CFG桩的施工工艺及施工质量监控要点

2019-03-04  来自: 陕西岩泰基础工程有限公司 浏览次数:848

一、基本概念

CFG桩是英文Cement Fly-ash Gravel的缩写,意为水泥粉煤灰碎石桩,由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和,用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比,其强度等级在C5-C25之间变化,是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起,通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作,故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。

CFG桩一般不用计算配筋,并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料,进一步降低了工程造价。

CFG桩的适用范围很广。在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG桩对独立基础、条形基础、筏基都适用。

二、CFG桩的施工

CFG桩的施工通常有下列施工工艺 :

长螺旋钻孔灌注成桩, 适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的土。

长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩, 适用于粘性土、粉土、砂土, 以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地。

振动沉管灌注成桩, 适用于粉土、粘性土及素填土地基。

三、CFG桩的机械设备

CFG桩的施工工艺不同,施工机械设备通常有下列几种:

长螺旋钻机+灌注灰斗; 

长螺旋管内泵料CFG钻机

振拔机,也称震动沉管桩机

混凝土输送泵、搅拌机、装载机等  

1、振拔机成桩

优点:振拔机做cfg桩为挤土桩,成桩过程中不反土,场地基本平整;配套设备单一(配备普通350搅拌机即可);施工工艺简单、成熟;工程造价相对较低,适合多层建筑。

不足:沉管深度受地质因素影响的局限,有时达不到设计要求的深度和直径;噪音污染严重,在城市内的生活工作区域附近往往受到抵制或限制;单桩承载力相对较低;成桩过程存在较多不确定因素,对桩身质量造成影响;施工速度慢。

2、长螺旋管内泵料CFG钻机成桩 

优点:施工工艺先进;施工速度很快;成桩过程中机械无噪音污染;成桩质量可靠;受地质影响程度相对较轻;施工速度较快;可满足单桩承载力较高的高层建筑的设计要求。

不足:出土桩增加土方运输的工作量和工程成本;配套设备较多(需配备500强制搅拌机和砼输送泵);工程成本相对较高。

四、CFG桩的施工工艺

1、桩机进入现场,根据设计桩长,沉管入土深度确定机架高度和沉管长度。

2、桩机就位,调整沉管与地面垂直,确保垂直度偏差不大于1%。

3、启动马达沉管到予定标高,停机。

4、沉管过程中做好记录,每沉1米记录电流表电流一次。

5、停机后立即向管内投料,直到混合料与进料口齐平,混合料设计配批经搅拌机加水拌和,拌和时间不得少于1分钟,如粉煤灰用量较多,拌和时间还要适当放长,坍落度要求3-5厘米,成桩后浮浆厚度以不超过20厘米为宜。

6、启动马达,留振5-10秒,开始拨管,拨管速度为1.2-1.5米/分钟(拔管速度为线速)如遇淤泥或淤泥质土,拔管速率还可放慢。拨管过程中不允许反插,如上料不足,须在拨管过程中空中投料,以保证成桩后桩顶标高达到设计要求,成桩后桩顶标高应考虑计入保护桩头。

7、沉营拨出地面,确认成桩符合设计要求后,用粒状材料湿粘土封顶,然后移机进行下一根桩的施工。

8、施工过程中,抽样做试块,试压28天抗压强度。

9、待桩体达到强度(一般15-20天),进行开槽及桩头处理。

10、桩头处理完毕后进行褥垫层铺设,褥垫层所用材料为级配砂石,粒径不超过3厘米。褥垫层一般厚度10-30厘米,虚铺后采用静力压实,褥垫层高度比基础宽度要大,其宽出部分不直小于褥垫层的厚度。

五、施工速度与桩基检测

施工速度:一般在粉质粘土情况下,以桩径400mm,桩长12m为例:昼夜正常施工,振拔机可成桩数量为30-50根;长螺旋cfg钻机在相同时间可成桩80-100根,工期可以此推算。 

桩基测试:在粉质粘土中成桩,一般在15天后即可进行测试。须进行复合地基载荷板、单桩静载、低应变检测。

六、材料要求和注意事项

1、混凝土、混凝土外加剂和掺和料: 缓凝剂、粉煤灰, 均应符合相应标准要求, 其掺量应根据施工要求通过试验室确定。

2、严格按照配合比配制混合料。

3、长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度宜为160~200mm, 振动沉管灌注桩成桩施工的坍落度宜为30~50mm, 振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm 。

4、长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后,应准确掌握提拔钻杆时间,混合料泵送量应与拔管速度相配合,遇到饱和砂土或饱和粉土层,不得停泵待料;沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制,拔管速度应控制在1.2~1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥质土,拔管速度应适当放慢。

5、冬期施工时混合料料口温度不得低于5℃,对桩头和桩间土应采取保温措施。

6、施工垂直度偏差不应大于1%;对满堂布桩基础,桩位偏差不应大于0.4倍桩径;对条形基础,桩位偏差不应大于0.25倍桩径,对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。 

七、主要技术指标

地基承载力:设计要求 

径:宜取350-600mm;

长;设计要求,桩端持力层应选择承载力相对较高的土层;

强度:混凝土强度满足设计要求,通常≥C15;

距: 宜取3-5倍桩径;

桩垂直度:≤1%;

层:宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等,不宜选用卵石,粒径不宜大于30mm。厚度150-300mm,夯填度≤0.9。

实际工程中;以上参数根据地质条件、基础类型、结构类型、地基承载力和变形要求等条件或现场试验确定 

八、施工质量要求

桩长允许差≤ 10cm

桩径允许差≤ 2cm

垂直度允许差≤ l %

桩位允许偏差:

a)筏板基础满堂红布桩的基础≤ 1/2 D 

b)条基或独立基础:垂直轴线方向≤ 1/4 D,顺轴线方向≤ 1/3 D,单排布桩不得大于1/4 D 且不得大于6厘米

九、施工中常见问题和控制措施

1、施工中常见的技术问题

泵送管堵管、爆管;桩底窜孔;桩头空心;桩端虚空、不饱满;桩身缩颈;脆性断桩;深部断桩和续桩;基坑沉降;桩长的控制(深度和反力双控);桩位的偏差。

2、技术措施

现场试打工艺试桩(一般不少于2根。确定配比、坍落度、充盈系数等);将桩位按图编号,确定合适的施打顺序(群桩效应)(由内而外、隔桩跳打等);先开挖后打桩,减少上部空桩长度;经常检查排气阀是否正常启闭;避免超速提拔或反插,或灌注过程中短料、接桩;施工中及施工后,场地中严禁重型机械进场作业;严格控制桩间土的开挖施工,宜人工开挖,避免桩体断损和桩间土的扰动。


关键词: CFG桩   工艺   岩泰     

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