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【摘要】: 在日常建筑施工的过程当中,经常会碰到发生软弱地基的情况,这就需要对软弱地基进行相应的处理。在进行软弱地基的处理时候,还应该结合区域内地基土的力学性质以及组成情况,分别采取不同地基处理方法,从而确保建筑工程的建设质量,获得良好的经济效益与社会效益。本文主要研究和探讨CFG 桩在地基处理中的应用,并相应介绍其定义、适用范围、作用原理、施工方法还有在施工过程中应该注意哪些内容事项。
【关键词】: 地基处理;CFG 桩;施工方法
中图分类号: TU47 文献标识码: A 文章编号:
一.引言
软土地基特点包括下面几点:压缩性强、孔隙比大、承载能力低、天然含水量高等。所以在软弱土地基上建造起来的建筑物通常会出现地基变形以及强度不能满足设计要求等问题,这就需要采取相应的措施,对软土地基进行有效的处理。而处理的目的就是要确保软土地基的稳定性,增强软弱地基的强度,有效降低软弱土的压缩性,从而能够消减地基基础的沉降或者是非均匀性沉降, 使建筑物在修建完成能够拖入正常使用,满足对地基稳定性和强度等方面的要求。
二.软弱地基的处理的方法
软弱地基的处理方法主要包括为以下:预压法、换填垫层法、振冲法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法(CFG 桩)、砂石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法灰土挤密桩法、高压旋喷桩法、柱锤冲扩桩法、石灰桩法等。本文所主要研究桩基础在地基处理中的应用,是指研究CFG 桩地基的处理形式。
CFG 桩主要是指由水泥、粉煤灰、石屑、碎石以及砂经过加水搅拌之后而成的高强度的粘性桩,它是在过去的碎石桩技术的基础上逐步发展起来的一门地基处理技术。它是一种复合桩,主要桩间土、桩以及褥垫层等成分构成。由于有效的利用这种复合桩技术,就很好的改善了碎石桩的刚性标准。这样就使得全桩的端组和侧组能够更加充分的发挥自身的作用,这种复合桩的特点主要表现在地基承载力高、地基的变形较小、复合模的量较高等。虽然桩体不配筋,但却能够使桩间土的承载力很好的得到发挥,更为重要的是,它的造价仅仅在桩基的一半上下。因此在建造过程中广泛运用了这种复合桩,并得到了很好的经济效益与社会效益。
三.CFG桩施工方法
1.测量放线。根据设计的要求以及施工项目的实际特点,在建设单位所提供的水准点和相应的坐标,在施工的现场进行控制网的布置,主要包括了:水准点和轴线,只有在轴线和灰线等进行严格的复查审核之后方可进行动工。
2.放线布桩。在这个过程当中,需要根据建筑平面图进行放线以及布桩。桩位一般使用厚20mm 的钢钎打入地下约200mm的地方,然后再拔出钢钎并灌注石灰粉,这就些形成了施工的桩位点。通过仔细的复查和测量轴线,使得其误差不超过10mm,而桩位的误差不超过20mm,此外钢钎所打入的桩孔一定要垂直。
3.CFG 桩的施工。长螺旋钻管之内的泵压CFG 桩基的施工工艺主要是由长螺旋钻机、混凝土输送泵以及混凝土罐车等所构成的体系。CFG桩在进行施工过程时,在钻机就位以后,需要调整钻机塔身的前后以及其垂直度,在达到预定的规格要求后,才能够开始钻孔。当移动钻杆直到钻头差不多触及到地面的时候,立即关闭钻头的阀门,并且开启马达进行钻孔,直到设计出预定标杆长度的桩长。CFG 桩在经过刚才的钻孔之后,假如达到了预先设计的标高值,那么就应该立刻停止相应的钻孔活动,应马上向孔内开始输送混凝土,混合料在通过混凝土输送泵以及输送管道进行运输,到达钻孔机动力弯头的地方,再顺着弯头进入到钻管里面。之后等到钻杆的芯管内充塞了混凝土之后就可以实施拔管了,在进行拔管的时候,在上面所提到的那个钻头处的阀门会自动的开启,紧接着管道内的混凝土源源不断的进入到钻孔内。随着继续进行拔管活动,混合料会逐渐充满钻孔,并最终形成相应的桩。在成桩的过程当中需要预先保护桩的长度在500mm以上。
4.控制混合料。采用泵送施工,对混合料的坍落度要求在18cm~22cm之间,石子粒径应该小于20mm。而桩头的振捣深度应该大于2m。采取插入式振捣棒对桩顶进行加振3s~5s,从而有效提高桩顶混合料的密实度。要严格控制泵送混合料的输送量,灌入量要高于设计用量,用以保证桩顶超灌高度。还应该严格控制拔管的速度均匀进行,拔管速度太慢又会导致水泥浆不均匀分布,而拔管速度太快则有可能引起缩颈断桩或者桩径偏小问题,一般应控制在1.5m/min~2.0m/min 适合,总体上应该要和混合料的输送速度保持一致。在质量方面的要求表现在就:桩位的偏差边桩应低于70mm,桩的施工的垂直度偏差应低于1%,除此之外中间桩通常也需要保持在150mm以内。
5.清土及桩头。在CFG 桩的施工进程结束以后,如果桩身的混合料的强度达到70%,这时就应该开始凿除桩的保护层桩头以及清除桩顶部的土层。在清土的过程中应采取人工或者小型机械的措施来进行,必须要保持合理的实施进度,可以先使用机械清除掉部分,然后再采取人工清除机械预留约100mm,从而将桩头暴露出来。在对桩头进行凿除的时候,也能够采用机械和人工相结合的方式,先使用水平的切割机从两个方向来实施切除,锯断的面积应该大于桩截面积的70%,接着利用人工的锤子进行凿除,在凿除的过程中还必须注意保持桩头平面的平整,从而保障桩头的质量。
6.铺设褥垫层。这是整个复合地基最重要的核心部分,值得注意的是,这个褥垫层是在基础与桩间土和桩所之间所设置的有一定厚度的散粒状材料。在基础承受垂直方向的负荷时候,桩和桩之间的土会在一定程度上发生变形。因为桩的强度要比桩间土更大,所以它的变形程度不如桩间土大。但是如果在基础的下面布设一定厚度的褥垫层之后,桩体会向上和向下两个方向同时刺入,在这个过程中,褥垫层材料所具有的流动性会在一定程度上补偿桩间土。
四.施工过程中注意事项
1.在施工前应首先确认地下水是否存在侵蚀性。如果存在侵蚀性,就应该选择采用规格符合标准的水泥品种,也可以按规范要求直接添加防腐剂。
2.拔管的速度應按照试桩所确定的参数来进行,并且拔管速度要均匀。
3.每班要定时检查排气阀,以确保其工作正常。
4.在冬季施工时,对混合料原材料以及搅拌工艺等有着特殊的要求,这时就必须要按照冬季混凝土的施工要求来进行。
5.在施工过程中还应注意观察地面是否存在隆起现象,用以判断是否出现断桩。在打新桩的时候还要留意已打桩顶标高的变化情况,避免挤压引起断桩。
五.结束语
近年来随着我国地基处理设计水平的不断提高、施工设备的更新以及施工工艺的改进,使得我国的地基处理技术发展迅速,对于各种状况不良的地基,在经过适当处理之后,一般都可以满足建造重型、大型高层建筑的需要。可是目前的每一种地基处理方法都存在其自身局限性,还没想出一种万能的地基处理方法。
【参考文献】:
1. 沙柳胜 CFG桩在建筑工程地基处理中的应用[期刊论文]-科技资讯2010(23)
2. 冯斌 水泥粉煤灰碎石桩在加固房建地基中的应用[期刊论文]-路基工程2003(z1)
3. 田安达.CFG桩在处理软土地基中的应用[期刊论文]-北方交通2009(7)
4. 刘勇.于洪治.李祥.吕杰欠固结松软粉煤灰地基的振冲加固[会议论文]-2002
5. 蒋阳春 CFG桩复合地基在建筑工程中的应用[期刊论文]-硅谷2009(13)
6. 白晓红.崔广仁CFG桩与夯实水泥土桩复合地基承载力计算[期刊论文]-河南科技大学学报(自然科学版)
2003,24(2)
7. 李东旺.浅谈水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)加固地层方法[期刊论文]-山西建筑2009,35(11)
8. 史淑英.水泥粉煤灰碎石桩复合地基的处理技术[期刊论文]-山西建筑2006,32(8)
9. 张坤 水泥粉煤灰碎石(CFG)桩工程应用研究[期刊论文]-中国水运(下半月)2009,9(5)
【关键词】: 地基处理;CFG 桩;施工方法
中图分类号: TU47 文献标识码: A 文章编号:
一.引言
软土地基特点包括下面几点:压缩性强、孔隙比大、承载能力低、天然含水量高等。所以在软弱土地基上建造起来的建筑物通常会出现地基变形以及强度不能满足设计要求等问题,这就需要采取相应的措施,对软土地基进行有效的处理。而处理的目的就是要确保软土地基的稳定性,增强软弱地基的强度,有效降低软弱土的压缩性,从而能够消减地基基础的沉降或者是非均匀性沉降, 使建筑物在修建完成能够拖入正常使用,满足对地基稳定性和强度等方面的要求。
二.软弱地基的处理的方法
软弱地基的处理方法主要包括为以下:预压法、换填垫层法、振冲法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法(CFG 桩)、砂石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法灰土挤密桩法、高压旋喷桩法、柱锤冲扩桩法、石灰桩法等。本文所主要研究桩基础在地基处理中的应用,是指研究CFG 桩地基的处理形式。
CFG 桩主要是指由水泥、粉煤灰、石屑、碎石以及砂经过加水搅拌之后而成的高强度的粘性桩,它是在过去的碎石桩技术的基础上逐步发展起来的一门地基处理技术。它是一种复合桩,主要桩间土、桩以及褥垫层等成分构成。由于有效的利用这种复合桩技术,就很好的改善了碎石桩的刚性标准。这样就使得全桩的端组和侧组能够更加充分的发挥自身的作用,这种复合桩的特点主要表现在地基承载力高、地基的变形较小、复合模的量较高等。虽然桩体不配筋,但却能够使桩间土的承载力很好的得到发挥,更为重要的是,它的造价仅仅在桩基的一半上下。因此在建造过程中广泛运用了这种复合桩,并得到了很好的经济效益与社会效益。
三.CFG桩施工方法
1.测量放线。根据设计的要求以及施工项目的实际特点,在建设单位所提供的水准点和相应的坐标,在施工的现场进行控制网的布置,主要包括了:水准点和轴线,只有在轴线和灰线等进行严格的复查审核之后方可进行动工。
2.放线布桩。在这个过程当中,需要根据建筑平面图进行放线以及布桩。桩位一般使用厚20mm 的钢钎打入地下约200mm的地方,然后再拔出钢钎并灌注石灰粉,这就些形成了施工的桩位点。通过仔细的复查和测量轴线,使得其误差不超过10mm,而桩位的误差不超过20mm,此外钢钎所打入的桩孔一定要垂直。
3.CFG 桩的施工。长螺旋钻管之内的泵压CFG 桩基的施工工艺主要是由长螺旋钻机、混凝土输送泵以及混凝土罐车等所构成的体系。CFG桩在进行施工过程时,在钻机就位以后,需要调整钻机塔身的前后以及其垂直度,在达到预定的规格要求后,才能够开始钻孔。当移动钻杆直到钻头差不多触及到地面的时候,立即关闭钻头的阀门,并且开启马达进行钻孔,直到设计出预定标杆长度的桩长。CFG 桩在经过刚才的钻孔之后,假如达到了预先设计的标高值,那么就应该立刻停止相应的钻孔活动,应马上向孔内开始输送混凝土,混合料在通过混凝土输送泵以及输送管道进行运输,到达钻孔机动力弯头的地方,再顺着弯头进入到钻管里面。之后等到钻杆的芯管内充塞了混凝土之后就可以实施拔管了,在进行拔管的时候,在上面所提到的那个钻头处的阀门会自动的开启,紧接着管道内的混凝土源源不断的进入到钻孔内。随着继续进行拔管活动,混合料会逐渐充满钻孔,并最终形成相应的桩。在成桩的过程当中需要预先保护桩的长度在500mm以上。
4.控制混合料。采用泵送施工,对混合料的坍落度要求在18cm~22cm之间,石子粒径应该小于20mm。而桩头的振捣深度应该大于2m。采取插入式振捣棒对桩顶进行加振3s~5s,从而有效提高桩顶混合料的密实度。要严格控制泵送混合料的输送量,灌入量要高于设计用量,用以保证桩顶超灌高度。还应该严格控制拔管的速度均匀进行,拔管速度太慢又会导致水泥浆不均匀分布,而拔管速度太快则有可能引起缩颈断桩或者桩径偏小问题,一般应控制在1.5m/min~2.0m/min 适合,总体上应该要和混合料的输送速度保持一致。在质量方面的要求表现在就:桩位的偏差边桩应低于70mm,桩的施工的垂直度偏差应低于1%,除此之外中间桩通常也需要保持在150mm以内。
5.清土及桩头。在CFG 桩的施工进程结束以后,如果桩身的混合料的强度达到70%,这时就应该开始凿除桩的保护层桩头以及清除桩顶部的土层。在清土的过程中应采取人工或者小型机械的措施来进行,必须要保持合理的实施进度,可以先使用机械清除掉部分,然后再采取人工清除机械预留约100mm,从而将桩头暴露出来。在对桩头进行凿除的时候,也能够采用机械和人工相结合的方式,先使用水平的切割机从两个方向来实施切除,锯断的面积应该大于桩截面积的70%,接着利用人工的锤子进行凿除,在凿除的过程中还必须注意保持桩头平面的平整,从而保障桩头的质量。
6.铺设褥垫层。这是整个复合地基最重要的核心部分,值得注意的是,这个褥垫层是在基础与桩间土和桩所之间所设置的有一定厚度的散粒状材料。在基础承受垂直方向的负荷时候,桩和桩之间的土会在一定程度上发生变形。因为桩的强度要比桩间土更大,所以它的变形程度不如桩间土大。但是如果在基础的下面布设一定厚度的褥垫层之后,桩体会向上和向下两个方向同时刺入,在这个过程中,褥垫层材料所具有的流动性会在一定程度上补偿桩间土。
四.施工过程中注意事项
1.在施工前应首先确认地下水是否存在侵蚀性。如果存在侵蚀性,就应该选择采用规格符合标准的水泥品种,也可以按规范要求直接添加防腐剂。
2.拔管的速度應按照试桩所确定的参数来进行,并且拔管速度要均匀。
3.每班要定时检查排气阀,以确保其工作正常。
4.在冬季施工时,对混合料原材料以及搅拌工艺等有着特殊的要求,这时就必须要按照冬季混凝土的施工要求来进行。
5.在施工过程中还应注意观察地面是否存在隆起现象,用以判断是否出现断桩。在打新桩的时候还要留意已打桩顶标高的变化情况,避免挤压引起断桩。
五.结束语
近年来随着我国地基处理设计水平的不断提高、施工设备的更新以及施工工艺的改进,使得我国的地基处理技术发展迅速,对于各种状况不良的地基,在经过适当处理之后,一般都可以满足建造重型、大型高层建筑的需要。可是目前的每一种地基处理方法都存在其自身局限性,还没想出一种万能的地基处理方法。
【参考文献】:
1. 沙柳胜 CFG桩在建筑工程地基处理中的应用[期刊论文]-科技资讯2010(23)
2. 冯斌 水泥粉煤灰碎石桩在加固房建地基中的应用[期刊论文]-路基工程2003(z1)
3. 田安达.CFG桩在处理软土地基中的应用[期刊论文]-北方交通2009(7)
4. 刘勇.于洪治.李祥.吕杰欠固结松软粉煤灰地基的振冲加固[会议论文]-2002
5. 蒋阳春 CFG桩复合地基在建筑工程中的应用[期刊论文]-硅谷2009(13)
6. 白晓红.崔广仁CFG桩与夯实水泥土桩复合地基承载力计算[期刊论文]-河南科技大学学报(自然科学版)
2003,24(2)
7. 李东旺.浅谈水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)加固地层方法[期刊论文]-山西建筑2009,35(11)
8. 史淑英.水泥粉煤灰碎石桩复合地基的处理技术[期刊论文]-山西建筑2006,32(8)
9. 张坤 水泥粉煤灰碎石(CFG)桩工程应用研究[期刊论文]-中国水运(下半月)2009,9(5)