社
[文章编号]1619-2737(2009)04-08-031
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”