CFG桩施工方法及工艺

1、CFG 桩施工方法及工艺本工程路基处理采用长螺旋钻机进行 CFG 桩施工1、施工准备施工前应制定 CFG 桩布桩图，图中注明桩位编号。测量放线，准确确定桩位，检查施工场地的控制桩点是否会受施工振动的影响。确定施工机具和配套设备：长螺旋钻孔机及配套设备。施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验，选定合适的配合比，施工时严格按配合比配制混合料。同类型桩试桩应不少于 2 根，以复核地质资料、设备、施工工艺是否适宜， 核定选用的技术参数。2、长螺旋钻机成孔施工方法及工艺工艺流程见下图 6.6-1。试桩施工放线桩机就位调平机身配合比试验钻孔至设计标高拌和混合填料泵压混合填料抽取混合填料样品制作试块钻具提

2、出孔口及清土移机至下一桩位清除桩间土、凿桩头CFG 桩基检测碎石垫层施工、验收图 6.6-1 长螺旋钻机成孔施工工艺流程图采用长螺旋钻机施工。钻机就位后，启动马达，螺旋钻杆钻入地下，钻孔过程做好记录，进入持力层时记录钻压电流值。钻至设计标高后，开始泵压混合料，混合料下到孔底后开始均匀提钻。根据泵入混合料量控制提钻速度，保证钻头矛尖始终埋在混合料中，以防断桩。混合料达不到桩头设计标高时，应及时处理，将泵管插入混合料下面50cm 处补料，并振捣密实。施工放线：施工前，用测量仪器对钻孔进行放线，偏差符合设计及规范要求。桩机就位：调整桩机水平及垂直度，以达到最佳状态。成孔：长螺旋钻机成孔，一般先慢后快

3、，成孔深度在钻杆上应有明确标记，成孔深度误差不超过 0.1m，确保桩端进入持力层满足设计要求，垂直度偏差小于 1。混合料的灌注：CFG 桩钻进至设计标高后停止钻孔，开始灌注混合料，当混合填料充满钻杆芯杆后开始提升钻杆，提钻速度宜控制在每分钟 23m，成桩宜连续进行， 直至桩顶。完成灌注后，用水泥袋覆盖桩头养生，将桩机移位进入下一桩施工。3、CFG 桩施工质量检验及效果检验过程检测施工过程质量检验主要应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、桩顶标高、褥垫层厚度及其质量和桩体试块抗压强度。允许偏差：桩位 10 ，桩长不大于 10 ，桩身倾斜不大于 1%，桩体有效直径不小于设计值。施工后质量检

4、测施工结束，一般成桩 28d 后进行身完整性、土以及复合地基检测。CFG 桩施工后土层也会得到挤密，强度会增加。桩间土检测：施工后可取土做室内土工试验，考察土的物理力学指标变化。桩间土挤密：做现场静力触探和标准贯入试验，与地基处理前进行比较。CFG 桩身检测：成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一个台班做一组（3块）150mm150mm150mm 的试块，标准养护，测定 28d 抗压强度。桩身完整性：抽取不少于总桩数 10的桩进行低应变动力检测桩身完整性。单桩静载试验测定桩的承载力：不少于总桩数 0.2%且不少于 3 根。复合地基承载力：复合地基承载力试验应在施工结束 28d 后进行。长螺旋

5、钻机的施工工艺如下1、施工前利用经纬仪和尺子根据桩位图放桩位，并作好记号。2、压灌钻机就位，保持平整、稳固，在机架或钻杆上设置标尺，以便控制和记录孔深。下放钻杆，使钻头对准桩位点，调整钻杆垂直度，然后启动钻机钻孔，达到设计深度后空转清土，在灌注前不得提钻。3、成孔后，钻杆预提200 mm 左右，然后启动高压泵灌注混凝土，边灌注边提钻杆，提升速度要与泵送速度相适应，确保中心管内有 0.1 m3 以上的混凝土，灌注时根据泵送量及时调整提速，直至成桩。现场拌制混凝土时，中间可停止提钻等待搅拌机拌制混凝土，但等待时间应远小于混凝土的初凝时间。若因意外情况出现等待时间大于初凝时间，则应重新钻孔成桩。成桩

6、后立即吊放钢筋笼，在钢筋笼内套上振动棒将钢筋笼深度范围内的混凝土振捣密实。4、清理孔口，封护桩顶。按施工顺序放下一个桩位，移动桩机进行下一根桩的施工。CFG 长螺旋钻机的技术工法实践（一）地质勘测情况：基底持力为细粉砂层（局部为粘质粉土、粉质粘土层），其地基承载力标准值为 220kpa。（二）CFG 桩设计要求：CFG 桩(钻孔压灌素混凝土桩)复合地基为近几年研究采用的一种新型地基处理方案，该方法施工简单、速度快、质量便于控制。某工程中采用此技术，且开创了首次在总高度超过 100m 的工程中运用此技术，效果良好。一、工程概况某工程总建筑面积约 23 万 m2，由四栋高档塔式涉外公寓组成，其中

7、1#楼已施工完毕交付施工，现进行 2#楼施工，2#楼总建筑面积 62089mm2，地下三层，地上34 层。主楼基础为箱形基础，主体结构类型为全现浇剪力墙结构。2# 楼工程总高度 102m，设计 0.00 相等于绝对标高 38.5m，基底标高为-15.86m、-16.36m、-15.56m，分别相等于绝对高程 22.64m、22.14m、21.94m。二、CFG 桩设计情况建筑物主楼最终沉降量80mm；建筑物最大倾斜总高度的 0.8；不考虑地下室的抗浮问题。地基承载力需615 kpa。（一）CFG 桩设计参数：桩数 988 根 平均桩长 11.5m平均桩径 420mm 混凝土 等 级 C20单桩

8、承载力标准值 750kN桩 间 距 1.291.30m 1.391.36m 1.521.42m褥 垫 层 150mm 厚砂石褥垫层（二）CFG 桩复合地基承载力简要验算：复合地基范围的面积为：1795.08m22. 复合地基承载力为：750988/1795.08220=632.79 kPa615 kPa（设计要求地基承载力），地基承载力符合设计要求。三、施工工艺（一）施工准备：主要设备机具准备：长螺旋钻机（45kW2） 1 台；混 凝 土输 送 泵 1 台 搅 拌 机 1 台坍落度测筒 1 个 试块模具 2 套配 电 箱 1 台 经 纬 仪 1 台水 准 仪 1 台材料准备： 水泥：32.5#

9、普通硅酸盐水泥；碎石：粒径5-20mm；砂子：细中砂，含泥量5%；粉煤灰。劳力准备： 施工总指挥 1 人 技术负责 1 人质 检 员 1 人 钻 机 操 作 6 人钻机记录 2 人 钻机指挥 2 人 搅拌机操作 3 人 上料 20 人现场条件基槽开挖完毕，预留土层厚度（300mm），并办理好中间验收记录。总包单位对 CFG 桩施工单位做好测量交底。（包括基槽的高程、控制轴线网、等）CFG 桩施工单位测量人员对基槽槽地底标高进行复测，根据总包单位提供的控制轴线定出 2 个轴线控制点。（二）施工方法：工艺流程：桩位放点搅拌混凝土长螺旋钻机就位、成孔压灌素混凝土边提升钻杆， 边压灌素混凝土成桩、桩体

10、养护检测清桩间土及预留桩头铺设砂石褥垫层。桩位放点：按照地基处理图设计的桩位、间距、数量，从已定好的 2 个轴线控制点引放定出每一个桩的桩位点，并撒白灰作好标识；经监理验线合格后进行下道工序。混凝土搅拌： 根据设计好的配合比 ，（ 约水泥: 砂: 碎石: 水: 粉煤灰=1:2.12:3.48:0.82:0.28）加入碎石、砂、水泥、水搅拌约 120S。保证混凝土的实测坍落度为 180220mm。；钻机就位及成孔：将长螺旋钻就位，调整钻机水平并固定，专人检查将钻头锥尖对准桩位中心点；螺旋钻机就位后，司钻人员根据钻机架上的铅锤调节钻机垂直度，确保垂直度偏差H%。全部调整到位后，开始钻孔，在钻机架上

11、预先做好深度标记，利用深度标记进行成孔深度控制，并由电流表的数值判断是否进入卵石层。在施工过程中，采用双控标准控制孔深，既满足有效桩长11.5m，又保证桩端进入卵石层500mm，局部卵石层较薄的场地，控制进入卵石层300m。在大面积施工前，首先进行试桩工作，共试验 3 根桩，由此取得成桩的必需参数（提升速度、混凝土灌注速度、灌注量等），确定出成桩的顺序为：对称、间隔、邻排斜向挑打，严禁从一端开始按顺序逐个施工。拔管、压灌素混凝土成桩：长螺旋钻机钻至设计深度且等钻杆中孔灌满混凝土后，开始提升钻杆、压灌素混凝土。一边泵送素混凝土（C20），一边拔管。设专人指挥协调钻机操作手和混凝土泵操作手保证泵送

12、混凝土和提升钻杆的默契配合，以确保成桩质量。在正常情况下，钻机的提升速度 2.5m/min，在含水砂层段内，适当放慢提钻速度，以防流砂造成塌孔、断桩现象。提钻的速率与混合料的泵送速率相协调，保证钻杆孔内混凝土表面高度始终略高于钻杆底出料口。直至压灌到场地地面为止。成桩后，采用振捣绑振捣一遍，振捣深度5m。混凝土输送量控制：桩顶与施工作业面平齐，桩顶浮浆厚度500mm。确保设计桩顶标高内无浮浆；检测：CFG 桩施工完，桩体强度达到设计值后，由检测单位进行选桩、检测。 静载荷检测：选桩：由资质齐全的检测单位现场任意选取 5 根桩做静载试验；试验方法：采用慢速加载维持荷载法，确定单桩、桩间土及复合地

13、基的承载力标准值。试验加载装置采用重压平台反力装置。但桩检测的最大荷载加至 1320kN；桩间土最大荷载加至 600 kpa.单桩检测的具体步骤如下：试验荷载分十一级，每加一级荷载 Q（110kN），在加载前后计压板沉降一次，以后每 15min、15min、30min 读记一次，稳定标准为每小时沉降0.1mm。桩间土检测具体步骤如下：试验荷载分十级，每加一级荷载Q（60kPa），在加载前后计压板沉降一次，以后每 15min、15min、30min 读记一次，稳定标准为每小时沉降0.25mm。采用公式法和拟合法计算复合地基承载力检测值和变形模量。 桩身完整性动测：选桩：由专业检测单位现场任意选取

14、 100 根桩（10%）做桩身完整性检测。检测方法：采用反射波法检测桩身混凝土的完整性，推断缺陷类型及位置。6.根据检测结果，桩身完整性分为 A、B、C、D 四类标准。本工程 A 类桩 87 根、B 类桩 13 根，无C、D 类桩。清理桩间土和桩头：检测合格后，人工清除预留的 300mm 厚土层;采用钢钎及风镐等工具凿除预留桩头至设计标高。凿桩头时，钢钎水平放置，禁止竖向劈凿桩头，以防破坏桩身质量。斜面（集水坑等坡面）按实际坡度剔除预留桩头。凿除桩头后，及时清运平整到位，保证场地平整度偏差1.5mm。砂石褥垫层施工：四方验槽合格后，铺设150 厚砂石褥垫层，砂石配比为砂子:碎石=1:2（体积比

15、）。褥垫层铺设范围为：底板垫层外边缘外扩 100mm。先虚铺配好的砂石料约170mm，用平板振捣器振实23 遍，振实后厚度为 150mm。四、质量控制材料试验：水泥：以同一水泥厂、同品牌、同强度等级、同以出场编号，每200t 为一验收批；砂子：同一产地、同规格每600t 为一验收批； 石子：同一产地、同规格每600t 为一验收批；粉煤灰：以连续供应相同等级的200t 为一验收批；混凝土：每一工作台班、每100m3，为一验收批，取样不得少于一组（三块）；其中见证试验数量不得少于 30%。坍落度检测： 每工作台班不的少于两次， 并作好记录。按照规范（GB50204-92）要求进行混凝土强度统计评定

16、。质量标准：在施工过程中，设专人对孔径、孔深、桩（孔）垂直度、桩位偏差、原材料配比、提升速度、成桩长度及桩径等参数进行检查，并填写CFG 桩施工质量检查记录表； 保证各项指标均符合设计和规范要求。允许偏差项目：桩垂直度误差：桩长的 1%； 桩径误差：10mm；桩位偏差：1/2 桩径。五、沉降观测由北京市勘测设计研究院负责工程的沉降观测。在基础底板施工施工时埋设沉降观测点。等地下室结构施工完 2 层（地下室共3 层）开始观测，以后每月2 次，竣工后半年一次。做好沉降观测记录。长螺旋钻孔机：施工工法大全灌注桩，是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。灌注桩能适应各种地层，无需接

17、桩，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。但其操作要求严格，施工后需较长的养护期方可承受荷载，成孔时有大量土渣或泥浆排出。根据成孔工艺不同，分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩、套管成孔的灌注桩和爆扩成孔的灌注桩等。灌注桩施工工艺近年来发展很快，还出现夯扩沉管灌注桩、钻孔压浆成桩等一些新工艺。灌注桩施工-干作业成孔干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质，不需护壁可直接取土成孔。目前常用螺旋钻机成孔。施工工艺流程场地清理测量放线定桩位桩机就位钻孔取土成孔清除孔底沉渣成孔质量检查验收吊放钢筋笼浇筑孔内混 凝土。施工注意事项开始钻孔时，应保持钻杆垂直、

18、位置正确，防止因钻杆晃动引起孔径扩大及增多孔底虚土。发现钻杆摇晃、移动、偏斜或难以钻进时，应提钻检查， 排除地下障碍物，避免桩孔偏斜和钻具损坏。钻进过程中，应随时清理孔口粘土，遇到地下水、塌孔、缩孔等异常情况，应停止钻孔，同有关单位研究处理。钻头进入硬土层时，易造成钻孔偏斜，可提起钻头上下反复扫钻几次，以便削去硬土。若纠正无效，可在孔中局部回填粘土至偏孔处 05m 以上，再重新钻进。成孔达到设计深度后，应保护好孔口，按规定验收，并做好施工记录。孔底虚土尽可能清除干净，可采用夯锤夯击孔底虚土或进行压力注水泥浆处理，然后快吊放钢筋笼，并浇筑混凝土。混凝土应分层浇筑，每层高度不大于 15m。螺旋钻机

19、螺旋钻机螺旋钻孔机是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。钻孔机由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成，用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔，成孔孔径为 300mm600mm，钻孔深度 812m。配有多种钻头，以适应不同的土层。1 一电动机；2 一变速器；3 一钻杆；4 一托架；5 一钻头；6 一立柱；7 一斜撑；8 一钢管；9 一钻头接头；10 一刀板；11 一定心尖在软塑土层，含水量大时，可用疏纹叶片钻杆，以便较快地钻进。在可塑或硬塑粘土中，或含水量较小的砂土中应用密纹叶片钻杆，缓慢地均匀地钻进。操作时要求钻杆

20、垂直，钻孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时， 可能是遇到石块等异物，应立即停机检查。全叶片螺旋钻机成孔直径一般为 300600 mm，钻孔深度 820m。钻进速度应根据电流变化及时调整。在钻进过程中，应随时清理孔口积土，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。灌注桩施工-泥浆护壁成孔泥浆护壁成孔灌注桩施工泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁，钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔，而后吊放钢筋笼，水下灌注混凝土而成桩。成孔方式有正(反)循环回转钻成孔、正(反）循环潜水钻成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。施工工艺流程(1)测定桩位。平整清理好施工场地后，设置桩基轴线定位点和水准

21、点，根据桩位平面布置施工图，定出每根桩的位置，并做好标志。施工前，桩位要检查复核，以防被外界因素影响而造成偏移。(2)埋设护筒。护筒的作用是：固定桩孔位置，防止地面水流入， 保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。护筒用 48mm 厚钢板制成，内径比钻头直径大 100200mm，顶面高出地面 040.6m，上部开 1 一 2 个溢浆孔。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋入土中，其埋设深度，在粘土中不宜小于 1m，在砂土中不宜小于 15m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求， 孔内泥浆面应保持高出地下水位 1m 以上。采用挖坑埋设时，坑的直径应比护筒外径大0810m。护筒中

22、心与桩位中心线偏差不应大于 50mm，对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。(3)泥浆制备。泥浆的作用是护壁、携砂排土、切土润滑、冷却钻头等，其中以护壁为主。泥浆制备方法应根据土质条件确定：在粘土和粉质粘土中成孔时， 可注入清水，以原土造浆，排渣泥浆的密度应控制在1113gcm3；在其他土层中成孔，泥浆可选用高塑性(Ip17)的粘土或膨润土制备；在砂土和较厚夹砂层中成孔时，泥浆密度应控制在 1113gcm3；在穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆密度应控制在1315gcm3。施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定粘度、含砂率和胶体率。泥浆的控制指标为粘度 1822s、含砂率不大于 8、胶

23、体率不小于 90，为了提高泥浆质量可加入外掺料，如增重剂、增粘剂、分散剂等。施工中废弃的泥浆、泥渣应按环保的有关规定处理。(4)成孔方法回转钻成孔。回转钻成孔是国内灌注桩施工中最常用的方法之一。按排渣方式不同分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种。正循环回转钻机工作原理、正循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，由泥浆泵往钻杆输进泥浆，泥浆沿孔壁上升，从孔口溢浆孔溢出流人泥浆池，经沉淀处理返回循环池。正循环成孔泥浆的上返速度低，携带土粒直径小，排渣能力差，岩土重复破碎现象严重，适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层，对于卵砾石含量不大于 15、粒径小于 10mm 的部

24、分砂卵砾石层和软质基岩及较硬基岩也可使用。桩孔直径不宜大于 1000mm，钻孔深度不宜超过 40m。一般砂土层用硬质合金钻头钻进时，转速取 4 080rmin，较硬或非均质地层中转速可适当调慢，对于钢粒钻头钻进时，转速取 50120rmin，大桩取小值，小桩取大值；对于牙轮钻头钻进时，转速一般取60180rmin，在松散地层中，应以冲洗液畅通和钻渣清除及时为前提，灵活确定钻压；在基岩中钻进时，可以通过配置加重铤或重块来提高钻压；对于硬质合金钻钻进成孔，钻压应根据地质条件、钻杆与桩孔的直径差、钻头形式、切削具数目、设备能力和钻具强度等因素综合确定。1 一钻头；2-泥浆循环方向；3 一沉淀池；4-

25、泥浆池；5 一泥浆泵；6-水龙头；7 一钻杆；8 一钻机回转装置反循环回转钻机工艺原理、反循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆，挟带钻渣从钻杆内腔抽吸出孔外的成孔方法。根据抽吸原理不同可分为泵吸反循环、气举反循环和喷射射流)反循环三种施工工艺，泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆的水流上升而形成反循环；喷射反循环是利用射流泵设出的高速水流产生负压使钻杆内的水流上升而行程反循环；气举反循环是利用送人压缩空气使水循环，钻杆内水流上升速度与钻杆内外液柱重度差有关，随孔深增大效率增加。当孔深小于 50m 时，宜选用泵吸或射流反循环

26、；当孔深大于 50m 时， 宜采用气举反循环。1 一钻头；2-新泥浆流向；3 一沉淀池；4-砂石泵；5 一水龙头； 6 一钻杆；7-钻机回转装置；8混合液流向（5)清孔。当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后，应立即进行清孔，目的是清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量，提高承载能力，确保桩基质量。清孔方法有真空吸泥渣法、射水抽渣法、换浆法和掏渣法。清孔应达到如下标准才算合格：一是对孔内排出或抽出的泥浆，用手摸捻应无粗粒感觉，孔底500mm 以内的泥浆密度小于 125gcm3(原土造浆的孔则应小于 11gcm3)； 二是在浇筑混凝土前，孔底沉渣允许厚度符合标准规定，即端承桩50mm，摩擦端承桩、端承摩擦

27、桩100mm，摩擦桩300mm。(6)吊放钢筋笼。清孔后应立即安放钢筋笼、浇混凝土。钢筋笼一般都在工地制作，制作时要求主筋环向均匀布置，箍筋直径及间距、主筋保护层、加劲箍的间距等均应符合设计要求。分段制作的钢筋笼，其接头采用焊接且应符合施工及验收规范的规定。钢筋笼主筋净距必须大于 3 倍的骨料粒径，加劲箍宜设在主筋外侧，钢筋保护层厚度不应小于 35mm(水下混凝土不得小于 50mm)。可在主筋外侧安设钢筋定位器，以确保保护层厚度。为了防止钢筋笼变形，可在钢筋笼上每隔 2m 设置一道加强箍，并在钢筋笼内每隔 34m 装一个可拆卸的十字形临时加劲架，在吊放入孔后拆除。吊放钢筋笼时应保持垂直、缓缓放

28、人，防止碰撞孔壁。若造成塌孔或安放钢筋笼时间太长，应进行二次清孔后再浇筑混凝土。灌注桩施工-套管成孔沉管灌注桩施工过程套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法，将带有活瓣式桩靴或带有预制混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边拔套管边灌注混凝土而成。若配有钢筋时，则在浇注混凝土前先吊放钢筋骨架。利用锤击沉桩设备沉管、拔管，称为锤击沉管灌注桩；利用激振器的振动沉管、拔管，称为振动沉管灌注桩。锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩的机械设备由桩管、桩锤、桩架、卷扬机滑轮组、行走机构组成。锤击沉管桩适用于一般粘性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基，但不能在密实的砂砾 石、漂石层中使用。它的施工程序一般为：定位埋设混凝土预制桩尖桩机就位锤击沉管灌注混凝土边拔管、边锤击、边继续灌注混凝土(中间插入吊放钢筋笼)成桩。锤击沉管灌注桩施工施工时，用桩架吊起钢桩管，对准埋好的预制钢筋混凝土桩尖。桩管与桩尖连接处要垫以麻袋、草绳，以防地下水渗入管内。缓缓放下桩管，套人桩尖压进土中，桩管上端扣上桩帽，检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上，桩管垂直度偏差05时即可锤击沉管。先用低锤轻击，观察无偏移后再正常施打，直至符合设计要求的沉桩标高，并检查管内有无泥浆或进水，即可浇筑混凝土。管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。凡灌注配有不到孔底的钢筋笼的桩身混凝土时，第一次混凝土应