长螺旋钻孔压灌CFG桩复合地基施工工法

1、无循环钻孔灌注桩施工工法前言1随着我国基础建设的大力发展，无循环钻孔灌注桩（旋挖桩）施工被广泛应用到高速公路、铁路、城市道路、工业和民用建筑等各个领域。我公司自2000年以来已承接多项采用该技术的工程项目，施工灌注桩4000余根，获取了优异的经济效益与社会效益。为进一步实行无循环钻孔灌注桩（旋挖桩）技术的应用，在结合以往施工经验的基础上，特编制本施工工法。工法特点施工效率高、成桩质量可靠、泥浆排放量小（与传统钻孔灌注桩对照）。施工时无振动，防范扰动已施工的桩和对周边建筑物产生的不良影响。适用范围广，无循环钻孔灌注桩适用于穿越填土、粘性土、粉土、砂土、碎（砾）石土层、风化岩层以及地质情况复杂、夹

2、层多、起伏变化较大的软质岩层。桩长可达65m，可发挥桩身全长的摩擦阻力作用，并拥有很好的端承作用。适用范围单桩承载力要求高的道路桥梁、工业和民用建筑。可适用于深基坑支护工程排桩施工。可适用于对噪音、振动和泥浆污染要求严格的场所施工。工艺原理复合地基是在天然地基中设置必然比率的加强体，并由原土和加强体共同担当由基础传来的建筑物荷载。CFG桩是由水泥、粉煤灰、碎石、砂加水拌和形成的桩，CFG桩和桩间土、褥垫层一起形成CFG桩复合地基。长螺旋钻孔压灌CFG桩采用长螺旋钻机钻进成孔，并由混凝土输送泵经过中空钻杆泵送混合料，同步提钻而成桩。褥垫层技术是CFG桩复合地基的一项要点技术。褥垫层能保证桩、土共

3、同担当荷载，经过调整褥垫层的厚度还能够调整桩、土垂直荷载和水平荷载分担比；褥垫层还有减少基础底面的应力集中的作用。该工艺可发挥桩身全长的摩擦阻力的作用，并拥有很好的端承作用，经过褥垫层的作用能充发散挥桩间土的承载能力，从而使地基承载力得以大幅度提升。施工工艺流程及操作要点1施工工艺流程图钻机移位5.2钻机就位施工准备测量放线钻机就位钻进成孔压灌混杂料成桩基槽开挖及桩头办理检测及查收铺设褥垫层复测桩位搅拌混杂料钻机就位必定平稳，液压支腿要落在可靠处。调整钻机立柱的垂直度，保证垂直度1%；钻头与桩点偏移不得大于20mm。5.3钻进成孔开始钻进前应使出料口密封，在钻进过程中不致张开，且在开始压灌混杂

4、料时能经过压力打开；钻头刚接触地面时应慢速下钻。在钻进过程中，应依照地层变化和动力头工作电流显示的结果，及时对钻压、转速和钻进速度进行合理调整，正常钻进电流值一般为100A左右，不能够高出140A的额定电流；如遇土层抱钻杆或电流过大时，应迅速刹住主卷扬进行空钻，待电流值降到额定范围或叶片上的土块甩出电流正常后方可连续钻进。钻进过程中应防范钻进速度太快造成蹩钻，可采用间歇式钻进方法，即：钻进空钻钻进，以利于被切割的岩土及时排出地面。钻进过程中不宜反转或提升钻杆。如遇卡钻、钻机摇晃、偏斜或发出异常声响时，应马上停钻，查明原因，并采用相应措施后方可连续作业。钻进地下水位以下的砂类土时，应有防范钻杆内

5、进水的有效措施；对饱和粘性土层可采用慢速高扭矩方式钻孔；在硬土层中钻孔，可合适向孔中加水；对牢固性较差的土层，不应长时间空转虚钻，否则机械强力扰动会造成窜孔或孔壁坍塌。钻进过程中发现窜孔时应合理提升钻头钻进速度或采用隔桩、隔排跳打的方法。钻至设计深度后，应空钻3060s，待电流牢固后停钻，并向后台发出泵送混杂料信号，作好泵送准备。钻孔产生的土方及时清理外运，省得占用施工场所，影响后续施工。5.4搅拌混杂料依照桩身混杂料的设计强度等级，经过试验确定混杂料配合比，粉煤灰掺量宜为6080kg/m3，坍落度宜为160200mm。混杂料搅拌严格按配合比计量上料，每盘搅拌时间很多于90s；质检员应经常进行

6、抽检，以保证混杂料的和易性、析水性和坍落度满足施工质量要求，按要求制作混杂料试块，并编号、记录、养护和送检。冬季施工时混杂料入孔温度不低于5，混杂料可使用热水搅拌以提升温度。水温不得超过60，否则会造成混杂料的早凝，产生堵管，影响混杂料的强度。所有资料必定经检验合格方可使用。5.5压灌混杂料混凝土泵应依照桩径选型，布置地址应与钻机的施工序次相当合；泵管部署应尽量减少弯道，尽可能保持水平，长距离泵送时泵管下面应垫实，泵与钻机距离不宜高出60m。泵管和高强柔性管必定用卡环连接牢靠，保持管道畅达，卡环更换后必定冲洗干净并做好防锈办理。混杂料输送管道要如期冲洗，防范管内有混杂料的结硬块造成拥堵。混杂料

7、的泵送应连续进行，当钻机移位时，混凝土泵料斗内的混杂料应连续搅拌，泵送混合料时，料斗内混杂料的高度不得低于400mm，以防吸进空气造成拥堵。灌注首次混杂料时应逗留1020s加压，再缓慢提升钻杆。提钻速度应依照土层情况确定，且应与混凝土泵送量相般配，保证管内有必然高度的混杂料；泵送混杂料过程中，混凝土泵工作压力值为3.04.0MPa。当气温高于30时，宜在输送泵管上覆盖隔热资料如麻袋、草袋，每隔一段时间洒水湿润，以防管内混杂料失水离析，造成拥堵泵管。冬期施工时，输送泵管及弯头均需做防冻保护，防范混杂料冻结造成堵管。泵送混杂料过程中，遇到输送管道拥堵时必定马上停止泵送，并进行泵送的逆操作，直到采用

8、措施除掉拥堵后方可连续泵送；若钻头、钻杆拥堵时，必定马上停止泵送，进行泵送的逆操作，并将钻杆拔出地面，除掉拥堵后重新对准原桩位钻至设计深度，再重新泵送混杂料。若非连续施工，应分别用水和砂浆湿润和润滑料斗、分配阀及输送管道，保证管道畅达，以防泵送混杂料时发生拥堵现象。遇到设备出现故障不能够正常施工时，为防范泵送混杂料因长时间阻滞造成堵管，必定每隔1520min按以下程序进行一次：泵送泵送的逆操作泵送泵送的逆操作。压灌桩的充盈系数应不小于1.2，桩身混杂料超灌高度不宜小于600mm。钻机前台指挥员一准时刻指挥和监控钻杆的提升速度，与输送泵操作工相互注意对方传达的信号，确定泵送、停泵、提钻和停止提钻

9、的机会，保证混杂料泵送量和钻杆提升速度同步，并控制桩顶标高和超灌量。若因土层原因发生窜孔，当提钻压灌混杂料至窜孔土层时，应停止提钻，连续泵送混杂料直到窜孔桩混杂料顶面上升至原位。5.6基槽开挖及桩头办理长螺旋压灌砼桩施工达成，待桩体达到必然强度，方可进行基槽开挖。对基槽开挖，若是设计桩顶标高离地表不深（一般不大于1.5m），宜考虑采用人工开挖，不但可防范对桩体和桩间土产生不良影响，还可防范对设计桩顶标高以下的桩体产生损害，而且比较经济。若是基槽较深或开挖面积大，采用人工开挖效率太低，可采用机械和人工结合开挖，并尽量采用小型机械，不能对设计桩顶标高以下的桩体产生损害。对中、高矫捷性土应尽量防范扰

10、动桩间土，必定留置足够的人工开挖厚度，留置厚度与桩体强度和土质条件相关，一般不宜小于700mm。桩头办理：基槽开挖后，设计桩顶标高以上部分桩头需要截除。截除桩头宜采用小凿沿桩周边对称截桩，最好采用截桩器截桩；不能用重锤等直接敲击桩头，也不能采用推倒桩优等简单造成对桩体产生破坏的方法办理桩头。5.7铺设褥垫层褥垫层是由粗砂、中砂、级配砂石或碎石等粒状资料组成的散体垫层。碎石粒径宜为830mm，但不宜采用卵石。褥垫层压实后厚度H一般为150300mm，当桩径大或桩距大时宜取高值，施工时先按设计虚铺厚度（h=H/）虚铺，再采用静力压实法均匀压实至设计厚度，并满足夯填度0.9的要求。当基础底面下桩间土

11、的含水量较小时也可采用动力夯实法。对较干的砂石资料，虚铺后可合适洒水再行碾压或夯实。资料与设备6.1资料所用资料均应吻合设计和规范要求。水泥：应当拥有优异的保水性能，使混杂料在泵送过程中不易泌水，一般采用强度等级为32.5MPa的水泥。粉煤灰：细度不大于45%的级或级以上等级。碎石：粒径为525mm的碎（卵）石。砂：中粗黄砂。泵送剂：必要时可按规定掺入。6.2设备长螺旋钻机：一般为液压步履式钻机或走管式钻机，配有能满足钻进要求的动力头和钻头，与设计桩长桩径相般配的钻杆。混凝土输送泵：按施工泵送要求可装备HBT30A、HBT40、HBT50或HBT60等型号，配有足够长的高强柔性管和泵管及卡环。

12、混凝土搅拌机：每台套机组应装备12台0.5m3逼迫式搅拌机。质量控制质量检验按建筑地基基础工程施工质量查收规范GB50202-2002和建筑地基办理技术规范JGJ79-2002的相关规定执行。施工时应及时做好施工记录，控制好混杂料坍落度、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度，及时做好桩体试块，防范扰动桩间土等。常有的施工质量问题防治（见表）表常有的施工质量问题防治问题主要原因办理方法场所不平将地面办理平展桩孔倾斜桩架不竖直调整垂直度钻头底两侧土层软硬不均减少钻压、控制钻进速度。钻具没固定加装导向圈、固定钻具和钻杆。提升钻杆过快提钻速度应依照土层情况确定，且与混凝土泵送量相般配，保证管内有必然高度的混杂

13、料，带压提钻。断桩和缩径压灌混杂料长时间中断回填后对准原桩位重新钻进后再泵送混杂料混杂料质量不合格调整不合理的混杂料配合比，除掉粗骨料中的大块石，保证搅拌时间，防范混杂料离析。桩端或桩顶施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现拥堵及时排气阀拥堵冲洗劝导；如已出现此问题应及时清理并补浇混凝空芯土。安全措施特别工种操作人员必定持证上岗，严格遵守操作规程，不得擅离工作岗位。施工所用的安全防范用品、用具齐全有效；机械、工具吻合安全要求。施工人员按规定着装和使用防范用品、用具。加强设备的运行保护管理，发现问题及时办理，除掉事故隐患，保证安全生产。施工用电吻合规范要求，电缆线路必定按要求埋地或架空敷设，防范

14、机械损害和介质腐化；电器设备必定圆满。高空作业时必定系安全带、穿防滑软底鞋；患有高血压、恐高症、心脏病等高处不适症者严禁上机架作业。混凝土泵泵管和高强柔性管必定连接固定牢靠。泵送混杂料时应有专人指挥,防范因排气不畅和操作失误造成爆管形成损害。在暴风雨、大雪、雷雨天气应停止施工；六级以上暴风时，应加缆绳保护钻机机架。受工程影响的建（构）筑物，应采用合适措施加以保护。环推荐措易于引起粉尘的细料或松弛料应覆盖运输，施工中应防范水泥、粉煤灰等扬撒。废水、废油应集中收集办理，减小对水体、土壤的污染。使用机械设备时，要采用合适措施减少噪声、废气等的污染。对驶出施工现场的车辆应进行冲洗，防范携带泥土。效益解

15、析能够解决其他方法办理不了的工程技术难题。施工效率高、质量简单控制、工程造价廉价。由于桩体资料能够掺入工业废料粉煤灰，拥有环保功能，能够节约水泥用量12%20%，不需要使用钢材，还能够充发散挥桩间土的承载能力，桩间土可担当总荷载的25%60%，节约大量建设投资。施工噪音低、无振动和泥浆污染。应用实例我公司自2000年以来应用本工法先后在30多项工程中施工桩2万余根桩，获取了优异的经济效益与社会效益。武汉石化111#油灌工程地基座落在挖填方区，填方区高差达9米，沉降差要求控制在1%以内，其他地基办理手段无法解决，利用本工法能适应于在特别复杂地质条件下、对沉降差要求特别严格的工程的特点，经过部署长短桩、调整置换率和调整桩进步入持力层深度，很好地解决了这一难题。武汉石化112#油灌工程8万m3大