CFG桩长螺旋法施工技术（共54ppt）

素砼灌注CFG桩施工技术2017年1月9日CFG桩简介CFG(CementFly—ashGrave)桩是由水泥、、粉煤灰、、碎石、石石屑或砂和和水按一定定配合比均均匀搅拌形形成的高粘粘结强度桩桩，和桩间间土、褥垫垫层一起形形成复合地地基，既能能较充分的的发挥桩体体材料的潜潜力，又可可充分利用用天然地基基承载力，，并能因地地制宜利用用地方材料料，具有工工效高、成成本低、工工后变形小小、沉降稳稳定快的优优点。CFG桩简介CFG桩地地基处理包包括CFG桩身、桩桩帽（板））、褥垫层层几部分组组成。结构型式：：桩＋板，，桩＋帽＋＋褥垫层(本标段采用用此种形式式）CFG桩施工工艺艺1、设备的选型型CFG桩可选用振振动沉管钻钻机或长螺螺旋钻机施施工。具体体选用哪一一类成桩机机械和什么么型号，要要视工程的的具体情况况而定。对对于粘性土土、粉土、、淤泥质土土采用振动动沉管成桩桩工艺。对对存在的夹夹有硬土层层地质条件件的地区，，使用振动动沉管机施施工，会对对已成的桩桩造成较大大的振动，，导致桩体体被震裂或或震断。对对于灵敏度度较高的土土，振动会会造成土的的结构强度度破坏、承承载力下降降，可采用用螺旋钻预预引孔，再再用振动沉沉管成桩工工艺。对于于成孔要求求质量高的的地区，使使用长螺旋旋钻孔管内内泵压成桩桩工艺。本本标段设计计采用长螺螺旋钻机施施工。CFG桩施工工艺艺长螺旋钻管管内泵压砼砼施工方法法的施工机机械也有两两种类型的的机械：步步履式和履履带式，如如下图：履带式长螺旋钻机CFG桩施工工艺艺步履式长螺旋钻机1、施工机械械的配备2、选用材料料和配合比比3、工艺流程程CFG桩施工工艺艺CFG桩施工工艺艺1、施工机械械配备根据进度计计划及工艺艺试验，落落实好设备备配置，并及时维护护，使所有有机械处于于正常状态态，满足施施工的需要，不不影响施工工的进度和和质量。CFG桩施工工艺艺2、选用材料料和配合合比选用的水泥泥、粉煤灰灰、碎石及及外加剂等等原材料应应符合要求求及原材料料质量验收收有关标准准，并按规规定进行抽抽检。按设计要求求进行室内内配合比试试验，选定定合适的配配合比。CFG桩施工工艺艺流程3、工艺流程程（如右图））：地表处理桩位检测放放样桩机就位钻杆垂直度度检查与调调整钻杆内填满满混合料混合料拌和和运输与泵泵送移机到下一一桩位钻孔至设计计标高停钻边提钻杆边边泵压灌注注混合料清土混合料试件件制作桩头处理桩体承载力力抽检桩体完整性性检查CFG桩验收桩间土开挖挖CFG桩施工工艺艺3-1平整场地对施工场地地内地上和和地下管线线进行核查查、拆迁和和防护。清清除地表植植被，根据据所测得的的原地面标标高和设计计桩顶标高高对照结果果，平整钻钻孔场地，，地面标高高宜高于设设计桩顶标标50cm，预预留留排排水水坡坡度度，，做做好好排排水水沟沟等等措措施施,并用用压压路路机机将将原原地地面面碾碾压压至至K30≥≥30MPa/m，以满满足足长长螺螺旋旋钻钻机机自自重重和和抗抗倾倾覆覆的的要要求求。。CFG桩的的施施工工工工艺艺3-2施工工放放样样在桩桩位位用用直直径径8mm的钢钢钎钎竖竖直直打打入入20cm深孔孔，，在在孔孔内内灌灌注注石石灰灰水水或或石石灰灰粉粉，，并并在在孔孔内内插插入入标标记记物物，，可可用用一一次次性性木木、、竹竹筷筷，，便便于于桩桩位位被被埋埋没没后后查查找找。。CFG桩施施工工工工艺艺施工现场CFG桩施施工工工工艺艺3-3钻机机就就位位钻杆杆垂垂直直度度控控制制：钻钻机机就就位位后后，，桩桩机机悬悬挂挂双双向向垂垂球球，，旁旁站站人人员员通通过过测测设设垂垂球球与与钻钻杆杆上上下下端端的的相相对对距距离离，，判判定定机机身身的的垂垂直直度度偏偏差差是是否否满满足足规规范范或或设设计计要要求求，，确确保保CFG桩垂垂直直度度容容许许偏偏差差不不大大于于1.0%。桩位位控控制制；；在每每一一根根桩桩施施工工前前，，通通过过已已经经标标明明临临近近的的纵纵向向、、横横向向桩桩位位用用尺尺量量，，来来确确定定桩桩机机是是否否对对准准桩桩心心。。每根根桩桩施施工工前前由由旁旁站站人人员员对对桩桩机机进进行行桩桩位位对对中中和和钻钻杆杆垂垂直直度度检检查查，，满满足足要要求求后后方方可可开开钻钻。。桩位位偏偏差差超超标标CFG桩的的施施工工工工艺艺流流程程3-4钻进进钻进进开开始始时时，，关关闭闭钻钻头头阀阀门门，，向向下下移移动动钻钻杆杆至至钻钻头头触触及及地地面面时时，，启启动动马马达达钻钻进进，，一一般般应应先先慢慢后后快快，，这这样样既既能能减减少少钻钻杆杆摇摇晃晃，，又又能能检检查查钻钻孔孔的的偏偏差差，，以以便便及及时时纠纠正正。。在在成成孔孔过过程程中中如如发发现现钻钻杆杆摇摇晃晃或或难难钻钻时时应应放放慢慢进进尺尺，，并并及及时时检检查查钻钻杆杆垂垂直直度度和和桩桩位位，，否否则则容容易易导导致致桩桩孔孔偏偏斜斜、、位位移移，，甚甚至至使使钻钻杆杆、、钻钻具具损损坏坏。。桩长长控控制制：在桩桩机机机机身身上上做做明明确确的的长长度度标标识识，，为为方方便便夜间间施施工工控控制制，，需需用用反反光光材材料料进进行行标标识识；；标标识识的的最最小小刻刻度度一般般为为50cm或或25cm；；根根据据钻钻机机塔塔身身上上的的进进尺尺标标记记，，成成孔孔达到到设设计计标标高高时时，，停停止止钻钻进进。。钻钻孔孔弃弃土土应应及及时时转转运运到到指指定定场地地。。CFG桩的的施施工工工工艺艺流流程程3-5灌注注混混凝凝土土长螺螺旋旋钻钻机机钻钻至至设设计计标标高高，，停停止止钻钻进进，，向向钻钻杆杆芯芯管管泵泵送送混混凝凝土土灌灌注注，，当当钻钻杆杆芯芯管管中中充充满满混混合合料料，，开开始始提提升升钻钻杆杆，，压压灌灌混混合合料料，，一一边边拔拔管管，，一一边边泵泵送送，，严严禁禁先先提提管管后后泵泵料料。。混混凝凝土土坍坍落落度度、、拌拌合合时时间间应应按按工工艺艺性性试试验验确确定定的的参参数数进进行行控控制制,搅拌时间间不得少少于1min。泵送混混凝土，，严禁先先拔管后后泵送混混凝土（（特别是是端承桩桩），拔拔管时钻钻杆必须须停止转转动，拔拔管速率率应按试试桩确定定参数进进行控制制，拔管管速度均均匀,穿透地质质较硬地地段，采采用低档档慢速钻钻进，软软弱地层层，快速速钻进，，以降低低扩孔系系数；混混凝土泵泵送也必必须连续续。若混混凝土供供应不及及时，造造成钻机机等料的的情况，，时间较较长可能能造成断断桩或抱抱钻现象象，尤其其是在饱饱和砂土土、粉土土层。混混凝土应应灌注至至设计CFG桩顶标高高以上50cm，停止泵泵送混凝凝土。灌灌注混凝凝土方量量不得少少于设计计桩长加加超灌桩桩头的体体积。3-6钻机移位位根据钻机机的具体体情况，，一般钻钻4、5个孔移动动一次钻钻机。无论桩距距大小，，均不宜宜从四周周转向圈圈内推进进施工，，因为这这样限制了桩桩间土向向外的侧侧向变形形，容易易造成土土体大面面积隆起起，断桩的可可能性较较大，可可采用由由中心向向外推进进或一边边向另一一边推进的方方案。当当地下出出现软弱弱层，发发生窜孔孔现象时时，钻机机应采用跳孔孔作业，，待相邻邻位置混混合料凝凝固后，，再钻相相邻桩位位。3-7清除钻泥泥钻泥在钻钻孔过程程中必须须随时清清除，钻钻机移位位后把剩剩余的钻钻泥清除。。应当注注意：①除50小型挖掘掘机外，，任何机机械设备备不得进进入CFG桩钻孔灌注场地地。②挖土时时不得扰扰动设计计桩顶标标高以下下的桩间间原土。。③不得挖挖动已经经灌注的的CFG桩，使桩桩头破坏坏。CFG桩的施工工工艺流流程CFG桩施工工工艺流程程3-8CFG桩都埋在在地面以以下，桩桩顶有湿湿黏土封封顶，无无需专门门养护。。桩灌注注完成后后混合料料龄期达达14天后方能能进行桩桩间土开开挖、清清理。自自然养护护期间必必须保护护钻孔灌灌注现场场，任何何机械不不得进入入钻孔灌灌注区。。CFG桩的施工工工艺流流程3-9截桩头和和开挖桩桩间土桩间土开开挖时，，挖掘机机易碰撞撞桩头造造成浅层层断桩，，施工中中采取桩桩头两次次截桩方方案，避避免人为为造成桩桩头破坏坏：一是是在CFG桩灌注完完成后砼砼凝固之之前，湿湿截桩即即采用小小挖掘机机将桩头头砼和钻钻泥一起起清理出出去，留留30~50cm不截，强强度达到到80%后，使用用小挖掘掘机（斗斗宽0.6m）开挖桩桩间土，，使用改改装后的的切割机机进行切切割，减减少对桩桩体的破破坏，切切割完成成后，断断面平整整。CFG桩的施工工工艺流流程3-10桩的检测测3.10.1桩身完整整性检测测CFG桩桩身完完整性采采用低应应变动力力试验检检测。根根据检测测结果判判定桩身身完整性性。3.10.2CFG桩混合料料强度每台班制制作混合合料标准准立方体体试件1组，进行行28d标准养护护后，进进行试件件抗压强强度检测测。根据据检测结结果判判定其质质量情况况。3.10.3CFG桩复合地地基静力力载荷试试验分别进行行单桩、、复合地地基载荷荷试验，计算算沉降与与承载力力。检检验数量：：桩数的0.2%，且不少少于3根桩身低应应变检测测堆载法地地基承载载力检测测CFG桩的施工工工艺流流程3-11质量要求求序号检验项目允许偏差施工单位检验数量检验方法1桩位（纵横向）50mm按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根经纬仪或钢尺丈量2桩体垂直度1%经纬仪或吊线测钻杆倾斜度3桩体有效直径不小于设计值开挖50～100cm深后，钢尺丈量CFG桩质量控控制措施施1）施工中中严格按按照设计计配合比比进行，，每台钻钻机每台台班随机机抽取混凝土试试件一组组，根据据抗压强强度作为为混合料料强度判判定标准准；2）钻机进进场后先先用钢尺尺检查钻钻机钻杆杆的直径径，钻杆杆直径不不小于设计桩径径，钻机机主塔高高度大于于桩长5m左右；3）开钻前前放出控控制桩位位，对钻钻机人员员进行技技术交底底，钻机机人员根据控制制桩位，，用钢尺尺放出每每根桩位位。4）开钻前前根据桩桩基设计计桩长和和桩头保保护层厚厚度，在在钻机主主塔位置作明显显标记，，作为控控制钻机机钻进深深度的依依据。5）钻机到到位后，，指挥人人员指挥挥钻机调调整位置置，利用用机架上上悬挂的两个方方向垂直直标确定定钻机垂垂直度满满足要求求；6）在CFG桩开始施施工时，，担心逐逐桩施工工会造成成串孔，，用隔桩桩跳打的施工工方式，，但是隔隔桩跳打打时，第第二遍桩桩机就位位又容易易对已施工的桩桩的挤压压破坏，，应根根据地质质不同选选用跳打打和逐桩桩打。CFG桩质量控控制措施施7、CFG桩在灌注注砼时，，上部1-3米因为砼砼的压力力变小，砼砼中有细细微气泡泡排不出出来，而而CFG桩的主要受力力部分都都在上部部，因此此上部桩桩体的不不密实，极易易造成桩桩在工程程使用过过程中的的破坏，，解决办法，，一是在在施工完完成后，，砼凝固固之前使使用振捣棒棒振捣捣上部部砼，，加强强砼的的密实实性；；二是是加强砼的的坍落落度控控制，，坍坍落度度过小小易造造成蜂蜂窝现现象。CFG桩质量量控制制措施施3、拔管管速率率的控控制拔管速速率太太快将将造成成成桩桩桩径径偏小小或缩缩径断断桩，而而拔管管速率率过慢慢又会会造成成水泥泥浆分分布不不均，，桩顶浮浮浆过过多，，桩身身强度度不足足和形形成混混合料料离析析现象，，导致致桩身身强度度不足足。故故施工工时，，应严严格控控制拔管管速率率，拔拔管速速度一一般控控制在在2～2.5m/min比较适适宜，，此处处的拔拔管速速度为为线速速度，，不是是平均均速度，，如遇遇淤泥泥或淤淤泥质质土，，拔管管速率率适当当放慢慢。拔管过过程不不允许许反插插。CFG桩质量量控制制措施施4、断桩桩的原原因分分析和和处理理断桩，，是指指CFG桩成桩桩后，，桩身身混凝凝土面面不连连续，，中间有有垂直直于桩桩中心心轴线线的开开裂或或间隔隔。断断桩是是CFG桩最大的的质量量事故故。断断桩的的原因因有很很多，，主要要有：：1）施工工保护护不够够，有有大型型工程程机械械在强强度未未达到到的CFG桩区域域运行行，使使桩被被压断断或把把桩头头压碎碎；2）长螺螺旋钻钻机的的排气气阀被被堵；；3）灌注注混凝凝土时时，混混凝土土灌注注供应应不及及时；；4）地质质原因因，地地下水水丰富富，易易产生生断桩桩；5）拔管管和泵泵送混混凝土土配合合不和和谐；；6）截除除桩头头时操操作不不当遭遭到破破坏。。切割后后的桩桩头浅层断断桩及及处理理方法法CFG桩质量量控制制措施施防止断断桩的的方法法1）对于于施工工保护护不足足造成成断桩桩，最最有效效的方方法是是加强强已经灌注注CFG桩区域域的保保护，，用钢钢管或或其它它较结结实的的材料将将场区区围护护起来来，严严禁一一切大大型机机械进进入。。2）对于于排气气阀设设置不不当造造成断断桩的的解决决办法法，一一般在在钻机在出出厂时时排气气阀位位置已已经设设置的的很好好，不不需要要作改改进，只只有极极少数数的钻钻机才才出现现这种种问题题，要要经经常检检查排气气阀，，并将将包裹裹排气气阀的的混凝凝土凿凿除。。3）混凝凝土供供应不不及时时造成成断桩桩，加加强混混凝土土调度度，及及时供应CFG桩混凝凝土，，保证证混凝凝土连连续供供应，，就可可以防止因因混凝凝土供供应不不及时时造成成断桩桩。CFG桩质量量控制制措施施防止断断桩的的方法法4）对于于地质质原因因造成成的断断桩，，施工工中是是很难难控制制的，，对流塑状状和地地下水水丰富富的地地质情情况应应对CFG桩处理理进行行适应性性论证证。5）对拔拔管和和泵送送混凝凝土配配合不不和谐谐造成成的断断桩，，应寻寻求操作人人员之之间的的默契契配合合。6）对截截除桩桩头时时人为为遭到到破坏坏的情情况，，对作作业工工人进进行培训，，提高高操作作技能能，可可避免免此种种情况况。CFG桩质量量控制制措施施1、桩帽帽施工工各种桩桩帽形形式的的工艺艺比较较表桩帽形式倒杯圆柱 土模现浇土模现浇钢模现浇钢模预制机械费用泵送泵送泵送预制厂吊车装车+运输+卸车+安装工序开挖后夯实回填再挖模开挖后夯实回填再挖模开挖后浇筑砼再夯实回填开挖后安装再夯实回填模型定位难难易易桩帽与桩身和桩间土结合好好底面好侧面夯实回填底面不好侧面桩帽施施工工工艺2、桩帽帽形式式各种桩桩帽形形式的的施工工工艺艺钢模施施工土模施工在京沪沪高速速铁路路济南南西客客站工工地程程建设设施工工中，，集团团公司司针对对CFG桩复合合基施施工进进行了了研究究，通通过科科技创创新，，采用用开挖挖土模模，运运用自自主研研制的的旋切切截桩桩机截截桩，，而后后现浇浇混凝凝土的的方法法进行行桩帽帽网结结构施施工，，优质质、高高效的的完成成了施施工任任务，，并总总结形形成了了土模模旋切切截桩桩现浇浇桩帽帽的施施工工工法。。本工工法具具有桩桩体完完整率率高、、桩间间土扰扰动小小、高高效、、经济济、便便捷等等特点点，2008年通过过了山山西省省建设设厅工工法关关键技技术鉴鉴定，，技术术水平平达到到国内内领先先，有有较大大的推推广价价值及及借鉴鉴意义义。土模旋旋切截截桩现现浇桩桩帽施施工工工法1、流程简简捷，，工效效高，，速度度快。。采用先先机械械填筑筑后人人工开开挖的的土模模法，，无需需进行行CFG桩成桩桩后桩桩间土土的挖挖除与与回填填，简简化了了作业业工序序，提提升了施工工速度度；运运用自自行研研制的的旋切切截桩桩机截截除桩桩头，，降低了作作业人人员劳劳动强强度，，大幅幅提高高了工工效。。2、操作灵灵便，，扰动动小，，质量量好。。土模法法可避避免因因清运运保护护土层层和去去桩头头作业业对桩桩顶设设计平面面以下下桩间间土的的过度度扰动动，解解决了了机械械开挖挖作业业磕碰桩身身造成成断桩桩及桩桩间土土回填填质量量不高高的问问题。。旋切切截桩机构构思新新颖，，在狭狭小土土模空空间内内作业业灵便便，可可解决决采用普通通截桩桩机无无法在在土模模内作作业，，而采采用风风镐去去除桩桩头又费时时耗力力、观观感较较差、、易伤伤桩身身的问问题。。工艺特特点3、工艺先先进，，施工工便利利，便便于推推广。。场地地的硬硬化填填筑、桩桩帽土土模开开挖和和截桩桩机旋旋切截截桩施施工工工艺容容易掌握握，施施工组组织要要素配配置易易于实实现，，有利利于推推广。4、设备精巧，，成本低廉廉，效益显显著。自主主研制的截截桩机构造精精巧、结构构简单、配配件易购、、制作廉价，可进行行自加工，，有效降低低设备成本本投入，社社会经济效益益显著。工艺特点本工法适用用于铁路、、公路、房房建、市政政等工程CFG桩复合地基基桩帽网（（圆柱形桩桩帽）结构构的施工，，特别是对对于CFG桩桩帽网工工程量大、、任务集中中、工期紧紧张的项目目有显著的的技术经济济效益。对对圆台形、、方柱形桩桩帽网结构构，若旋切切截桩机具具备作业空空间条件，，本工法仍仍有较好的的适用性。。适用范围有别于以往往CFG桩桩帽网结结构施工在在成桩后挖挖除桩周土土、立模浇浇注桩帽、、拆模后回回填桩间土土的复杂性性，本工法法在路基场场地清表作作业时就预预先对作业业区以A、B组填料进行行换填施工工，形成硬硬化层，使使其达到桩桩间土的回回填压实质质量要求后后进场施工工CFG桩。CFG桩成桩后清清除置换土土并整平场场地，在硬硬化层内按按桩帽尺寸寸人工开挖挖基槽制作作土模，在在土模内采采用自制的的旋切截桩桩机，使锯锯片探入地地面以下截截桩位置水水平旋转切切割桩身截截桩，去除除桩头，而而后进行桩桩帽混凝土土的现浇。。工艺原理一、场地硬硬化层预处处理清表作业完完成后，CFG桩施工前采采用A、B组填料预先先对作业区区进行换填处理，硬硬化层厚度度与桩帽高高度基本相相当，层顶顶高程按桩桩帽顶设计计标高控制，分层层厚度及压压实质量应应符合客运运专线铁路路基床以下下路堤填料料的压实要求，同同时满足CFG桩帽网结构构桩间土的的回填质量量的设计要要求，确保保CFG桩桩机进场场及走行便便利。二、开挖硬硬化层制作作土模CFG桩施工完毕毕后，在开开挖桩帽基基槽前，首首先测量每每根桩的桩桩顶标高，由技术术人员根据据测量结果果及设计标标高确定下下挖深度，，并对工班班进行交底。基槽槽采用人工工开挖，桩桩周土的开开挖应严格格按照设计计桩帽的尺尺寸及交底开挖深深度进行开开挖，确保保桩帽基坑坑中心位置置偏差不超超过15mm，平面尺寸偏差小小于±30mm，桩帽高度度偏差不超超过+30、-20mm，中心位置置基槽坑底应平整整、无杂物物，标高处处于截桩位位置以下10cm处（设计CFG桩桩身嵌入桩帽10cm），以便于于截桩机绕绕桩身旋转转切割时轨轨道平顺。。施工操作要要点人工开挖土土模三、去桩头作作业截桩机绕桩桩身旋切一一周后，需需用钢楔子子置于切缝缝处，以大大锤锤击钢钢楔，使楔楔头自切缝缝处嵌入桩桩体撬断桩桩身，桩头头自然脱落落；切割线线位于地面面以下，需需将相邻桩桩的桩间土土挖通，便便于工人挥挥锤敲击钢钢楔；为方方便钢楔定定位，可在在钢楔上焊焊接φ8钢筋作为扶扶杆，由另另一名工人人掌握，防防止锤击钢钢楔时钢楔楔偏位；现现场移机作作业时注意意用电安全全，适时调调整截桩机机电力线的的走向和位位置；设置置两个工班班组流水作作业，一个个班组专司司旋切锯桩桩，一个班班组负责截截取桩头，，一根桩切切割完毕后后，旋切截截桩机即可可移至下一一桩位继续续切桩，另另一班组则则在切割好好的桩体上上开始进行行截桩头作作业。施工操作要要点截桩机切割割桩头四、混凝土土浇筑桩头切割完完成后，进进行试验检检测，合格格后清理土土模内浮土土及浮渣，经监监理验收合合格后浇筑筑，浇筑采采用泵送混混凝土。施工操作要要点桩帽混凝土土土工膜覆覆盖养生四、整平夯夯填桩间土土桩帽混凝土土达到设计计强度后，，拆除坑口口模板。受受场地硬化化标高控制及施施工过程对对场地轻微微破坏的影影响，桩间间土不能完完全与桩帽顶平齐，，与桩帽顶顶标高存在在一定偏差差。对于高高于桩帽顶顶的桩间土，人工清清除至桩帽帽顶标高即即可；对于于低于桩帽帽顶标高的的，应依据设计填料料要求对桩桩间土进行行回填。施施工现场情情况反映，，低于桩帽顶的桩间间土与桩帽帽顶的高差差一般在0~15cm，待桩帽混混凝土达到到设计强度后后，采用自自卸汽车将将填料运至至现场，人人工摊铺，，以冲击夯进行回填填夯实，回回填按从边边