津秦客专培训资料4、CFG桩

CFG桩施任务业指点书2021年3月CFG桩简介CFG(CementFly—ashGrave)桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是近年来开展起来的一种新型桩。长螺旋钻孔管内泵压CFG桩成桩混合资料施工方法，具有施工噪音低，成桩速度快，工程造价较低等特点。1、CFG桩复合地基的开展近年来，随着地基处置技术的普及、提高和开展。各类复合地基在土木工程中得到了愈来愈多的运用，复合地基种类越来越多，施工工艺越来越完善，新技术、方法不断涌现。1990年中国建筑学会地基根底专业委员会在黄熙龄院士的主持下在承德召开了我国第一次以复合地基为专题的学术讨论会，会上交流、总结了复合地基在我国的运用情况，有力地促进了复合地基实际和实际的进一步开展。CFG桩简介2、CFG桩复合地基的开展1996年中国土木工程学会土力学及根底工程学会在浙江大学召开了复合地基与实际学术讨论会，促进了复合地基实际和实际程度的进一步提高。目前我国工程实际中运用的复合地基方式主要有：碎石桩复合地基、砂桩复合地基、石灰桩复合地基、水泥土桩复合地基、低强度桩复合地基、土桩灰土桩复合地基、钢筋混凝土复合地基、加筋土地基等。目前复合地基技术及其综合运用在房屋建筑、铁路、公路、机场、堤坝等土木工程建立中得到了广泛运用。CFG桩复合地基实验研讨是建立部七五方案课题，于1988年立题进展实验研讨，其成果于1992年由建立部组织鉴定，1994年被建立部、国家科委列为国家级全国重点推行工程。1997年被列为国家级工法，现已列入国家行业规范<建筑地基处置技术规范>(JGJ79-2002)。为进一步推行这顶新技术，国家投资对施工设备和施工工艺进展了专门研讨，并列入“九五〞国家重点攻关工程，1999年12月经过了国家验收。CFG桩简介3、CFG桩的在铁路上的运用情况项目桩径(mm)桩长(m)桩间距(m)褥垫层厚度浙赣铁路电化提速改造工程软基处理500打穿软土层，进入砾岩1.5m(正三角形布置)二层50kN/m土工格栅及0.6m厚的砂砾石垫层重庆遂渝线无碴试验段500打穿软土层，进入持力层不小于1.5m(正三角形布置)二层80kN/m土工格栅及0.5m厚的砂砾石垫层京津客专铁路软基加固400置于中低压缩土层内不小于1.0.m顺线路方向1.5；横断面方向间距渐变1.2～2.4桩顶设置C30钢筋混凝土板，厚0.5m时速客货共线铁路4005～181.5m（梅花状布置）/温福铁路5008～251.6（正方形布置）碎石洛湛铁路软基加固5004.5～14.5(正三角形布置)厚中粗砂，两层土工格栅CFG桩简介4、京沪高速铁路DK190+124～DK190+356.2实验段方案序号起讫里程长度桩长桩间距桩径基础结构形式附注1DK190+124～DK190+14016311.60.5m正方形布置，桩顶设0.15m厚碎石垫层，其上设0.5m厚钢筋混凝土板。北京过渡段2DK190+140～DK190+19151241.70.5m正方形布置，桩顶设直径1.0m桩帽，其上设0.6m厚碎石垫层，垫层内夹铺两层土工格栅A区3DK190+191～DK190+239.648.6241.80.5m正方形布置，桩顶设0.15m厚碎石垫层，其上设0.5m厚钢筋混凝土板B区4DK190+239.6～DK190+289.9550.35311.80.5m正方形布置，桩顶设0.15m厚碎石垫层，其上设0.5m厚钢筋混凝土板。C区5DK190+289.95～DK190+339.6549.7241.80.4m正方形布置，桩顶设0.15m厚碎石垫层，其上设0.5m厚钢筋混凝土板。D区6DK190+339.65～DK190+354.014.35241.60.5m正方形布置，桩顶设0.15m厚碎石垫层，其上设0.5m厚钢筋混凝土板。上海过渡段CFG桩施工工艺1、设备的选型目前CFG桩施工方法主要为振动沉管法施工和长螺旋钻管内泵压混合料灌注法施工两种振动沉管施工的管桩由于对周围土层有挤密效果，其复合地基承载力要比长螺旋钻成型的桩要大。但是由于施工过程中强大的振动力，对周围桩的振动破坏和挤压破坏是不可防止的，再者，土层强度较高时，就很难进展施工。京沪高速铁路凤阳实验段曾经做了振冲沉管成型的实验，由于地层强度高，而重新选择了长螺旋钻管内泵压施工。CFG桩的施工工艺长螺旋钻管内泵压砼施工方法的施工机械也有两种类型的机械：步履式和履带式，如以下图：履带式长螺旋钻机步履式长螺旋钻机CFG桩施工工艺下面就李窑实验段CFG桩的施工做一下施工工艺简介：1、工程概略京沪高速铁路路基工程李窑实验段，位于河北省沧州市青县清州镇境内，实验段施工里程为DK190+124~DK190+354，全长0.23公里。实验工程按照布桩方式分为4个实验区和2个过渡段，总共2590根桩67639延米，分别实验帽网构造、筏板构造、24m桩长、31m桩长、0.4m径、0.5m径、桩间距1.6m、1.7m、1.8m多种构造方式下的CFG桩复合地基承载效果和桩应力及沉降观测工程。本段路基填高7.2m，路基基底均采用CFG桩加固，桩身强度C20，路基基床表层0.4m厚级配碎石，基床底层2.3m厚AB组土，基床以下填AB组土；AB组料总计35918方，预压土方12512方。CFG桩的施工工艺2、施工机械的配备：序号机械设备规格类型单位数量人员配备1长螺旋钻机ZL90台215*2=302装载机ZL50台22*2=43自卸汽车铁马台444挖掘机EX200台22*2=45混凝土罐车五十铃台88*2=166混凝土拌合机JS60台110*2=207混凝土输送泵方圆HBTB-60台228发电机瑞典300KW台22CFG桩施工工艺3、选用资料和配合比根据京津城际铁路实验配合比，并结合当地料源供应情况，在筹备组提供的合格厂家名录中，我部选定资料厂家如下：水泥：选用德州大坝牌水泥，普通硅酸盐水泥PO32.5级；粉煤灰：选用山东德州华能电力实业公司粉煤灰；粗骨料：选用保定满城李家佐金丰采石厂的石料；细骨料：选用石家庄市正定县浙江公铁爆破工程河砂；实际配合比为：水泥：砂：5-10碎石：10-25碎石：粉煤灰：水=300：711：464：695：100：230坍落度控制：160~200mm拌和方式采用拌和站集中拌和供料，拌合站间隔施工现场5km。CFG桩的施工工艺流程地表处置桩位检测放样桩基就位钻杆垂直度检查与调整钻孔至设计标高停钻混合料试件制造钻杆内填满混合料混合料拌和运输与泵送边提钻杆边泵压灌注混合料清土移机到下一桩位桩间土开挖桩头处置桩体完好性检查桩体承载力抽检CFG桩验收4、工艺流程〔如右图〕：4-1平整场地根据所测得的原地面标高和设计桩顶标高对照结果，平整钻孔场地，使其标高比桩顶高50cm左右。对施工场地内地上和地下管线进展核对、拆迁和防护。去除地表植被，挖除0.3m左右地表种植土，预留排水坡度，做好排水沟等措施。场地平整终了后，必需用30t以上的压路机碾压，以满足长螺旋钻机自重和抗钻机倾倒的要求。CFG桩的施工工艺流程4-2施工放样在桩位用直径8mm的钢钎竖直打入20cm深孔，在孔内灌注石灰水或石灰粉，并在孔内插入标志物，用一次性木、竹筷，方便钻孔过程中钻孔废泥把桩位埋没后查找。CFG桩施工现场4-3钻机就位准确，钻机就位后使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度允许偏向不大于1%。在钻机上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，每根桩施工前由丈量员进展桩位对中和垂直度检查，满足要求后方可开钻。CFG桩的施工工艺流程4-4钻进按设计桩径、间距、桩深成孔。钻孔开场时，封锁钻头阀门，向下挪动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。先慢后快，同时检查钻杆的偏位并及时纠正。在成孔过程中，发现钻杆摇摆或难钻进时放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移及钻杆、钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标志，成孔到达设计标高时，停顿钻进。钻孔弃土应及时转运到指定场地。调整钻机，包括①钻头、钻杆直径，②跳钻间距，③假设可调速电机，要调理转速。地面标高、桩顶标高推算出钻孔深度，在钻杆上做出标志。钻进过程中要随时检查钻杆的垂直度，能否晃动，桩位能否偏移，如有上述情况，必需马上调整，放慢钻进速度，否那么会使钻杆、钻头等损坏，钻出的孔位也偏斜。CFG桩的施工工艺流程4-5灌注混凝土钻到设计位置时，停钻预备灌注。混凝土的坍落度应控制在16～20cm,搅拌时间要在60～120s。泵送混凝土，严禁先拔管后泵送混凝土〔特别是端承桩〕，拔管时钻杆必需停顿转动，严禁边拔管边转动，拔管速度宜为2~2.5米/分钟，拔管应延续，混凝土泵送也必需延续。假设混凝土供应不及时，呵斥钻机等料的情况，时间较长能够呵斥断桩或抱钻景象，尤其是在饱和砂土、粉土层。混凝土应灌注至设计CFG桩顶标高以上50cm，停顿泵送混凝土。灌注混凝土方量不得少于设计桩加桩头的体积。CFG桩的施工工艺流程4-6钻机移位灌注完成后钻机移至下一桩位钻孔，履带式长螺旋钻机普通后退挪动。根据钻机的详细情况，普通钻4、5个孔挪动一次钻机。4-7去除钻泥钻泥在钻孔过程中必需随时去除，钻机移位后把剩余的钻泥立刻去除。该当留意：①除50小型发掘机外，任何机械设备不得进入CFG桩钻孔灌注场地②挖土时不得扰动设计桩顶标高以下的桩间原土③不得挖动曾经灌注的CFG桩，使桩头破坏。4-8CFG桩都埋在地面以下，无需专门养护，桩灌注完成后强度到达80%方可进展下一步工序，养护期间必需维护钻孔灌注现场，任何机械不得进入钻孔灌注区。CFG桩的施工工艺流程4-9截桩头和开挖桩间土桩间土开挖时，发掘机易碰撞桩头呵斥浅层断桩，施工中采取桩头两次截桩方案，防止人为呵斥桩头破坏，一是在CFG桩灌注完成后砼凝固之前，湿截桩—采用小发掘机将桩头砼和钻泥一同清理出去，留30~50cm不截，强度到达80%后，运用小发掘机〔斗宽0.6m〕开挖桩间土，运用改装后的切割机进展切割，减少对桩体的破坏，切割完成后，断面平整。CFG桩的施工工艺流程4-10桩的检测4.10.1桩身完好性检测CFG桩桩身完好性采用低应变动力实验检测，实验桩检测率10％。根据检测结果断定桩身完好性。4.10.2CFG桩混合料强度每台班制造混合料规范立方体试件3组，进展28d规范养护后，进展试件抗压强度检测。根据检测结果断定其质量情况。4.10.3CFG桩复合地基静力载荷实验分别进展单桩、单桩复合地基静力载荷实验，计算沉降与承载力。检验数量：桩数的0.2%，且不少于3根。桩身低应变检测堆载法地基承载力检测CFG桩的施工工艺流程4-11质量要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桩质量控制措施1、CFG桩设计比较深，地层中砂层较厚，桩机的负荷都到达了极限负荷形状，施工机械经常出现缺点，施工过程中机械缺点极易呵斥断桩和卡钻景象，高速铁路设计考验的不止是施工单位施工程度，同时也考验施工机械制造行业的制造程度，处理方法一是加强机械的日常保养和配备常用易损件；二是联络桩机消费厂家跟班作业，及时维修；三是加强操作手业务学习，防止违章操作。2、在CFG桩开场施工时，担忧逐桩施工会呵斥串孔，采用隔桩跳打的施工方式，但是隔桩跳打时，第二遍桩机就位又容易对已施工的桩的挤压破坏，为此我们变为逐桩施工，从施工完成的情况看，对刚刚施工的桩影响不是很大，没有串孔和挤压断桩景象，根据地质不同选用跳打和逐桩打。CFG桩质量控制措施3、CFG桩在灌注砼时，上部1-3米由于砼的压力变小，砼中有细微气泡排不出来，而CFG桩的主要受力部分都在上部，因此上部桩体的不密实，极易呵斥桩在工程运用过程中的破坏，处理方法，一是在施工完成后，砼凝固之前运用振捣棒振捣上部砼，加强砼的密实性；二是加强砼的坍落度控制，坍落度过小易呵斥蜂窝景象。4、拔管速率的控制拔管速率太快将呵斥成桩桩径偏小或缩径断桩，而拔管速率过慢又会呵斥水泥浆分布不均，桩顶浮浆过多，桩身强度缺乏和构成混合料离析景象，导致桩身强度缺乏。故施工时，应严厉控制拔管速率，拔管速度普通控制在2～2.5m/min比较适宜，此处的拔管速度为线速度，不是平均速度，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率适当放慢。拔管过程不允许反插。CFG桩质量控制措施4、断桩的缘由分析和处置断桩，是指CFG桩成桩后，桩身混凝土面不延续，中间有垂直于桩中心轴线的开裂或间隔。断桩是CFG桩最大的质量事故。断桩的缘由有很多，主要有：1〕施工维护不够，有大型工程机械在强度未到达的CFG桩区域运转，使桩被压断或把桩头压碎；2〕长螺旋钻机的排气阀被堵；3〕灌注混凝土时，混凝土灌注供应不及时；4〕地质缘由，地下水丰富，易产生断桩；5〕拔管和泵送混凝土配合不调和；6〕截除桩头时人为的遭到破坏。切割后的桩头浅层断桩及处置方法CFG桩质量控制措施防止断桩的方法1〕对于施工维护缺乏呵斥断桩，最有效的方法是加强曾经灌注CFG桩区域的维护，用钢管或其它较结实的资料将场区围护起来，严禁一切大型机械进入。2〕对于排气阀设置不当呵斥断桩的处理方法，普通在钻机在出厂时排气阀位置曾经设置的很好，不需求作改良，只需极少数的钻机才出现这种问题，要经常检查排气阀，并将包裹排气阀的混凝土凿除。3〕混凝土供应不及时呵斥断桩，加强混凝土调度，及时供应CFG桩混凝土，保证混凝土延续供应，就可以防止因混凝土供应不及时呵斥断桩。4〕对于地质缘由呵斥的断桩，施工中是很难控制的，对流塑状和地下水丰富的地质情况应对CFG桩处置进展顺应性论证。5〕对拔管和泵送混凝土配合不调和呵斥的断桩，应寻求操作人员之间的默契配合。6〕对截除桩头时人为遭到破坏的情况，必需用锯石机切割，可有效地防止断桩。问题与讨论1、长螺旋钻机的排气阀的问题长螺旋钻机的排气阀，是在动力头下面的排气孔，普通出厂时都曾经设计好，其作用是排除砼在泵管和钻杆中的气体，防止空气在砼灌注过程中被挤入桩体构成断桩。砼经过泵管到达动力头处的弯头后，在钻杆中是自在落体的，因此泵机的泵压只需可以到达把砼送到弯头后就可以了，再提高泵压，并不能对成桩质量产生影响，也不影响扩径系数。主塔杆导向滑杆钻杆〔内径18cm〕动力头弯头软泵管排气阀问题与讨论2、提钻与泵送规范要求不允许先提钻再泵料，要求是先泵料再提钻，尤其是在有桩尖承载力要求的情况下，但是在实践施工中，总是有先提钻的情况。先泵料，目的是为了保证桩尖砼的质量，防止提钻时负压呵斥桩间土中的水渗入桩体。相当于减少了实践桩长。在实践施工时，总是先提20-30cm，由于30m深的地层下土压力很大，钻头阀门不易翻开，施工队先提钻再泵料的目的是为了下开式钻头阀门有一个翻开的空间，利用砼30m高的落差，冲砸开钻头阀门。因此，在实践施工时，我们可以做实验，看看先泵料能否对钻头阀门的翻开呵斥影响，如不影响阀门的翻开，尽量按规范要求做。问题与讨论3、及时清运钻泥与成桩质量的关系CFG桩长螺旋钻孔属于排土成桩工艺。在施工过程中，随着长螺旋钻杆的钻进，排出的土体在孔口堆积，单桩排出的土量随着桩长的添加而添加。灌注成桩后这部分堆积弃土中还埋藏有一定的混合料与上部浮浆。钻孔过程中及时清运钻孔弃土是保证CFG桩正常施工的一个重要环节。在孔口超灌混合料及浮浆尚处于初凝前湿浆形状对其进展挖除，可称为“湿挖〞。湿挖的浆体随弃土一同清运。这部分被围裹在孔口松散的钻孔排土中的混合料料假设不湿挖去除，凝结后将会在桩顶构成性状不规那么的扩展头。施工中及时清运钻孔弃土还会对施工带来如下益处：①坚持施工场地的平整，便于钻机的移机和定位。②防止因构成桩顶蘑菇头，从而降低维护土层清运任务的难度和凿桩头的任务量。③防止和减轻钻孔排出的泥浆渗水使场地及其周围桩间土层含水量的增高。防止给钻机的稳定和周边场地的施工带来不利影响。问题与讨论钻孔时排出的弃土成桩后孔口堆积的弃土、混合料及浮浆问题与讨论孔口混合料的湿挖与弃土清运维护土层清运后出露的桩头问题与讨论清理和未清理弃土施工后构成的不同桩头未清理弃土施工后构成的蘑菇头问题与讨论4、桩头的砼质量调查4-1、未湿挖〔有蘑菇头〕的桩头剖面为了检查桩头混合料凝固后的情况，选取现场截下的一个未湿挖构成的带蘑菇头桩头沿中心竖向剖开未经湿挖的桩头地面以上部分桩径有所扩展，侧面边缘参差不齐，外表包裹泥皮；地面以下部分桩径均匀，侧外表较为平整、干净。从剖面看，地面以上部分〔图中红线左侧〕混凝土外表有较多直径小于5mm的气孔，有少量直径大于10mm的孔洞存在，骨料分布不够均匀，但胶结较好；地面以下部分〔红线右侧〕切面光滑、胶结好、骨料分布根本均匀，切面仅见少量气孔。地面以下部分桩身质量较好，从外观上与桩身混合料无明显差别。问题与讨论4-2、经过湿挖的桩头剖面从现场开挖出的桩头情况可见，桩头上端10cm范围内残缺破碎，并有较多夹土。在20－30cm范围内，桩身趋于完好，桩身质量稳定由于桩头与土直接接触并受上部施工影响，桩头从上往下10cm内桩头缺损、破碎，约20cm范围内桩心有夹泥。20-30cm范围内混合料质量趋于稳定，骨料分布均匀，胶结较好；30cm以下切面光滑、胶结好、骨料分布根本均匀，切面仅见少量气孔。问题与讨论4-3、桩头取芯实验为了准确了解桩头不同位置混合料强度能否受位置影响，11月13日－14日对部分截下的50cm桩头进展了钻芯取样。取样位置分别为设计桩顶以上0－10cm，10－20cm，20－30cm三个位置。切取芯样高10cm，直径7cm，共30组。其中，三个位置均切取芯样胜利17组。在进展抗压实验中，为保证实验的准确，尚需对芯样上下外表研磨平整。研磨后3个位置均制样胜利13组，3个位置中2个位置制样胜利5组，3个位置中1个位置制样胜利3组。问题与讨论4-3、桩头取芯实验根据实验数据，50cm桩头中切面以上0－10cm芯样抗压强度平均值20.9MPa，切面以上10－20cm芯样抗压强度平均值20.5MPa，切面以上20－30cm芯样抗压强度平均值17.5MPa。可见，50cm桩头中切面以上0－10cm与切面以上10－20cm芯样抗压强度平均值相近，且均超越20MPa。20－30cm芯样抗压强度平均值低约15%。综合桩头剖面分析，截桩头20－30cm可以保证桩顶强度和质量。对桩头处置的结论与建议1、应尽早清运弃土；弃土量大且强度低、含水量大时可沿线路两侧开挖一定深度的排水沟，或其他排水措施，以疏干弃土中的大量流水。2、施工中混合料灌注时普通在钻头拔出弃土堆时停灌。这一部分混合料超灌，曾经能使施工地面以下桩体与浮浆完全隔离，防止因浮浆影响桩顶桩体强度。但这部分超灌混合料将在弃土清运中湿挖清出。湿挖后的去桩头仅需去除20－30cm即可保证桩顶混合料强度。3、在去桩头长度小于30cm时，湿挖中应严禁超挖。实验课题的研讨1、自动记录仪的研制为长螺旋钻孔管内泵压CFG桩成桩混合资料施工中进展质量控制，需求对施工过程中的各种施工参数的记录。搅拌机、砼保送泵和长螺旋钻机组成了CFG桩成桩的机械体系，三者协调一致，才干保证成桩的延续性。搅拌机拌和的砼量要能满足砼保送泵的泵送才干，砼保送泵泵送到钻杆芯管中的砼要与提钻速度动态平衡。主要记录参数为：钻进电流、钻进深度、钻进速度、提钻速度、泵送次数、时钟。直接显示并记录这些数据，可以有效的对成桩质量进展控制，并可减少现场监守人员，节省施工费用，提高工程质量。实验课题的研讨2、桩体资料研讨

全国现有2000多座金属矿山尾矿库，存尾矿约60亿吨，每年新增排放固体废弃物约3亿吨，而平均利用率只需8.3％。目前，北京地域附近有尾矿到达4亿多吨，河北唐山、承德等地域尾砂的存量更大。

实验课题的研讨2、桩体资料研讨

量：大宗性质：富含氧化硅河砂尾砂双重近似性尾砂