堆砂预压固结

4 CFG 桩复合地基 4 1 CFG 桩施工技术发展简况 目前 CFG 桩复合地基技术在国内许多省市应用 据不完全统计 应用这一 技术的有 北京 天津 江苏 浙江 河北 河南 山西 山东 陕西 安徽 湖北 广西 广东 福建 辽宁 黑龙江等 23 多个省市 直辖市 自治区 就工程类型而言 有工业与民用建筑 也有高耸构筑物 有多层建筑 结 构形式有砖混结构 框架结构 剪力墙结构 也有外框内筒结构 基础形式有 条形基础 独立基础 也有箱基和筏基 CFG 桩复合地基于 1988 年提出并且用于工程实践 大量工程实践表明 CFG 桩复合地基设计 就承载力而言不会有太大问题 可能出问题的是 CFG 桩 施工 振动成管 CFG 桩施工工艺属于挤土成桩工艺 适用于粘性土 粉土 素 填土 软土地基应通过现场试验确定其适用性 它具有施工操作简便 施工费 用较低 对桩间土的挤密效果显著等优点 长螺旋钻孔管内泵压 CFG 桩施工工 艺适用于粘性土 粉土 砂土 粒径不大于 60mm 厚度不大于 5m 的卵石层 除上述两种常用的 CFG 桩施工工艺外 CFG 桩施工还可根据土质情况 设 备条件采用以下工艺 1 长螺旋钻孔灌注成桩 适用于地下水以上 提钻不塌孔的土层条件 2 人工或机械洛阳铲成孔灌注成桩 适用于处理深度不大 地下水位以 上的粘性土 粉土 填土地基 3 泥浆护壁钻孔灌注成桩 对遇有较厚卵石 砂和孔隙比小液性指数低 的粘土层及饱和软土 桩端持力层具有水头较高的承压水或对噪音污染要求严 格的场地 不宜采用上述事故工艺时 可采用此工艺 总之 施工选用何种施工工艺和设备要考虑场地土质 地下水位 施工现 场周边环境以及当地施工设备等具体情况综合分析确定 4 2 长螺旋钻孔内泵压 CFG 桩施工工艺 4 2 1 施工准备 4 2 1 1 施工设备 设备包括长螺旋钻机 混凝土泵和强制式混凝土搅拌机 4 2 2 2 施工程序 4 2 2 3 材料 CFG 桩原材料包括砂 石 水泥 粉煤灰和外加剂 可根据需要采用商品 混凝土或现场搅拌 当采用现场搅拌 在进场前确定原材料的种类 品质 并 将原材料送至实验室进行化验和做混合料配合比试验 1 水泥 施工中多用袋装 P O32 5 普通硅酸盐水泥 2 卵石或碎石 粒径多采用 8 25mm 3 砂 采用粗砂 中砂或细沙 含泥量小于 5 4 粉煤灰 多用袋装二级 三级粉煤灰 5 泵送剂 4 2 2 4 施工现场 施工前场地的降水 开挖 水电等需满足 CFG 桩施工要求 具体如下 CFG 桩施工要求地下水位应降至基底标高下 0 5m 1 0m 确定降水深度还 应考虑电梯井 集水坑等的深度 基坑开挖深度应根据基底设计标高和保护土 层厚度来确定 开挖时 要求工作面平整 严禁超挖 而开挖范围需考虑 CFG 工作面确定取决于机身尺寸和工作特性 为方面施工机械进出坑底作业面 需 在基坑适当位置开挖一坡道 坡道宽度 弯度和坡度需保证施工机械顺利进出 基坑 坡道表面需做适当硬化处理 通往坡道 料场的道路及料场的表面应适 当做硬化处理 混合料搅拌的用水量要足够 所用的水对 CFG 桩混合料没有侵 蚀性 施工用电根据施工工艺所采用的的设备用电的总容量确定 4 2 2 5 施工资料 施工前应准备下列资料 1 工程地质勘察报告 2 建筑物场地邻边的高压电缆 地下管线 地下障碍物及构筑物等调查 资料 3 地基处理方案 4 施工组织方案 5 CFG 桩复合地基施工图 6 施工中各种记录 报审 报验表格 4 2 2 CFG 桩施工 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 桩垂直容许度偏差 5 1 2 混合料搅拌 混合料搅拌要求按配合比进行配料 计量要求准确 拌合时间不得少于 1min 混合料加水量和坍落度 设计要求长螺旋钻管内泵压混合料法施工时 坍落度控制在 16 20cm 根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师 批准的参数进行控制 在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料 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 这样既能减少钻杆摇晃 又容易检查钻孔的偏差 以 便及时纠正 在成孔过程中 如发现钻杆摇晃或难钻时 应放慢进尺 否则较 易导致桩孔偏斜 位移 甚至使钻杆 钻具损坏 当钻头到达设计桩长预定标 高时 在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记 作为施工时控制 孔深的依据 当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求 施工时还需考虑 施工工作面的标高差异 作相应增减 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 当钻杆心充满混 合料后开始拔管 严禁先提管后泵料 成桩的提拔速度宜控制在 2 3m min 成桩过程宜连续进行 应避免因后台供料慢而导致停机待料 灌注成桩完成后 桩顶采用湿黏土封顶 进行保护 施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量 5 移机 当上一根桩施工完毕后 钻机移位 进行下一根桩的施工 施工时由于 CFG 桩的土较多 经常将临近的桩位覆盖 有时还会因钻机支撑时支撑脚压在 桩位旁使原标定的桩位发生移动 因此 下一根桩施工时 还应根据轴线或周 围桩的位置对需施工的桩位进行复核 保证桩位准确 4 2 3 CFG 桩施工常见问题及质量控制措施 4 2 3 1 堵管 堵管是长螺旋钻孔管内泵压 CFG 桩成桩工艺常遇到的问题之一 它直接影 响 CFG 桩的施工效率 增加工人劳动强度 还会造成材料浪费 产生堵管有如下几种原因 1 混合料配合比不合理 当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时 混合料和易性不好 常发生堵管 因此 要注意混合料的配合比 尤其要注意将粉煤灰掺量控制在 70kg m3 90kg m3 的范围内 坍落度应控制在 160mm 200mm 之间 2 混合料搅拌桩质量有缺陷 在 CFG 桩施工中 混合料由混凝土泵通过刚性管 高强柔性管 弯头最后到 达钻杆芯管内 混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管 线 坍落度太大的混合料 易产生泌水 离析 泵压作用下 骨料与砂浆分离 摩 擦力加剧 导致堵管 坍落度太小 混合料在输送管路内流动性差 也容易造成堵 管 3 设备缺陷 弯头曲率半径不合理也能造成堵管 弯头与钻杆不能垂直连接 否则也会造 成堵管 混合料输送管要定期清洗 否则管路内有混合料的结硬块 还会造成管 路的堵塞 4 冬施措施不当 冬期施工时 混合料输送管及弯头均需做防冻保护 防冻措施不力 常常造成 输送管或弯头处混合料的冻结 造成堵管 冬施时 有时会采用加热水的办法提 高混合料的出口温度 但要控制好水的温度 水温最好不要超过 60 否则会造 成混合料的早凝 产生堵管 影响混合料的强度 5 施工操作不当 钻孔进入土层预定标高后 开始泵送混合料 管内空气从排气阀排出 待钻杆 内管及输送软 硬管内混合料连续时提钻 若提钻时间较晚 在泵送压力下钻头 处的水泥浆液被挤出 容易造成管路堵塞 4 2 3 2 窜孔 在饱和粉土 粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况 打完 1 号桩后 在施工 相邻的 2 桩时 随着钻杆钻进 发现已打完尚未结硬的 1 号桩的桩顶突然下落 有时甚至达 2m 以上 当 2 号桩泵入混合料时 能使 1 号桩的桩顶开始回升 泵入 2 号桩的混合料足够多时 1 号桩桩顶恢复到原标高 此种现象称为窜孔 发生窜孔的条件有如下三条 1 被加固土层中有松散饱和粉土 粉细砂 2 钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动 3 土体受剪切扰动能量的积累 足以使土体发生液化 由于窜孔对成桩质量的影响 工程中常采用如下的方法防止窜孔 1 采取隔桩 隔排跳打方法 2 设计人员根据工程实际情况 采用桩距较大的设计方案 避免打桩的剪 切扰动 3 减少在窜孔区域的打桩推进排数 减少对已打桩扰动能量的积累 4 合理提高钻头钻进速度 4 2 3 3 钻头阀门打不开 施工过程中 发现有时钻孔到预定标高后 泵送混合料提钻时钻头阀门打不 开 无法形成灌注桩 对于这一问题 采用下开式钻头或调整桩长令桩端穿过 砂土 进入粘性土层 可避免这一情况发生 4 2 3 4 桩体上部存气 截桩头时 发现个别桩在桩顶部中心部位存在直径的空心 主要cm10 2 是施工过程中 排气阀不能正常工作所致 为杜绝桩体存气 必须保证排气阀正常工作 施工时要经常检查排气阀是 否发生堵塞 若发生堵塞必须及时采取措施加以清洗 4 2 3 5 先提钻后泵料 有些施工单位在施工时 当桩端达到设计标高后 为了便于打开阀门 泵送混 凝料前将钻杆提升 30cm 这种操作存在下列问题 1 有可能使钻头上的土掉进桩孔内 2 当桩端为饱和的砂卵石层时 提拔 30cm 易使水迅速充填该空间 泵送 混合料后 混合料不足以使水立即全部排走 这样桩端处的混合料可能存在浆 液与骨料分开现象 以上两种情况 均会影响 CFG 桩的桩端承载力的发挥 因此 必须严格按规 范和施工组织设计施工 4 3 清土及 CFG 桩桩头处理 4 3 1 清土 对长螺旋钻孔管内泵压 CFG 桩施工工艺来说 清土包括 CFG 桩桩身弃土清 运和保护土层清运两部分 在 CFG 桩正常施工中 由于 CFG 桩是非挤土桩 其 排出的土量取决于桩长和桩间距 在施工中及时清运打桩弃土是保证 CFG 桩正 常施工的一个重要环节 它可以减少施工中找桩位和设备就位的时间 提高工 作效率 4 3 2 桩头处理 桩头处后一个工序 将桩顶设计标高以上桩头截断 截桩具体方法如下 1 找出桩顶标高位置 在同一水平面按同一角度对称放置两个或四个钢 钎 用大锤同时击打 将桩头截断 严禁用钢钎向斜下方方向击打或用一个钢 钎单向击打桩身或虽双向击打但不同时 以致桩头受一定的弯矩造成桩身断