CFG桩复合地基施工技术和质量控制

CFG桩复合地基施工技术和质量控制1工程概况及地质简介本工程拟建场地位于济南市青岛路以北，潍坊路以西，淄博路以东，为721-1旅部整体工程中的公寓楼。建筑高度30.8m，地质情况为第四系全新统和晚更新统冲积成因的粘性土、沙土组成，局部为存在淤泥的软弱地基，地下水位埋深6.9-8.3m。各地层情况分述：杂填土（21.55-24.15m）、素填土（21.4-22.0m）、粉土（17.55-23.45m）、粉质粘土（11.28-16.15m）、中细砂（8.7-11.15m）、粉质粘土（4.45-6.99m）、残积土（-10.35m）。设计本工程主楼筏板下采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）刚性复合地基。CFG桩基工程量约计544颗，桩径400mm，桩间距除图纸注明外均为1.4m，有效桩长分别不小于15.0m，桩端伸入第⑤层黏土层不少于500mm。桩身混凝土强度等级为C20，设计单桩竖向承载力特征值为Ra=400KN，复合地基承载力特征值不小于fspk=180kpa。2CFG桩复合地基设计要求2.1技术要求721-1工程旅部（公寓楼）CFG桩基具体施工技术参数详见下表：槽底标高±0.000设计桩顶标高桩径有效桩长工程量桩端持力层22.8m26.8m22.65m400mmm≥15.0m544根第⑤层黏土注：桩顶标高随坑井标高降低而相应降低（电梯井、集水坑），有效桩长不变；2.2桩身材料要求2.2.1长螺旋钻孔，管内泵压混合料成桩，试桩混凝土强度等级采用比工程桩高一标号混凝土并掺入早强剂，工程桩混凝土强度等级采用C20砼；2.2.2桩身混凝土坍落度160-200mm；2.2.3施工先进性实验性施工，再进行试验桩施工，地质报告显示6.9-8.3米见地下水位，粉细砂层易出现缩颈塌孔，施工过程中必须严格遵守压灌要求进行施工。3施工工艺要点3.1拟建场区地基土较均匀，性质变化不大，工程力学性能好，土层强度高，施工中应选用不小于110KW的动力设备进行施工，以免影响钻进速度。3.2根据设计要求，施工中保证满足设计桩径至关重要，严禁出现缩颈、断桩。3.3场区地下平均水位根据勘察报告所示在自然地坪下6.9-8.3m左右，提钻过程中钻杆与带出的泥土间会夹带部分地下水至地面，以及桩身浇筑混合料时会把桩身所含地下水顶至地面，浸泡施工场地；不利于钻机工作及施工安全，因此为保证施工进度与设备、人员安全，先进行实验施工，实验性施工不能满足时采用跳打法进行桩基施工（例如打完1号桩跳过2号桩打3号桩），这样即保证了施工进度又保证了设备与人员的安全。3.4在施工时，控制提钻速度，防止桩身浇筑时发生断桩。3.5检测前，上部弃土使用小型挖掘机挖至桩顶设计标高以上80—100cm，然后由人工挖至桩顶设计标高，防止机械挖断桩身。4施工方案及主要技术措施在施工中应严格按设计要求和国家现行的相关规范、规程进行，各工种、各工序、各施工小组应紧密配合，合理安排，协调一致，确保满足建设单位的工期、设计图纸及有关规定要求。4.1施工方法桩机就位后，将钻头与桩位点垂直对位，关闭钻头的出料阀门，然后开始回转钻进，钻进速度应根据场地的地质条件和动力头功率而定，当钻至设计要求的深度后，钻头原地旋转30s并将钻杆上提0.5m防止出料阀门打不开，然后开始向管内泵送混凝土，当确认管内混凝土已到达孔底时，开始边提钻边注料，提升过程中前后台应相互配合，以确保提升速度与投料速度协调一致。施工工艺流程图：商品砼商品砼钻机就位桩位放样移位清土灌注砼钻至设计深度→→钻机就位桩位放样移位清土灌注砼钻至设计深度制作砼试块制作砼试块4.1.1桩机就位：首先对桩点进行定位，并设定位桩，以便于控制孔位偏差。然后要根据设计桩长来确定桩机的高度，并在钻机上做好深度标计；钻机到位后，保证钻杆垂直，钻头对准桩中心的误差控制在2cm内，在钻孔过程中，随时注意检查钻杆垂直度,及时调整钻机钻头与桩位对正，调整液压支腿，确保钻杆垂直度偏差小于1％。4.1.2成孔：起动动力头，开始成孔，根据不同地层，钻进速度应控制在1.5～2.5m/min以内。达到设计深度后，空转30s后停钻。4.1.3泵送混凝土：成孔后，立刻用高压泵将搅拌好的混凝土通过导管和钻杆送到孔底，当钻杆顶端球阀排气时（此时钻杆内混凝土已满），立即起动主卷扬机提升钻杆，提升速度一般为1.5～2.0m/min，并且与泵送速度相匹配，当钻头提升至距基础底面0.5～1.0m时，清除钻孔口溢出泥浆和混凝土，最后提出钻杆。混凝土灌注必须连续进行，中间不得间断。灌注混凝土的时间尽量加快，保持连续性。随时清理提出的部分土，使灌注工作顺利进行。在混凝土灌注过程中,要保持导管位置居中,不能出现倾斜、位移等现象，混凝土灌注到桩孔上部0.5m以内时,停止提升导管,直到灌注至设计标高后一次拔出。灌注至桩顶设计标高后必须多灌一倍桩径长度约500mm,以保证凿去浮浆后桩顶混凝土的强度。4.1.4清除渣土：在钻杆提升过程中，施工人员应及时清除钻孔口处的泥、螺旋上的土，直到露出钻孔处干净混凝土为止。4.1.5桩机移位：移动桩机到下一桩位。应注意防止泥块掉入已施工的桩孔中。且不能用液压腿压在已施工的桩上。4.1.6褥垫层施工：待渣土清理完成后铺设褥垫层，褥垫层采用水泥稳定沙土，集中搅拌后运至现场，用小挖机铺设30cm，人工整平后压实，压实度95%。可采用换刀取样检测压实度。4.1.7截桩头：清理桩间土，测量标高后用红油漆做出标记，然后用切割机沿标记切除桩头，露出新鲜砼，以便桩头与桩帽混凝土结合良好。4.1.8做桩帽：现浇混凝土桩帽采用钢模，人工组装成圆柱形，半径要比桩头大10cm。模板安装完成后再桩头上洒少许清水，浇筑混凝土，待达到强度后拆除模板。4.2质量控制4.2.1单桩灌注量及成孔深度按照各个楼座设计桩径、有效桩长施工。遇特殊地质条件致使难以钻进，施工班组不得擅作主张，应及时上报项目部，会同有关单位协商后解决。4.2.2成桩质量控制桩位：施工所测放的轴线经甲、乙及监理三方复核后应妥善保护，CFG桩位布置与设计图纸误差偏移不得大于0.4倍桩径。桩径：用长螺旋成孔，保证钻头及钻杆直径大于等于设计桩径。桩长：用钻杆或滑架上的测量刻度进行控制，并且开钻前经监理实测，确保桩长满足设计要求。为了检查成桩质量，每浇注50m3留置一组试块且每个台班不少于一组试块，测定28天的混凝土强度，并定期做混凝土坍落度试验。4.2.3技术措施(1)开工前，工程技术人员应及时组织职工认真学习有关规范及施工组织设计，结合岩土工程勘察报告，掌握地层变化情况，发现异常情况，应及时采取措施，并反馈至工程技术人员，及时采取措施。(2)测量技术人员校检轴线及桩位点，按制定的顺序施工，确保桩位准确。(3)后勤人员严把材料关，不合格产品不准进场。(4)施工记录应有专人负责，必须详细记录钻进时间，泵送砼时间，钻进深度、混合料用量等。记录时，深度误差不得大于100mm，并在备注栏中注明施工中发生的问题及处理措施。（5）项目经理及有关人员要及时做好施工日志。（6）根据有关规范规定，桩长的允许偏差≤100mm；桩径偏差±20mm；垂直度偏差≤1%。5CFG桩实验检测本工程采用CFG桩，设计单桩复合地基承载力特征值为180KPa，设计复合地基增强体单桩承载力特征值为400KN，设计桩长15m，桩径400mm，混凝土强度C20，委托青岛岳正建筑工程质量检测有限公司检测。5.1单桩复合地基载荷试验检测目的：载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力。实验流程：平整试点、铺砂→安放承压板、千斤顶→准备配重→安装检测仪表→加荷观测→数据分析→检测结论检测结果：本工程完成单桩复合地基载荷试验3组，终极加压荷载360KPa下累计沉降16.14mm、19.06mm、16.96mm，承载力满足设计要求。5.2复合地基增强体单桩静载荷实验检测目的：采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的实验方法，确定单桩竖向抗压承载力，对实验桩的承载力进行评价。检测流程：试桩处理→安放千斤顶→安装反力装置→安装检测仪表→加荷观测→数据分析→检测结论实验结果：本工程完成复合地基增强体单桩静载荷实验3组，实验最大加载值800KN，累计沉降22.26mm、21.39mm、20.99mm，承载力满足设计要求。5.3低应变检测检测目的：检测桩身完整性，判定桩身缺陷及位置。实验流程：桩顶凿平→仪器参数设置→安装传感器→手锤激发、采样→数据分析→检测结论检测结果：本次共完成低应变检测56根，其中Ⅰ类桩46根，占检测总数的82.14%，Ⅱ类桩10根，占检测总数的17.86%，符合实验要求。6关于质量通病的防治措施6.1堵管混凝土混合料配比或塌落度不符合要求、输送管清洗不彻底，施工操作不当等都会造成堵管。控制措施：保证混合料配合比、搅拌质量符合要求。每次拆卸导管都必须清洗干净，导管路线设计合理，不能出现过大的弯折。加强施工管理，严格按照规范要求施工操作桩机。6.2偏桩桩机对位不仔细，地下有较大岩石等使钻孔钻杆跑偏等原因造成。

控制措施：施工前平整压实场地，以防钻机偏斜桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。6.3断桩由于提钻太快混凝土未及时填充钻孔导致出现断层，或出现堵管现象清理堵塞导管的混凝土时间过长，继续施工导致已施工的桩初凝。控制措施：保持砼灌注的连续性，泵车进场保持持续。严格控制提速，确保中心钻杆内有0.1m3以上的混凝土，如灌注过程中因意外原因造成停滞时间大于混凝土的初凝时间时，应重新成孔灌桩。6.4桩身砼强度不足塌落度不的超过160～200mm，严格控制混凝土搅拌质量、配合比。6.5桩身砼收缩桩身回缩是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解决，施工中保证充盈系数。控制措施：桩顶至少超灌0.5m，并防止孔口土混入。选择减水效果好的减水剂。6.6桩头质量问题一般是由于操作控制不当造成，多表现为夹泥、桩头砼不足、桩头砼含气泡等。控制措施：及时用小挖掘机清除或外运桩口出土，以免进入桩孔，造成夹泥量过大。钻杆顶端的气阀要处于开启状态，不得堵塞，防止砼中积气造成桩头混凝土含气泡。严控提速过快，桩头混凝土要直至漫过桩孔。6.7钻头阀门打不开当钻头构造缺陷、桩端落在透水性好、水头高的砂土或卵石层中时，会出现此问题;可采用改进阀门的结构型式或调整桩长令桩端穿过砂土，进入粘土层的措施来避免此情况发生。7结语CFG桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一