振动沉管cfg桩加固深厚软土地层施工工法原创

振动沉管CFG桩加固深厚软土地层施工工法XX集团第三工程有限公司一、前言CFG桩（CementFly-ashGravelPile）是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是近年来新开发的一种软土地基加固处理技术，通过调整水泥掺量及配比，可使桩体强度等级在C5～C25之间变化，其受力特性介于碎石桩和混凝土桩之间。桩长可以从几米到二十多米，并可全桩长发挥桩的侧阻力。CFG桩可用于独立基础、条形基础、筏基和箱形基础等，应用范围已涉及公路、铁路、房建、机场等。由于开发时间较短，目前在设计计算理论和工程施工经验方面尚不成熟。2003年由XX集团第三工程有限公司（原XX三公司）承建的XX高速铁路路基试验段（铁道部2002年《高速铁路软土地基沉降控制试验研究》科研项目），通过振动沉管CFG桩在软土路基段的施工与研究总结，熟练掌握了采用振动沉管成桩机快速成桩的CFG桩加固深厚软土地层的施工工艺及施工质量控制要点，并在施工中逐步形成此工法。二、工法特点1、CFG桩施工属于非排土挤密成桩；2、具有施工操作简便、施工速度快、施工费用低、对桩间土挤密效应显著等优点；3、采用振动沉管CFG桩施工工艺施工的CFG桩复合地基可以提高地基承载力、减少地基变形以及消除地基液化。三、适用范围主要适用于粉性土、粉土、淤泥质土、人工填土及松散砂土等地质条件，尤其适用于松散的粉土、粉细砂的加固。四、工艺原理CFG桩是在碎石桩基础上添加一些粉煤灰、少量水泥和石屑或砂，按一定配比加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩，通过调整水泥掺量，可使桩体强度在C5～C25之间变化，桩体粗骨料为碎石；石屑或砂为中等粒径骨料，可使混合料级配良好；粉煤灰具有细骨料及低标号水泥的作用。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层和夹在褥垫层中间的一层双向土工格栅一起形成CFG桩桩网复合地基。五、施工工艺流程及操作要点振动沉管CFG桩施工工艺流程见图1。图1沉管CFG桩施工工艺流程施工操作要点：（1）桩机就位锣CF何G宴桩施工时床，桩机就硬位后，根旬据设计桩帽长、沉管西入土深度闻确定机架划高度和沉奶管长度，惊并进行设溪备组装。朝（其2烧）混合料子搅拌增混合料搅你拌要求按拐配合比进弱行配料，良计量要求考准确，上瘦料顺序为刑：先装碎逐石，再加贯水泥、粉吓煤灰，最瓶后加石屑啦或砂，使歪水泥、粉萄煤灰合夹稍在碎石和还石屑或砂秧之间，不贷易飞扬和凭粘附在筒因壁上，也喂易于搅拌壤均匀。每裁盘料搅拌蠢时间不应肥小棋于王60呼s吨。混合料尖塌落度控乡制笛在股3求～哥5c先m应。耀（仔3中）沉管成怨孔衰①摸向下移动痕沉管至管荒头触及桩拌位（或钢令筋混凝土家桩尖）中叹心，用桩旱机塔身的浩前后和左跃右的垂直暗标杆检查本塔身导杆掩，校正位裁置，使沉粮管垂直对卖准桩位（片或钢筋混全凝土桩尖焰）中心，卵确碌保目CF住G躲桩垂直度应容许偏差育不大兔于棋1搜%系。怨②杂启动马达秃沉管。一图般应先慢努后快，这术样既能减璃少沉管摇长晃，又容箭易检查桩借孔的偏差沫，以便及或时纠正。辆③霜沉管过程陆中做好记帅录，每沉昼管限1瘦m杏记录电流芹表上的电炼流一次。珍并对土层震变化处予妙以说明。猫在沉管过梅程中，如烂发现沉管躬摇晃或难没钻时，应折放慢进尺德，否则容道易导致桩壮孔偏斜、制位移，甚邀至使桩头狼、沉管等共破坏。沉忧管到预定宽标高，停呜机。洋（倒4睁）灌注及侨拔管枯灌注冒：舍CF陪G姥桩成孔到换设计标高想，停机后彩立即向管女内投料，汪直到混合旁料与进料街口齐平。泽灌注过程干宜连续进画行，应避址免因后台脉供料慢而丧导致灌注择中断。施忙工中每根佩桩的投料赔量不得少预于设计灌知注量。成映桩后浮浆械厚度以不遵超季过降20c燥m毕为宜。号拔管：启召动马达，缺留罩振筋5具～徒10会s逗，开始拔鹿管，拔管哗速率一般鹊为年1.请2糖～撕1.5m懂/mi塘n挽（拔管速翅度为线速圣度，不是顷平均速度羽），如遇霞淤泥或淤蜓泥质土，迈拔管速率狗还应放慢胆。拔管过盛程中不允颠许反插。鼓如上料不触足，须在跌拔管过程究中空中投侦料，以保咏证成桩后搜桩顶标高掌达到设计望要求。成坊桩后桩顶还标高应考垒虑计入保驾护桩长。昼沉管拔出价地面，确稼认成桩符但合设计要松求后，用咐粒状材料邻或湿粘性恨土封顶。响然后移机寇进行下一紧根桩的施伸工。邪施工过程患中，抽样所作混合料馋试块，一腔般一个台锣班作一组羞（烧3挺块），试叮块尺寸转为多15cm伤×15c刑m×15撕c摄m栽，并测盏定翁2幕8遗天抗压强糊度。丝（泥5寨）移机彻当上一根丘桩施工完的毕后，桩愿机移位，垃进行下一牛根桩的施辞工洞。乳雄六、劳动吃组织悠每班作业朽劳动力组的织见卷表芳1符。劫赚气每班作业蝴劳动力组拖织斥表惨胸辞时表指1棉序号难工作项目锋作业内容闷人数触序号尸工作项目释作业内容味人数鸦1侍施工准备妖平整场地痛1筝4暗混合料投捏料闯翻斗车司叉机杀3输测量放样候2帮投料万3隶2犁混合料搅射拌窃搅拌机司她机卡1爆5拉其他裙班长宋1绘碎石签4梯技术负责酸人菜1门粉煤灰野2脉试验员景1穿水泥疫1惭安全员划1去石屑（或怜砂）引2跳质检员布1成3兆沉管、拔暂管陈机械手裂2葱电工钉1捕桩机辅助灯人员菜2液其他辅助削人员忠5尘4总成孔之成孔检查希1坡合刘消膀计众35毫注：搅拌椅机司机、计机械手、腐翻斗车司累机、试验蹄员、安全盒员、质检盆员、电工朋属于特殊忍工种，须桶持证上岗止。童七、材料供与设备暑单个工作叠面施工所潜需机具、贝设备配备羊见勉表某2墓。妇单个工作贱面所需机厌具、材料尿、设备配咬备弱表贱酱番咏表歪2颗序号汤作业项目老机具设备文名称秀规格型号乐单位划数量赵备注逃1凤成手义拾桩迫振动沉管羊成桩机地DZ90坑KS吊台轨1副配悬挂式沫桩架淡2抬混合料搅遵拌咱混凝土搅锋拌机良JZC3数50晋台辆1结混合料拌含制藏手推车神辆毒6昨原材料运题输腾3湿混合料运久输怨翻斗车御JS-1章J悉台按3插混合料运抵输唱4必发电机典150k茧w/h年台警1甲备用侵5均混合料试争验斜抗压试模如15×1揉5×15武cm强个蒙6铺试验用胡坍落度测争定仪勾个须1淘6渔量测与测居量极全站仪腾拓普附康列301稼台稳1吴方向控制锡经纬仪峡J2崭台污1州水准仪过C40矿台对1班标高控制谨塔尺爪个低1景八、质量坚控制甚1隶、浩CF魄G蓝桩施工中初应遵守的傲质量标准但：概（狐1拨）《质量静管理体系短标准》跪（馅GB/T汇1900助1-20它0鞭0别）；柄（歼2稍）延《建筑地事基抢基础设计悠规范》谷（馒GBJ7坦-8酱9国）殊；品（茎3皱）《建筑这桩基技术葵规范》对（始JGJ9萝4-9朽4胖）；照（伸4杆）尼X误X敞市工程建径设规范《州地基处理恩技术规范较》逼（碑DGJ0决8-40他-9训4红）、《地竭基基础设家计规范》僚（镜DGJ0蜻8-11慎-199纤9依）、《钻炊孔灌注桩莲动力测试孔技术规程花》忍（葡DGJ0奇8-21笑8-9衔6径）等。边2摧、漏CF蜡G责桩施工质致量验收要急求：荒（提1声）水泥、阻粉煤灰及目碎石等原游材料符合杆设计要求饥。切（返2疏）施工中扣检查桩身色混合料的惭配合比、阔坍落度和摇提拔沉管奸速度、成肥孔深度、却混合料灌参入量等复态合设计和寺规范要求兴。啄（巨3蕉）施工结鞭束后，对警桩顶标高究、桩位、颤桩体质量商、地基承秤载力以及径褥垫层的注质量作了犬详细的检缩查，达到虫预期效果究。玩（钟4少）水泥粉喂煤灰碎石替桩复合地降基的质量罢检验标准僚符合房表征3完规定：肯受换CF厉G固桩阵复合地基呼质量检验辣标窃准阶渴坐暂琴负骨表粗3庸项惨目恐序束号饿检查项目照允许偏差被或允许值己检查方法既单位镰数值肠主近控僻项掠目野1地原材料己设计要求宣查产品合守格证书或基抽样送检员2赞桩径裤mm普-20家用钢尺量门或计算填玉料量馅3歪桩身强度队设计要求探查哪2威8吊天试块强躲度警4溜地基承载浸力恳设计要求另按规定的声办法墙一萍般傻项扯目挤1俗桩身完整护性包按桩基检扮测技术规刷范俊按桩基检笼测技术规路范广2隐桩位偏差口满堂布候桩杂≤深0.40缠D头用钢尺量看，娃D当位桩径巩3赔桩垂直度蚂%铜≤籍1.5皮用经纬仪战测桩管女4德桩长南mm枕+100笑测桩管长题度或垂球间测孔深借5任褥垫层夯雅填度里≤劲0.9墨用钢尺量扮注丹：猪静1兄、夯填度魄指夯实后尝的褥垫层蝴厚度与虚组体厚度的丸比值。竞仙2棵、桩径允欢许偏差负畅值是指个蜜别断面。柱3考、猾CF员G府桩施工质材量控制要列点贿（宴1酸）施工前晨的工艺试遇验引充疑施工前的搁工艺试验钟，主要是惯通过试桩乒，考察设彩计的施打鬼顺序和桩苏距能否保耕证桩身质场量。工艺疲试验结合甩工程桩施觉工进行，墙并需作如奔下两种观首测：伴①浪新打桩对革未结硬的翅已打桩的已影响。在破已打桩桩旬顶表面埋斩设标杆，叨在施打新颜桩时量测犁已打桩桩败顶的上升暮量，以估末算桩径缩们小的数值喘，待已打朗桩结硬后怜，开挖检仅查其桩身历质量并量携测桩径。加②统新打桩对逢结硬的已示打桩的影拳响。在已笔打桩尚未逆结硬时，轮将标杆埋构置在桩顶顺部的混合歼料中，待逃桩体结硬衰后，观测扛打新桩时奥已打桩桩荐顶的位移终情况。扭试桩实际耻灌注混合隶料数量稍暑大于设计叛理论值，咽说明工艺闯成熟，向尝上位移不件大，从后戴期基桩检迫测接过来宝看，向上伴的位移不缎超续过盒1c牙m革，断桩的议可能性也捧很小。魂（补2尤）施打顺证序络在设计桩坦的施打顺迈序时，主删要考虑新捕打桩对已压打桩的影括响。施打他顺序大体赠可分为两截种类型，容一是连续渔施打，如同图砍2紧（筑a浙）所示，奥从丧1火号桩开始站，依魂次代2乏号后、碍3枪号我…权…抛，连续打搞下去；二慰是间隔跳基打，可以蛇隔一根桩村，也可隔巡多事个桩打。璃如粱图区2觉灶挎图齿2C污F己G壶桩施打顺顽序示意图络（提b铁）所示，首先体打史1职、骨3部、栗5佣…邪…编，后崭打芦2柴、后4毯、型6财…愈…甜。士兼CF窗G金桩的施打叨顺序的确自定，要结魄合桩位地怀质条件、揪桩径、桩嫁长、桩间触距及桩的诊布置形式驰，根据有程关规范并见借鉴其它呆大量工程骡实践经验劲等来综合凳考虑。阁（意3春）拔管速求率四理论和实件践证明，牢拔管速率漂太快将造开成桩径偏坛小或缩径攻断桩；拔迹管速度太言慢，成桩傻后桩顶浮毕将较多。孝因此根据联有关规范便和其它工办程实践经初验，拔管蛾速率控制稀为维1.塌2根～勤1.5m灾/mi棵n仓的。应该耳指出，这洗里说的拔贿管速率不罩是平均速房度。除启虚动后留哨振顶5移～即10看s杠之外，拔踩管过程中怕不再留振专，也不得棚反插。如机果振动沉泰管机拔管种速率较快撒，可以通撒过增加卷则扬系统中赏的滑轮数崖量来改变秤拔管速度之。也可通贱过电动挺机踩—革变速向系肢统来实现涛。椒（窜4衰）混合料康坍落度惊丽瞎工程实践耕表明，混序合料坍落犬度过大，颗桩顶浮浆孝过多，桩肆体强度也揪会降低。有坍落度控选制司在头3拥～昏5c岸m至，和易性策很好，当歪拔管速率汁为漫1.2帽m线～精1.5m且/min蚊伶时，一般馒桩顶浮浆宪可控制啄在妇1份5慈～木20c但m汉左右，成凑桩质量容桌易保证。捕（据5雕）保护桩拍长枯所谓保护额桩长是指往成桩时预浇先设定加喇长的一段闷桩长，基猎础施工时昆将其凿掉墓。保护桩询长是基于蕉以下几个弟因素而设镜置的：圈①黄成桩时桩歉顶不可能扒正好与设谈计标高完厨全一致，弊一般要高熄处桩顶设犁计标高一和段桩长。耳②咬桩顶一段棋由于混合汤料自重压素力较小或映由于浮浆使的影响，景靠桩顶一损段桩体强丧度较差。意③悼已打桩尚缺未结硬时敏，施打新乱桩可能导避致已打桩予受振动挤强压，混合特料上涌使捆桩汪径缩小。逢如果已打俯桩混合料纯表面低于活地表较多普，则桩径尿被挤小的坚可能性更访大，增加鲁混合料的丑表面高度穿即增加了控自重压力订，可使抵钞抗周围土炒挤压的能夺力提高，呜特别是基授础埋深很版大时，空汉孔太长，肺桩径很难捏保证。木综上所述浆，保护桩革长必须设诸置，保护洗桩长洋取丽30c统m特～戴50c稠m谢。齐（融6将）桩体强喇度控制烂桩机卷扬恩系统提升额沉管线速切度太快时改，为控制吗平均速度禾，一般采宇用提升一捧段距离，亭停下留振金一段时间垄，非留振郊时，速度蜓太快可能归导致缩径愁断桩。拔撕管太慢或述留振时间售过长，都泉会使得桩吼的端部桩草体水泥含井量较少，黑桩顶浮浆失过多，而取且混合料策也容易产诱生离析，浙造成桩身闯强度不均踢匀。因此揉，施工中嚷，严格按烈拔管速率章为胶1.2远m寨～址1.5m兼/mi熔n挤控制，并博且除启动吃后留网振字5愉～绵10洒s务之外，拔演管过程中须不再留振多，也不得困反插。确明保桩体混返合料强度李均匀。逮（退7育）严防桩吩料与土的琴混合羞如果在试牛桩时，发孤现采用活抖瓣桩靴（消成桩机自攀带）成桩岸，出现的兔问题是桩瓦靴开口打呆开的宽度躲不够，混魂合料下落令不充分，帮造成桩端守与土接触裂不密实或拐桩端一段吧桩径较小钢。而且，弊桩径变形衬。为此，滑在试桩之订后，就要区采用预制诸的钢筋混柿凝土桩尖砖。另外，追从理论上项讲，若采饲用反插的涝办法，由导于反插时旗桩管垂直除度很难保抱证，容易瓣使土与桩跨体材料混管合，导致奏桩身掺土那等缺陷。拣因此，整耳个施工过斩程中要严立格监控，胖不能有一聪例反插的缴现象发生挪。党（捞8顾）加强施匀工监测并信息施工啦能及时发剂现施工过跃程中的问急题，可以今使施工管品理人员有灶根据的进养行决策，藏对保证施帐工质量是记至关重要口的。央施工过程查中，特别像是施工初销期应做如另下的一些贿观测：巷①精施工场地捧标高观测奉。施工前消要测量场酸地的标高招，注意测知点应有足宅够的数量飞和代表性哨。打桩过挡程中随时锁测量地面战是否发生此隆起，因月为断桩常鸣常和地表泪隆起有关忍系。杠②或桩顶标高笔的观测。点施工过程泛中要注意艘已打桩桩排顶标高的疯变化，特阶别要注意泊观测桩距顽最小部位赶的桩。辽③允对桩顶上粉升量较大军的桩或怀佣疑发生质狭量事故的逐桩要开挖屠查看。卧4拘、区CF遣G窗桩施工质袋量检测结亭果灾（洁1逼）低应变本检测烂主要根据悉时域波形摄，比较入腐射波与反腔射波达到倘时刻及其祥振幅、相歪位、频率悟等特征，傅进行计算搅、判断。终抽检逼的住4蛮4枪根桩占施决工冲41钓4窜根远CF满G亭桩催的型10.6雹%泄，其中镰Ⅰ悬类桩（完担好桩）呢有腐2拆6漂根，占抽俘检桩总数廉的刺59.1导%爷；悲Ⅱ冈类律桩从(厨有轻微缺般陷，但不世影响原设朴计桩身结针构强度的蚕特腰性盯)透有之1所7析根，占抽旗检桩总数梦的铺38.6激%帖；赚Ⅲ楚类桩（有蚂明显缺陷初，但应采腊用其他方去法进一步边确认可用孟性的桩）其有很1放根，占抽堵检桩总数冶的扎2.3瓶%升；乖桶Ⅳ零类桩（有供严重缺陷离或断桩揉）妙0魄根，占抽慕检桩总数唯的尝0桌%躲。她（谊2筒）现团静载测试海测试结果谊见延表翠4警。荣叮耕嫌乒想绸静载荷试翅验结湖果线保联傲汪勉燃表浪4清试验点崭CFG泉桩规格霜最大加荷惭量惨最大沉降墓量陶(仓mm)姻残余沉降协量瞒(星mm)羡备注纳1溉#粥桩爱φ节50乞c屡m菜×仔1750洁cm念600k绒N液107.颜97激100.怨37甲单桩蹄2叛#伞桩醒φ重50cm致×悔1750仓cm捧500k年N景100.璃48再98.2茫5董单桩供3坑#名桩净φ菜50cm剧×乏2700宁cm痕750k遇N只107.细38晕105.字21腿单桩菌4染#与桩葵φ荷50cm圆×椒1750享cm步247k池Pa怠100.答97丸96.7演8端复合地基俩5借#抚桩泊φ侧50cm淘×扶2700葵cm沿370k竭Pa芒101.蚁14玩94.0庆8芹复合地基听九、安全画、环保及尼节能事项烂1纯、安全事站项针（雀1洲）安全员张和特种作臭业人员必废须经过专尿业培训并记取得证书问，方准上锋岗作业。奶（脂2她）必须加拜强全员的察安全意识束教育。动（写3嫌）施工中伏如发现不间安全因素腐时，应暂疗停施工，恰以便采取运适应性强言的工序安炼排。洁（锋4饥）加强对趴车辆及人啦员管理，半遵守交通虚管理规范茧，坚持文顷明施工。夕加强施工详用电的管街理，防止焰漏电伤人举。程（魔5鲁）、加强罩机械、设龙备保养维熟修，消除裳事故隐患铅，确保机允械性能完六善。博2细、环保及醒节能要求法（送1侮）认真贯毛彻执行《殊环境管理扭体渣系键眯规范及使骑用指南》追（宋GB/T饱2400横1-20源0盟0呜）；挨（莫2按）乞成立环境湿保护与节笼能领导小来组，配备切一定量的赛环保设施辰和技术人娱员，认真鄙学习环保劫与节能知千识，共同卷搞好环保色与节能工文作。使副（欺3庆）采用各斩种有效措博施，对容附易引起环智境污染和史浪费资源谜、能源的红各种渠道就严格控制好。声①干扎施工废水骑、生活污友水按有关喊要求进行隐处理，不套得直接排君入农田、舍河流和渠贝道。盟②鉴今对施工现位场进行洒体水湿润，茶减少扬尘银。钓③懂递对施工用顶水、电、展油等建立慌健全节约已使用规章旅制度和奖肺罚措施。脑④币磨由于振动装沉管施工色的机器噪傲声较大，昼一般在夜烟间和居民听居住区不坚安房排鹊CF躁G栽桩的施工恼。如果要漠安排施工梢，就必须跟安装消音否设备后才匆能施工。阶⑤国为加强机械鱼、设备保陆养维修，贵确保随时船可用，避化免资源浪昼费。鹿（舰4脏）继承和脆发扬优良沫传统，开低展多种便矮民、爱民负和倡导环拦保与节能妖活动，搞吊好与驻地阀政府、群膏众之间的练关系并充殖分发挥各嫩种资源、镜能源的潜唱能。妇十、效益瓜分析举CF粱G员桩具有一峡定的粘结成强度，是饺居于刚性蚀和柔性之辟间的一种所桩。桩材猴以碎石为北主，加入次石屑可使滋碎石的不贿均匀系数冶增大，级灶配良好，粘填加粉煤啊灰和少量川水泥后，躺这种材料锈类似低标判号混凝土住，增加了计桩体的后美期强度，鼓其强度界铲于素混凝娃土和碎石详桩之间，衫另外，桩前网复合结辱构可合理着地分担桩勒土应力比抱，提高整皱个地基的嫌承载能力昨，完全能哀够满足设自计要求，英而且可以忙消除地基秃土液化的厘可能性。恳目前职，牌CF聚G淡桩加固软乞土地基跟技术已在笔全国草2林0皱多概个省、市洋广泛推广伟应用，据黎不完全统浴计，该技继术已疏在令100座0沈多个工程梁中应用。雷与桩基相浩比，由姿于历CF穷G倚桩桩体材均料可以掺树入工业废译料粉煤灰城、不配筋吸以及充分跌发挥桩间扰土的承载罚能力。工胖程造价一狗般为桩基闸的饼1/3忆～筝1/构2钻，经济效