CFG 桩和旋喷桩复合地基施工技术

1、CFG 桩和旋喷桩复合地基施工技术CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩(cement flying2ash gravel) 的简称,由水泥、粉煤灰、碎石、砂加水拌制而成的高粘接强度桩。旋喷桩是用高压泵将水泥浆或其他化学浆液向孔内周围土壤喷射,高压射流使一定范围内的土体发生破坏,并强制与土体颗粒胶结硬化,在土层中形成一定强度的圆柱体,是较大密度CFG桩的桩间有效补充。在桩体与基础间的由碎石及砂组成的褥垫层是复合地基的核心技术,使桩与桩间土共同作用,能充分发挥桩间土的承载力,无论桩体是否落在好土层上,均能保证通过褥垫层使桩与桩间土始终参与工作。1 工程概况龙岩市综合体育馆位于龙岩市龙腾路体育公园内,建筑面积

2、为26 001 m2 ,工程造价约9 960 万元,为多功能体育馆,三层框架结构,工程等级为二级,基础结构形式为片筏基础,持力层为含砾粉质粘土。地基类型为静压振动沉管CFG桩和高压旋喷桩共同组成的复合地基,地基基础设计等级为二级。CFG桩桩身强度等级为C15 ,CFG桩、旋喷桩的直径均为500 mm ,CFG桩平均桩长约12. 3 m。CFG 桩单桩竖向承载力特征值500 kN ,旋喷桩为300 kN。CFG桩2 211 根,旋喷桩161 根,褥垫层为37 砂石层300 mm 厚。2 工程地质条件根据福建东辰勘测院提供的龙岩市综合体育馆主馆岩土工程勘察报告,土层由上而下分别为:耕土:呈湿、松散

3、,可塑状态,厚度0. 4 m1. 5 m; 粉质粘土层:呈可塑状态,厚度为0. 8 m4. 0 m; 含泥粉砂层:呈饱和、松散状态,厚度为0. 6 m2. 5 m; 泥质卵石:呈饱和、松散、稍密状,场地内均有分布,厚度为1. 9 m31. 2 m; 粘土:呈很湿、软可塑状态,厚度为4. 9 m34. 2 m ,变化较大; 含砾粉质粘土:局部分布; 中风化灰岩:最大厚度为6. 8 m ,顶面埋深一般为16 m36 m。3 主要施工技术3. 1 CFG桩施工3. 1. 1 工艺流程测量定位桩机就位沉桩投料振动拔管桩顶处理移机。3. 1. 2 关键技术要点1) 测量定位。依据复核无误的闭合控制线,按

4、桩位布置图统一进行测放桩位,桩位中心用竹钎打入土层不少于300 mm ,用白灰作“十”字线标示,桩位偏差小于2 cm ,复核无误后方可进入下一道工序。2) 沉桩。对中后缓慢将桩尖压入土中1 m2 m ,用靠尺检查是否偏差,若发现异常应拔管填砂后在原位复打。终压条件,按设计桩长及桩机抬架稳定30 s ,要求进行双控。3) 振动拔管。灌筑混凝土完毕应加振5 s10 s 后再开始匀速上拔,边拔边振,拔管速度控制在1. 2 m/ min ,在软弱土层交界处应严格控制在0. 6 m/ min0. 8 m/ min ,保证桩的密实度,防止缩颈,直到将管拔出地面,在拔管的过程中用敲击外管的方法观察管中混凝土

5、的下落情况,及时调整拔管的速度,保证充盈系数大于1. 05 。如超灌高度达不到500 mm ,应及时补充混凝土,并用插入式振动棒进行密实。拔管速度过快将直接导致缩颈、断桩、不密实;速度过慢会造成过振,桩顶浮浆过多,桩体强度不均。正常的拔管速度应控制在1. 2 m/ min 内,充分振动。在成桩过程中除启动后留振5 s10 s 外,拔管过程中不再留振,避免混凝土离析,造成桩体强度不足。4) 桩顶处理。宜在成桩后7 d 左右进行土方开挖,用小型机械结合人工开挖,开挖过程中避免触碰桩体。清槽后用风镐在桩体的三个方向钻孔,后打入钢钎,沿径向扌契入桩体,直至上部桩体断裂,后用小钎修平。严禁侧向力敲击桩体

6、侧面,避免断桩。5) 正确选择打桩顺序。满堂布桩时,从中间向另一边推进,在饱和土壤中避免新打桩被挤扁成椭圆形、不规则形,严重的产生缩颈、断桩。6) 加强混凝土质量的控制。重点控制砂、石的级配;碎石的粒径在20 mm40 mm 间;各组成材料的质量比的准确及搅拌时间;坍落度控制在30 mm 50 mm 间; 水位较低区域控制在30 mm;水位较高区域控制在50 mm。混凝土中掺入粉煤灰、减水剂,确保混凝土有良好的和易性。尽量避免长距离运输,道路平整后铺双层胶合板运输,防止混凝土产生离析。7) 设置保护桩长。每根桩在配料时,应比设计用料多500 mm的混凝土,保证桩长满足设计要求,同时多500 m

7、m 的桩长,增加混凝土的自重压力,避免新打桩导致已成桩混凝土受振动挤压上涌使桩径缩小。上部混凝土采用插入式振动棒插振密实。8) 局部桩径缩小。一般发生在地面2 m3 m 处,在土层交界处一段距离内。应控制管内的混凝土高度大于3 m ,采用反插法,待混凝土扩散力增大后再拔管。3. 2 旋喷桩施工3. 2. 1 工艺流程测量定位桩机就位钻孔、成孔回填移钻插入高喷管高喷作业回灌移机。3. 2. 2 关键技术要点1) 钻孔、成孔。采用XY2100 型钻机施工,泥浆护壁,在钻进过程中,应随时观察钻机的工作情况,钻孔的垂直度控制在0. 5 %内。2) 插入喷射管。将高喷台车移到孔口,进行试喷、调整喷射压力

8、,将管下到喷射深度。3) 高喷作业。按设计要求制备浆液,准确控制其浆液比重(1. 451. 5) ,现场设两级搅拌系统。当喷射管达到设计深度后,开始输送浆液,送浆2 min 后按设计要求自下而上喷射、提升、旋转,直到设计的终喷高度,停止喷射拔出喷射管。4) 回灌。喷浆结束后,利用水泥浆回灌,直到孔内浆液液面不下沉为止。5) 断桩。注浆管分段提升时应确保搭接长度大于100 mm。6) 缩颈、桩颈偏小。土层的密实偏大,喷射压力偏小,根据实际情况调节喷射工艺,控制提升速度在0. 1 m/ min0. 3 m/ min。7) 成桩顶凹陷。喷浆高度比设计桩顶标高高出200 mm 后停止注浆。3. 3 褥

9、垫层施工3. 3. 1 土方开挖选择连续无雨天施工,在机械开挖过程中应预留200 mm 厚的原土层,预留原土层采用人工开挖,避免施工扰动地基而降低地基承载力。周边设排水沟,隔15 m 设积水坑,及时排水。土层表面有水时不得进行任何施工。若土层受扰动破坏,应待天晴后挖除,局部加大褥垫层厚度。3. 3. 2 褥垫层施工1) 碎石,最大粒径小于20 mm ,要求实验确定最佳级配及含水率,不得采用天然砂卵石。2) 褥垫层铺设在中、高灵敏度土或饱和土时,必须采用静压法,不得进行振动夯实。3) 桩顶嵌入褥垫层30 mm50 mm。4) 准确控制褥垫层的虚铺厚度,按“H =h/”进行计算。其中: H 为虚铺厚度; h 为设计厚度;为夯填度。5) 施工前桩间土及桩顶土必须清理干净,深度不同时应先深后浅的顺序充分夯压密实。分段施工时接头应做成斜坡,每层错开0. 5 m1. 0 m ,夯压密实。4 工程效果CFG桩、旋喷桩施工完成后按设计要求随机抽取13 根CFG桩做复合地基载荷实验,3 根旋喷桩做复合地基载荷实验和3 根桩作单桩承载力实验,均满足设计要求。221 根做低应变动力检测, 类桩占59. 3 % , 类桩占40.