CFG桩地基处理技术（共11篇）
CFG桩地基处理技术 篇1
1 工程概况
1.1 地形、地貌
东南沿海某铁路路基沿线穿越众多河流水系, 工程区内有较多的软土地基, 设计文件中明确的软基里程桩号为:K89+730～K90+250。位于两丘陵间冲积洼地, 洼地较平坦, 标高多在126～132 m, 西高东低, 地表种植水稻, 西侧、东南侧沿山脚房舍较多, 水塘、鱼塘零星可见。两侧丘陵地势较陡, 山顶高程196.4 m, 南侧山坡陡, 北侧较缓。地区属剥蚀丘陵间冲积洼地地貌。
1.2 地质条件
根据钻探场区内地层可分为第四系耕植土、冲积层、残积层和下伏燕山期花岗岩, 自然土层条件见表1。场区地下水主要为第四系土层孔隙潜水和基岩裂隙水, 软土层中含丰富的毛细管水, 土层中含水量一般, 其余土层含水量微弱, 估计基岩裂隙中赋存一定量地下水。地下水主要接受大气降水补给, 随季节性变化明显。
2 软基处理方案
通过工程地质条件情况可以看出该铁路路基沿线穿越众多河流水系, 工程区内有较多的软土地基, 由于其压缩性高、含水量大、强度低、透水性差等特点, 不能直接在其上填筑路基, 必须进行加固处理, 增加承载力和路基稳定性, 设计文件明确要求采用砂垫层+CFG桩结合砂桩+土工格栅的处治措施。
CFG桩结合砂桩加固处理软土地基是近年来在广东及沿海地带处理软土地基的一项新技术, CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称 (即cement flying-ash gravel pile) 。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高黏结强度桩, 和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。作为一种地基改良措施, 由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋, 可以充分发挥桩间土的承载能力。
砂桩是用沉拔桩的振动、挤压桩间土扰动、挤密, 由桩体形成排气、疏水通道, 加速地基预沉降和固结, 达到提高地基承载力, 消除地震液化的目的。
CFG桩结合砂桩技术特点。CFG桩结合砂桩复合地基通过褥垫层与基础连接, 无论桩端落在一般土层还是坚硬土层, 均可保证桩间土始终参与工作, 充分利用桩间土的承载力。由于桩体的强度和模量比桩间土大, 在荷载作用下, 桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样, 由于桩的作用使复合地基承载力提高、变形减小, 再加上CFG桩不配筋, 桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料, 大大降低工程造价。由于砂桩与砂垫层相连通, 构成排水系统, 在路堤荷载的作用下加速排水固结, 从而提高强度, 保证路堤的稳定性。
3 CFG桩结合砂桩加固机理
3.1 置换作用
就桩体和桩间土的材料性质而言, 原天然土层的μ约在0.17～0.49, Es约在3.1～7.6 MPa。CFG桩体材料μ=0.1, Es=143×104 MPa。CFG桩的桩体模量远大于桩间土的模量, 因此, CFG桩所承担的荷载远大于桩间土。可见土层被CFG桩置换是复合地基承载力得到提高的主要原因。
3.2 排水和加筋作用
CFG桩在加固区域内能否形成自然土层的排水通道, 及其在土层中的垂直加筋作用大小, 主要取决于桩体的材料性质。
在施工过程中, 每天随机取桩体材料混合料试件, 测量90 d抗压强度所得平均值为14.2 MPa, 满足设计要求。而自然土层的承载力标准值 (fk) 约为70～130 MPa, 可见, 桩体强度与桩间土强度相差较大, 在自然土层中的桩体实际上构成了土层的竖向加筋, 从而大大提高了复合地基承载力。
3.3 桩间土的性质
由基体 (天然地基土体) 和两种增强体3部分组成的人工地基, 既能发挥CFG桩高承载力和良好排水作用的特点, 又因CFG桩的插入而使砂桩的侧限约束作用得到增强, 加速了软土的排水固结。同时, 由于设置了砂桩, 地基土的排水能力得到有效地改善, 提高了土体的抗剪强度, 也可使CFG桩避免发生刺入破坏。
4 施工要点
4.1 施工准备
熟悉设计文件、图纸及地质资料, 铺设好施工机械及材料进场的施工便道后, 机械设备进场, 现场搭设好临时工棚及其它必须的生活设施, 组织好原材料的供应, 做好机械设备的维修工作, 对现场施工条件进行全面了解, 掌握施工现场特点, 根据设计坐标放设线路中线, 开挖边沟, 疏通水系, 做好路基防排水工作, 保证沟内无积水, 无倒流反坡。原地面的表土、草皮、垃圾、用地范围内及借土场范围内所有的其它有机杂质, 按设计和规范要求的深度 (30 cm) 和范围清除, 直到达到标准要求为止;按设计要求铺设砂垫层。施工前先对处理范围及地基强度进行复核, 作好“电通、料通及平整场地”等准备工作, 确保施工顺利进行。平整场地后, 测量地面高程, 并根据处理面积及布桩方式、间距, 在现场用小木桩标出桩位, 并做好试桩试验, 掌握施工工艺, 确定最佳孔心距、振动电流及填料数量等。开工前进行成桩试验, 记录桩的贯入时间及深度、冲水量和水压、振动电流等各项指标, 并以所取得数据作为CFG (砂) 桩施工中的质量控制依据。试成孔不少于两个, 以复核地质资料以及设备、工艺是否适宜, 核定选用的技术参数;根据设计大样图放好桩位, CFG桩及砂桩直径均为40 cm, 其平面、断面布置见图1。确定施工顺序, 复核测量基线、水准点及桩位、CFG桩的轴线定位点, 检查施工场地所设的水准点是否会受施工影响。
4.2施工顺序
在饱和软土中成桩, 桩机的振动力较小, 但当采用连打作业时, 由于饱和软土的特性, 新打桩将挤压已打桩, 形成椭圆或不规则形态, 产生严重的缩颈或断桩。此时, 应采用隔桩跳打施工。而在饱和的松散粉土中施工, 由于松散粉土振密效果好, 先打桩施工完后, 土体密度会有显著增加。打的桩越多, 土的密度越大。在补打新桩时, 一是加大了沉管难度, 二是非常容易造成已打桩断桩, 此时, 隔桩跳打亦不宜采用。根据现场实际, 分成4个施工区域。采用先施工砂桩后施工CFG桩的施工顺序。各个区域从一边到另一边, 由中间打向外围的工序。
4.3砂桩施工方法
4.3.1 施工工序
砂桩施工工序如图2所示。
4.3.2 成桩施工步骤
将桩靴闭合, 使桩管中心与桩心位置对齐, 桩机就位必须平稳, 检查桩管垂直度使其偏差控制在不大于1.2%的允许范围内。待桩管垂直就位以后, 利用振动锤将桩管沉入土层中再到设计深度。沉管过程中注意调整桩机的稳定, 如发现桩管倾斜应立即将其纠正后方可继续沉管。事先用小推车将料斗灌满砂, 然后用料斗将砂灌入桩管, 边振动边拔管, 每拔起1 m高, 停拔继振20 s, 再向下压30 cm, 将桩孔内砂压实。如此反复振动拔压直至将桩管拔出地面。第一次及以后每次向管内填料高度由试验确定。每次提管砂料排出后, 用测锤测定桩管内砂面的高度, 以测定砂料排出率来保证桩身密实度。
选用的砂必须经检验方可使用, 砂采用含泥量不大于3%的中粗砂, 细度模数大于2.7, 有机质含量不大于1%, 渗透系数不小于5×102cm/s。砂料应保持干燥, 灌砂率不小于95%。砂桩灌入桩孔中的砂子不得含有5 cm及以上的碎石;震动沉桩机的震动力约为3～7 t;带有活动桩尖的钢管打到设计深度后, 将砂惯入钢管内, 利用桩架上的卷扬机及震动锤上下锤震, 将钢管徐徐拔出, 拔管速度1～1.5 m/min;打一根灌一根, 并及时做好施工记录;采用标准贯入法和触探法检查砂桩密实度和均匀性, 对砂桩加固的质量进行控制和检查。
4.3.3 质量保证措施
在施工的各项准备工作完成后, 施工前必须进行技术交底, 由技术负责人根据有关要求向全体施工人员讲明有关工程概况、地质情况、施工工艺参数、质量保证措施等施工方案内容, 并建立全面质量管理体系。用两个吊锤控制桩身垂直度时, 两吊锤与桩管间水平夹角应大约成90°, 为防止风将吊锤吹歪, 还应将吊锤置于装满水的水桶中。材料体积用斗车计量, 每条桩的填料数量都必须记录, 及时交监理签字认可。一次加填料不能过猛, 要勤填料, 填足料。桩底投料量大体应占该桩总投料量的1/6～1/5, 以免出现桩底密实度不够甚至材料架空的现象。拔管时必须严格控制拔管速度和提升高度、挤压次数和时间、电机的工作电流等, 拔管速度通常为1～1.5m/min, 以保证顺利出料和有效挤密, 避免出现桩身颈缩甚至断桩。保证停拔继振时间不少于20 s, 严禁边振边拔连续不停拔管。必须按照施工前拟定的成桩顺序进行施工, 严禁随意跳打, 以减少对相邻地基土的扰动。成桩后, 砂桩隔1～2周用轻型动力触探法检查桩身及桩间挤密土的质量, 认真做好现场检验记录, 以达到试桩确定的指标为合格。建立详尽如实的施工记录表, 禁止事后补记, 技术人员在现场监控, 发现问题及时解决和反馈, 指导施工。
4.4CFG桩施工方法
4.4.1 成桩施工步骤
将桩靴闭合, 使桩管中心与桩心位置对齐, 桩机就位必须平稳, 在桩管旁边设置两个吊锤, 派专人观察吊锤与桩管边是否重合, 以确保桩管垂直度偏差在不大于1.0%的设计允许范围内。待桩管垂直就位以后, 利用振动机及桩管自重将桩尖压入土层中, 勿使偏斜, 即可启动振动箱沉管。沉管过程中注意调整桩机的稳定, 如发现桩管倾斜应立即将其纠正后方可继续沉管。当桩管沉至设计标高后, 停止振动, 用上料斗将混凝土灌入桩管内, 混凝土应灌满或略高于地面。拔管时先启动振动箱片刻再拔, 待混凝土已从桩管中流出后, 方可继续抽拔管, 边拔边振, 每次拔管高度0.5～1.0 m, 反插深度为0.3～0.5 m, 拔管过程中分段添加混凝土, 保持管内混凝土面始终不低于地表面, 拔管速度不得大于0.5 m/min。桩尖处约1.5 m的范围内宜多次反插, 以扩大桩端断面, 如此反复振动拔压直至将桩管拔出地面。
选用的砂石必须经检验合格后方可使用, 砂用中粗砂, 碎石粒径不宜大于4 cm, 砂石含泥量均不大于2%, 以免卡管。施工前按设计配比配置混合料, 投入搅拌机加水量由混合料塌落度控制, 沉管灌注成桩施工的混凝土塌落度宜为30～50 mm, 和易性好。成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200 mm。沉管灌注成桩施工拔管速度应按均匀线速度, 控制在1.2～1.5 m/min, 如遇淤泥或淤泥质土, 拔管速度可适当放慢, 桩顶标高应高出设计标高0.5 m。
4.4.2 保证质量措施
在拌制混凝土时应严格按照配合比执行, 搅拌时间不少于60 s, 混凝土塌落度控制在6～8 cm, 成桩后桩顶浮浆厚度不超过200 mm, 当气温高于30 ℃时, 应根据具体情况对混凝土采取缓凝措施。沉管时以桩尖标高及进入持力层深度控制为主, 贯入度作为参考。沉管时, 为适应不同土层的土质条件, 可采用加压的方法来调整土的自振频率。拔管时要密振且均匀地慢抽, 管内混凝土必须略高于地面, 保证足够的重压力, 使混凝土出管扩散正常。穿过特别软弱的土层时, 可适当停抽密振, 但不能停太久, 以免混凝土堵塞桩管。 “浮标”方法测定充盈系数, 充盈系数一般为1.3～1.4, 测出桩身任何一段的直径都不得小于设计直径, 如出现颈缩现象, 应及时采取复打或局部复打的方式处理。必须严格控制时间, 在邻桩混凝土终凝前把该桩施工完毕, 以减轻对邻桩的影响, 终凝时间按10 h考虑。砂、石、水泥等原材料进场后做好其送检工作, 灌注混凝土时, 如实取样制作混凝土试块, 并用水养护, 28 d后及时送有关部分做试压检验。
5 质量检验
5.1砂桩
施工质量检验, 常用的方法有单桩荷载试验和动力触探试验。加固效果检验, 常用的方法有单桩复合地基和多桩复合地基大型载荷实验。单桩载荷实验, 可按每200～400根桩随机抽取一根进行试验, 但总数不得少于3根, 可采用标准贯入或动力触探等方法检测桩的挤密质量。
5.2CFG桩
1) 桩间土检验。桩间土质量检验可用标准贯入、静力触探和钻孔取样等试验对桩间土进行处理前后的对比试验。对砂性土地基可采用标准贯入或动力触探等方法检测挤密程度。
2) 单桩和复合地基检验。采用单桩载荷试验、单桩或多桩复合地基载荷试验进行处理效果检验。检验点数量可按处理面积大小取2～4点。
6 结束语
通过现场实际操作, 采用整套CFG桩结合砂桩处理软土地基的施工工艺处治软弱地基, 达到了预期目的。根据地基加固前后对桩间土物理力学指标的测试结果表明, 地基经过处理后, 桩间土的物理力学性质得到较大提高。一般含水量降低14%～19%, 天然容重增大1%, 空隙比减小13%, 而压缩系数减小11%～52%, 同时, CFG桩体材料对粘土和亚粘土的工程性质改善较明显。该技术施工便捷, 具有广阔的发展前景。工程造价一般为桩基的1/3～1/2, 经济效益和社会效益非常显著。
摘要：软土地基是路基施工中经常遇到的施工难题, 如何因地制宜地选择施工方法成为当今施工技术讨论的热点。结合工程实例, 系统阐述CFG桩结合砂桩处理软土地基加固机理, 论述CFG桩与砂桩的布置形式及CFG桩与砂桩的施工工艺流程、质量控制措施。工程实践表明, CFG桩结合砂桩技术处理软土后其工程性质改善较明显, 施工快捷, 工程造价低, 具有显著的经济效益和社会效益。
关键词：软土地基,CFG桩,砂桩,施工技术
参考文献
[1]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社, 1993.
[2]林宗元.岩土工程试验监测手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社, 1994.
[3]刘景政, 杨素春.地基处理与实例分析[M].北京:中国建筑工业出版社, 1998.
[4]闫明礼.CFG桩复合地基在工程中的应用[A].中国建筑学会地基基础学术委员会学术会议论文集[C].1990:219-223.
CFG桩地基处理技术 篇2
简要探讨了CFG桩复合地基的加固机理,以工程实例说明了CFG桩复合地基在淤泥质粘土地基处理中的成功应用.
作 者：廖锦 赖昕 LIAO Jin LAI Xin 作者单位：廖锦,LIAO Jin(四川省蜀通岩土工程公司,成都,610041)
赖昕,LAI Xin(成都粤海装饰工程有限公司,成都,610041)
CFG桩地基处理技术 篇3
关键词：CFG桩；复合地基；工程应用
中图分类号：TU470.3 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）27－0100－02
近年来，随着地基处理技术的发展，复合地基技术在工程中得到了越来越多的广泛应用。特别是CFG桩复合地基是近几年来出现的一种新型的地基加固技术，因其费用低、施工工艺简单、施工速度快和适应性强等优点而得到广泛的推广和应用。其桩体材料采用碎石、砂（石屑）、粉煤灰、水泥等材料加水配合而成，目前常采用螺旋钻机或振动沉管桩机等设备进行成孔。桩体与桩间土及褥垫层三部分构成的承载力较高的CFG桩复合地基。
CFG桩适应于多层建筑、高层建筑的地基处理，处理的地基土包括：杂填土、素填土、新近沉积土、淤泥、淤泥质土及一般承载力较低的黏性土、粉土、砂土、黄土等。对高层建筑除了上述土层外，还包括一些承载力较高，但不能满足上部结构要求的黏性土、粉土、砂土或者用于控制高层建筑与裙房之间的差异沉降（高层与裙房基础不设沉降缝），在高层建筑地基中也常采用CFG桩复合地基。
1 CFG桩复合地基原理
在CFG桩复合地基中，上部结构传来的荷载是由CFG桩体、桩间土和褥垫层共同承担的。褥垫层将上部基础传来的基底压力或水平力通过适当的变形以一定的比例分配给桩及桩间土使二者共同受力，同时桩间土由于桩的挤密作用提高了承载力，而桩又由于周围土体的侧应力的增加而改善了受力性能。下面就CFG桩复合地基中的桩体、桩间土和褥垫层的作用机理进行分析讨论。
1.1 桩的加固作用
1.1.1 对地基土具有一定的挤密作用
对于填土、松散粉细砂、粉土，由于振动沉管CFG桩的振动和侧向挤压作用使桩间土孔隙比减小，含水量降低，土的干密度和内摩擦角有所增加，土的物理力学性能得到改善，从而提高桩间土的承载力。
1.1.2 桩体的排水作用
CFG桩复合地基在成桩初期，因桩孔内和周边充填过滤性较好的粗颗粒填料，在地基中形成了渗透性能良好的人工竖向排水、减压的通道，使孔隙水沿桩体向上排出，可以有效地消散和防止振冲产生的超孔隙水压力的增高，加速地基的排水，这种排水作用不但不会降低桩体强度，而且可以使土体强度恢复并超出原土体天然承载力。
1.1.3 预震效应
CFG桩复合地基成桩过程中，振冲器以一定的振动频率或冲击水平向加速激振土体，使填料和地基土在提高相对密实度的同时获得强烈的预震。提高了砂土抗液化能力。
1.1.4 桩的置换作用
CFG桩中的水泥经水解和水化反应以及与粉煤灰的凝硬反应，生成不溶于水的稳定结晶化合物，它能使桩体的抗剪强度和变形模量大大提高，所以在荷载作用下，CFG桩的压缩性明显比桩间土小，因此，基础传给复合地基的附加应力，随地层的变形逐渐集中到桩体上，出现了应力集中现象。大部分荷载将由桩周和桩端承受，桩间土应力相应减小，于是复合地基的承载力比原有地基承载力有所提高。
1.2 褥垫层的作用
1.2.1 减小和减缓基础底面的应力集中
当桩顶与基础间不设褥垫层，桩顶直接与基础接触的CFG桩对基础的应力集中和钢筋混凝土对承台或桩上基础应力集中现象类似，设计时需要考虑桩对基础的冲切破坏，造成基础尺寸的增加，如果设置一定厚度的褥垫层，由于褥垫层产生应力扩散作用，使基底的应力扩散范围增大，相应应力集中减小。有试验研究表明：当厚度等于零时，桩对基础的冲切相当明显，随着褥垫层厚度的增加CFG桩对基础的冲切逐渐减小，当厚度大于300 nm时应力集中已经很小，设计时不考虑桩对基础的集中应力。
1.2.2 保证CFG桩共同承担荷载
在CFG桩复合地基中，由于基础是通过褥垫层与桩和桩间土进行联系。故当基础承受荷载时先传给褥垫层，通过褥垫层传给桩和桩间土，由于褥垫层的存在，桩可以向上刺入。桩顶上的垫层材料在受压的同时会挤向周围桩间土，以保证在任一荷载下桩和桩间土始终参与工作，桩间土首先承受较多荷载并发生沉降变形。随着桩间土沉降的增大，桩间土会不断地将荷载通过桩侧摩阻力传递给桩。因此，褥垫层能保证桩间土在任意荷载作用下都始终参与工作，并最大限度地发挥其承载力。
当桩顶与基础间不设褥垫层，桩顶直接与基础相接触时，桩与桩间土的变形相同，由于桩的变形模量远大于土的变形模量，受荷载后，绝大部分荷载由桩承担，桩间土承担的荷载很少，随着荷载的增加，桩的沉降增加，此时，桩间土也承担了一定的荷载增量。
基础和桩之间设置一定厚度的褥垫层，在上部荷载作用下，桩间土的抗压强度小于桩的抗压强度，桩顶出现应力集中，由于褥垫层在受压时具有塑性，褥垫层中与桩接触的部分产生压缩量，其他部分也向下移动，压缩桩间土，使其发挥作用。褥垫层的作用就在于使基础传递的荷载通过其塑性调节作用将荷载传到桩间土，达到共同承担荷载的目的。
1.3 桩间土的作用
（1）承担竖向、水平荷载。
（2）对桩具有约束的作用，可以提高桩的承载力。CFG桩复合地基由于桩间土承受荷载，产生的正向压力，增大了桩周的摩阻力；从而桩端处围压增加，桩承受荷载的能力增加。
2 CFG桩基在工程中的应用
CFG桩复合地基设计主要依据场地工程地质条件及复合地基承载力标准值要求，确定桩长、桩径、桩间距、桩体材料强度等有关参数极为重要，试用实体工程作以下阐述：
2.1 工程地质条件
某小区住宅楼18层，基础埋深5.0 m，在勘察深度范围内，地层由上到下可分为：①杂填土：褐黄、褐灰色，以粉土、建筑垃圾为主，层厚0.5～1.5 m，承载力为90 kPa；②粗砂：褐黄色，中密，层厚5.0～6.0 m，承载力为220 kPa；③粉土：褐黄色，稍密，层厚1.5～2.5 m，承载力为160 kPa；④中砂：褐黄色，中密，层厚1.0～2.0 m，承载力为180 kPa；⑤粉质黏土：褐黄色，可塑，层厚8.0～10.0 m。
2.2 地基处理方案
天然地基：基底持力层为②粗砂，满足上部荷载要求，但软弱下卧层③粉土不满足设计要求。桩基采用钻孔灌注桩、预制桩或其他桩型，不考虑天然地基承载力，造成天然地基承载力的浪费，这样造价也很高，最终决定采用CFG桩进行地基处理。
2.3 CFG桩的设计与计算
2.3.1 单桩极限承载力标准值
依据公式
取桩长L＝6.0 m
Quk＝3.14×0.40×（80×1.0＋30×2.0＋60×1.5＋55×1.5）＋800×3.14×0.22＝492 kN
式中：u：桩的周长，m；
n：桩长范围内所划分的土层数；
qsik、qpk：桩周第i层土的侧阻力、桩端端阻力标准值，kPa；
li：第i层土的厚度，m；
Ap：桩的截面面积。
2.3.2 处理后CFG桩复合地基承载力标准值满足设计要求
fspk＝mRa/Ap＋αβ（1－m）fsk＝502 kPa＞320 kPa
式中：fspk：复合地基承载力标准值，kPa；
Ra：单桩极限承载力标准值，kN；
α：桩间土强度提高系数，通常α＝1；
β：桩间土强度发挥系数，取0.8；
m：面积置换率；
fsk：处理后桩间土承载力标准值，kPa。
2.3.3 设计参数的选取
（1）桩径：一般取350～600 mm。本工程选用400 mm单桩极限承载力标准值计算，根据地质情况，选取第⑤层的粉质黏土层作为持力层，按照公式计算单桩承载力标准值为492 kPa。
（2）桩长：由于持力层为⑤粉质黏土，桩端井入持力层不宜小于二倍的桩径。桩长实际是6～8 m。
（3）面积置换率m及桩间距s：由m＝d2/de2＝0.087
式中，d：桩径；
de：影响半径de＝1.33 ；
桩间距一般为3～6倍桩径，根据桩土面积置换率计算桩间距公式如下：
等边三角形布桩：s＝d/1.05
正方形布桩：s＝d/1.13
本工程三角形布桩，桩间距为1.2 m。
（4）桩体强度：
桩顶应力δp＝Ra/Ap＝492/3.14×0.22＝3 917 kN/m2
桩体强度按≥3倍桩顶应力确定，即
R28＞3δp＝3×3 917＝11 751 kPa。
（5）褥垫层：褥垫层虚铺0.23 m，夯实至0.20 m。
2.4 CFG桩的施工
本工程采用长螺旋桩机成桩工艺，待桩检测合格后，进行人工清槽，同时进行桩头剔凿处理。清槽时，严格监控桩顶标高。清土和截桩时，不得造成桩顶以下桩身断裂和扰动桩间土。
3 结束语
（1）通过对CFG桩复合地基基本原理的阐述和论证，得出结论：CFG桩在地基加固方面是一种行之有效的方法。
（2）通过工程实例进行分析，在CFG桩复合地基工程设计中，必须根据工程的地质条件和环境因素来合理选取参数。
（3）CFG桩和桩基相比，可明显节约工程造价，因此是值得推广的好方法，为在软弱地基土建设不同类型的多层工业与民用建筑及水工建筑开创了广阔前景。
参考文献
1 杨军等.CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用［M］.北京：中国建筑工业出版社，1998
2 《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）
Basic Principle and Engineering Application of CFG Pile Composite Ground
li pei
Abstract: The principle of CFG pile composite ground is expounded. The actions of CFG composite ground pile, soil near pile and bed cushion are introduced. An engineering example is given to indicate the application and rational parameter selection of this ground in engineering.
CFG桩地基处理技术 篇4
关键词：CFG桩,软基处理,施工工艺
引言
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称, 由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加适量水拌和形成具有高黏结强度的刚性桩体, 通过调整水泥掺量及配比, 其强度等级一般在C5~C25之间变化。作为一种新型的软土地基的处理方法, CFG桩以前主要用于房建工程的地基处理。其适用范围主要为黏土、粉质黏土、粉土及砂土、淤泥质土等, 具有加速土体固结, 沉降变形小、沉降稳定快等特点, 目前在工程中得到越来越广泛的应用。
一、CFG桩成桩机理
其主要形成机理是:在地基中采用特定的施工机械 (如:长螺旋钻机、沉管) 钻孔, 利用高压泵或普通方式将由水泥、粉煤灰、碎石、沙、水等材料配制而成的混合料灌注入成形的钻孔中, 在达到设计强度后, 即形成了水泥、粉煤灰、碎石桩 (CFG桩) , 由于其上铺的碎石垫层的整体性, 通过摩擦力的作用, 使得施工完成并达到设计强度的桩周围的土体在受上部荷载作用发生下沉趋势, 将相对桩产生负摩擦作用, 从而提高了桩自身的承载力;同时, 由于反作用力的缘故, 桩对其周围一定半径范围以内的土体又会产生负摩擦力, 不但阻止了桩周围土体的下沉, 而且也提高了土体的承载力, 这样就使土体与CFG桩形成了共同受力的结构, 从而形成复合地基, 提高了软弱地基的承载力。其受力示意图如图1所示。
二、CFG桩的施工
2.1施工机具
根据设计与所采用的施工方法的不同, CFG桩施工所配备的机械设备也有所不同。某工程中CFG桩的施工统一都采用长螺旋、高压泵压灌的方法施工, 其所用的主要设备有: (1) 长螺旋钻机 (单机工效正常施工为120m3/24h, 即10m桩长的桩为80~100根/24h) 与长螺旋钻杆, 常规深度为18m、23m, 该工程设计深度为11m、14m; (2) 混凝土泵, 一般采用地泵 (电动) 30~60均可; (3) 强制式双卧轴搅拌机0.5m3。 (4) 输送钢管及高压输送软管。 (5) 原材料计量设备 (磅秤或电子秤) 。最合理的机械配置是:2台搅拌机、1台高压泵、1套钻机为一个施工组合, 不但能节省原材料, 省去人工经常洗管的麻烦, 还可以提高施工效率, 加快施工进度。
2.2施工材料
混合料的配合比应根据设计的要求, 在实验室配制, 再通过现场的试验桩施工检测的成果进行适当调整。配置混合料所需的水泥应以普通硅酸盐水泥为宜, 依据单桩允许承载力的要求以及设计混合料强度的不同, 水泥的用量不同, 一般在330kg~360kg, 同时应掺入泵送剂, 依季节的变化应适量添加其他外加剂;所用碎石的粒径应小于10mm, 如有条件时应尽量采用卵石, 而且混合料配比中砂率以不低于70%为宜, 施工时坍落度一般在180~210mm之间, 以便于混合料的流动, 保证泵送和灌注的顺利进行。
2.3施工工艺
2.3.1实验桩施工
在开始大批量CFG桩施工以前, 应施工不少于3根的实验桩, 在试桩完成两周后即可进行结果的检测。通过实验桩的施工, 应确定能正确指导以后施工的各种有用参数, 如:确定设计提供的地质报告是否准确, 是否有易发生窜孔的土层;确定混合料的配合比是否能满足施工要求;确定混合料的泵量、泵压、泵送混合料时钻杆的提升速度等。
2.3.2平整场地
虽然长螺旋钻机对施工场地的适应性较强, 但是为了保证CFG桩的施工质量, 有必要对场地进行简单的处理。根据钻机的重量, 要求原状土强度不能低于50k Pa, 场地基本平整, 地表坡度小于2°。开始施工前应使用推土机或装载机进行清表、平整、碾压以满足施工要求, 对承载力达不到要求的地段应进行换填素土处理。
2.3.3测量放样
由施工测量人员按照设计的要求进行测量放样, 并在场地上用白灰或木桩标出施工段的所有桩位, 以便于连续不间断的施工。
2.3.4钻机就位
移动钻机进入施工场地, 支垫平稳, 钻杆对准桩位, 检查垂直度;搅拌机及高压泵安放在场地内, 并将各种管线连接紧密。检查高压泵的排气阀门, 保证排气顺畅, 否则容易在桩体内产生比较大的气泡, 从而影响桩的质量;检查钻杆上的泵送活门在泵送混合料的压力下能否自动打开。
2.3.5钻进成孔
开动长螺旋钻机钻进到设计的底标高。在钻进过程中随时观测钻机上的电流表, 如发现电流突然有变化时, 表明土层发生了变化, 需要改变钻进速度或遇到特别坚硬的黏土层时, 应从钻杆中加注水管适当冲水, 保证钻杆的顺利下沉。钻进过程中不需要有泥浆护壁, 不过由于长螺旋钻的扰动, 在孔口会有部分松土。钻进到设计底标高后, 应检查钻头上的土样, 确定是否已进入设计土层, 因为对于CFG桩来说, 桩端土层的承载力是桩允许承载力的重要的一部分。
2.3.6开槽铺筑砂砾垫层
施工完成后, 钻机移位至下一根桩处进行施工。CFG桩完工后复合地基的基坑开挖采用人工或机械、人工联合开挖的方式进行。机械、人工联合开挖土预留人工开挖厚度应由现场实验确定, 以保证桩的断裂部位不低于基础底面标高。完成开挖并整平后, 按照设计要求铺设砂砾垫层, 采用静力压实法压实, 当基础底面下桩间土的含水量较小时, 也可以采用动力夯实法。压实后的垫层厚度与虚铺厚度之比不得大于0.9。
三、CFG桩复合地基承载力计算
根据设计要求, 挤土成桩时, 加固后桩间土承载力标准值与天然地基承载力标准值的比值α=1.0~1.2;而非挤土成桩时, α=1.0。CFG桩复合地基承载力标准值一般通过现场的复合地基荷载实验确定, 有时也可以按照下面的公式计算:
式中:fsp·k为复合地基承载力标准值, k Pa;
m为面积置换率;
Ap为桩的截面面积, m2;
fk为天然地基承载力标准值, k Pa;
α为加固后桩间土承载力标准值与天然地基承载力标准值之比;
β为桩间土强度发挥系数, β=0.75~1.0;对变形要求高的建筑物应取低值;
Rk为单桩承载力标准值, k N。
单桩承载力标准值Rk取值:当采用单桩静载试验求得单桩极限承载力标准值Ruk后, Rk=Ruk/γsp;其中γsp为调整系数, 取值1.50~1.75, 一般工程或基础下桩数较多时应取低值, 重要工程、基础下桩数较少或桩间土为承载力较低的黏性土时应取高值。当没有单桩静载实验资料时, 采用如下公式计算:
式中:Up为桩的周长;
qsi为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值, 查表可得;
qp为桩的极限端阻力标准值, 查表可得;
Li为第i层土的厚度。
四、CFG桩的施工质量检测
4.1 CFG桩的施工允许偏差符合下列规定
(1) 桩长允许偏差≤100mm;
(2) 桩径允许偏差±20mm;
(3) 垂直度允许偏差≤1%;
(4) 桩位允许偏差:对满堂布桩基础≤d/2。
4.2 CFG桩的成桩检测
由于长螺旋压灌施工方法较好地保持了原状地基土的强度, 单桩静载检测或复合地基检测时间可放宽至成桩后两周内进行。检测常用的方法是检测桩阻极限承载力, 而不是直接检测复合地基的承载力值, 因为前者偏于安全;低应变检测作为桩身完整性参考指标, 但CFG桩为素混凝土桩, 往往在机械开槽时易被碰裂, 此类桩虽然易被判定为有裂隙的桩, 但对其在复合地基中的作用并无影响。其检测频率为单桩静载检测总桩数的5‰~1%, 且不应少于3个试验点;同时每单位工程桩数按10%做低应变检测, 以检测桩身的完整性。
参考文献
[1]阎明礼, 张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践[M].北京:中国水利水电出版社, 2001.
[2]徐至钧主编.水泥粉煤灰碎石桩复合地基[M].北京:机械工业出版社, 2004.
[3]张守峰.CFG桩复合地基的应用研究[A].哈尔滨工业大学硕士学位论文[C].2005.
[4]于富华.CFG桩复合地基承载力计算方法的比较[J].岩土工程界, 5 (11) :47, 50.
浅谈公路施工CFG桩技术的应用 篇5
浅谈公路施工CFG桩技术的应用
昆明市官南路段公路桥涵台背和涵洞基底对承载力要求高,而对抗剪能力要求不是很高.项目软基处理结束后,对工后沉降进行了观测,结果满足施工验收及规范要求,说明采用CFG桩进行该项目的.软基处理达到了预期的效果.
作 者：吴治勐 作者单位：中铁八局集团昆明铁路建设有限公司,昆明市,春城路,650200 刊 名：城市建设 英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年，卷(期)： “”(1) 分类号：U4 关键词：公路 CFG桩施工技术 探讨CFG桩施工案例 篇6
CFG桩(钻孔压灌素混凝土桩)复合地基为近几年研究采用的一种新型地基处理方案,该方法施工简单、速度快、质量便于控制。某工程中采用此技术,且开创了首次在总高度超过100m的工程中运用此技术,效果良好。
一、工程概况
某工程总建筑面积约5万m2,地下二层,地上28层。主楼基础为箱形基础,主体结构类型为全现浇剪力墙结构。
二、CFG桩设计情况
(一)地质勘测情况:基底持力层为细粉砂⑤层(局部为粘质粉土、粉质粘土⑥层),其地基承载力标准值为220kpa。
(二)CFG桩设计要求:
1建筑物主楼最终沉降量≤80mm;
2建筑物最大倾斜≤总高度的0.8‰:
3不考虑地下室的抗浮问题。
4地基承载力需≥615kpa。
(三)CFG桩设计参数:
(四)CFG桩复合地基承载力简要验算:
1复合地基范围的面积为:1795 08m
2复合地基承载力为:
750×988/1795.08+220=632.79kPa>615kPa(设计要求地基承载力)
地基承载力符合设计要求。
三、施工工艺
(一)施工准备:
1
主要设备机具准备:
2材料准备:
水泥:32.5#普通硅酸盐水泥;
碎石:粒径5-20mm;
砂子:细中砂,含泥量≤5%:粉煤灰。
3劳力准备:
4现场条件
(1)基槽开挖完毕,预留土层厚度(300mm),并办理好中间验收记录。
(2)总包单位对CFG桩施工单位做好测量交底。(包括基槽的高程、控制轴线网、等)
(3)CFG桩施工单位测量人员对基槽槽地底标高进行复测,根据总包单位提供的控制轴线定出2个轴线控制点。
(二)施工方法:
工艺流程:
桩位放点→搅拌混凝土→长螺旋钻机就位、成孔→压灌素混凝土→边提升钻杆,边压灌素混凝土→成桩、桩体养护→检测→清桩间土及预留桩头→铺设砂石褥垫层。
1桩位放点:按照地基处理图设计的桩位、间距、数量,从已定好的2个轴线控制点引放定出每一个桩的桩位点。并撤白灰作好标识;经监理验线合格后进行下道工序。
2混凝土搅拌:根据设计好的配合比,(约水泥:砂:碎石:水:粉煤灰=1:2.12:3A8:0.82:0.28)加入碎石、砂、水泥、水搅拌约120S。保证混凝土的实测坍落度为180～220mm。
3钻机就位及成孔:
将长螺旋钻就位,调整钻机水平并固定,专人检查将钻头锥尖对准桩位中心点;螺旋钻机就位后,司钻人员根据钻机架上的铅锤调节钻机垂直度,确保垂直度偏差≤H%。
全部调整到位后,开始钻孔,在钻机架上预先做好深度标记,利用深度标记进行成孔深度控制,并由电流表的数值判断是否进入卵石层。在施工过程中,采用双控标准控制孔深,既满足有效桩长≥11.5m,又保证桩端进入卵石层≥500mm,局部卵石层较薄的场地,控制进入卵石层≥300m。
在大面积施工前,首先进行试桩工作,共试验3根桩。由此取得成桩的必需参数(提升速度、混凝土灌注速度、灌注量等),确定出成桩的顺序为:对称、间隔、邻排斜向挑打,严禁从一端开始按顺序逐个施工。
1拔管、压灌素混凝土成桩:
长螺旋钻机钻至设计深度且等钻杆中孔灌满混凝土后,开始提升钻杆、压灌素混凝土。
一边泵送素混凝土(C20),一边拔管。设专人指挥协调钻机操作手和混凝土泵操作手保证泵送混凝土和提升钻杆的默契配合,以确保成桩质量。在正常情况下,钻机的提升速度≤2.5m/min,在含水砂层段内,适当放慢提钻速度,以防流砂造成塌孔、断桩现象。
提钻的速率与混合料的泵送速率相协调,保证钻杆孔内混凝土表面高度始终略高于钻杆底出料口。直至压灌到场地地面为止。
成桩后,采用振捣绑振捣一遍,振捣深度≥5m。
4混凝土输送量控制:桩顶与施工作业面平齐,桩顶浮浆厚度≤500mm。确保设计桩顶标高内无浮浆;
5检测:
CFG桩施工完,桩体强度达到设计值后,由检测单位进行选桩、检测。
(1)静载荷检测:
选桩:由资质齐全的检测单位现场任意选取5根桩做静载试验;
试验方法:采用慢速加载维持荷载法,确定单桩、桩问土及复合地基的承载力标准值。试验加载装置采用重压平台反力装置。但桩检测的最大荷载加至1320kN;桩间土最大荷载加至600kpa.
单桩检测的具体步骤如下:试验荷载分十一级,每加一级荷载Q(110kN),在加载前后计压板沉降一次,以后每15min、15min、30min读记一次,稳定标准为每小时沉降≤0.1mm。
桩问土检测具体步骤如下:试验荷载分十级,每加一级荷载Q(60kPa),在加载前后计压板沉降一次,以后每15rain、15rain、30min读记一次,稳定标准为每小时沉降≤0.25mm。
采用公式法和拟合法计算复合地基承载力检测值和变形模量。
(2)桩身完整性动测:
选桩:由专业检测单位现场任意选取100根桩(10%)做桩身完整性检测。
检测方法:采用反射波法检测桩身混凝土的完整性,推断缺陷类型及位置。
根据检测结果,桩身完整性分为A、B、C、D四类标准。
本工程A类桩87根、B类桩13根,无C、D类桩。
7清理桩间土和桩头:
(1)检测合格后,人工清除预留的300mm厚土层:
(2)采用钢钎及风镐等工具凿除预留桩头至设计标高。
(3)凿桩头时,钢钎水平放置,禁止竖向劈凿桩头,以防破坏桩身质量。
(4)斜面(集水坑等坡面)按实际坡度剔除预留桩头。
(5)凿除桩头后,及时清运平整到位,保证场地平整度偏差≤±1C5mm。
8砂石褥垫层施工:
(1)四方验槽合格后,铺设150厚砂石褥垫层,砂石配比为砂子:碎石=1:2(体积比)。
(2)褥垫层铺设范围为:底板垫层外边缘外扩100mm。
(3)先虚铺配好的砂石料约170mm,用平板振捣器振实2～3遍,振实后厚度为150mm。
四、质量控制
1材料试验:
水泥:以同一水泥厂、同品牌、同强度等级、同以出场编号,每≤200t为一验收批;
砂子:同一产地、同规格每≤600t为一验收批;
石子:同一产地、同规格每≤600t为一验收批;
粉煤灰:以连续供应相同等级的≤200t为一验收批;
混凝土:每一工作台班、每≤100m3,
为一验收批,取样不得少于一组(三块);其中见证试验数量不得少于30%。
坍落度检测:每工作台班不的少于两次,并作好记录。
按照规范(GB50204-92)要求进行混凝土强度统计评定。
2质量标准
在施工过程中,设专人对孔径、孔深、桩(孔)垂直度、桩位偏差、原材料配比、提升速度、成桩长度及桩径等参数进行检查,并填写CFG桩施工质量检查记录表;保证各项指标均符合设计和规范要求。
允许偏差项目:
桩垂直度误差:≤桩长的1%;
桩径误差:≤10mm;
桩位偏差:≤1/2桩径。
五、沉降观测
1由专业测量单位负责工程的沉降观测。
2在基础底板施工施工时埋设沉降观测点。
CFG桩地基处理技术 篇7
一、概述
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩 (Cement Flash Gravel) 的简称, 它是由粉煤灰、水泥、碎石、砂或石屑加适量水形成的具有较高强度的高粘结桩, 桩和桩间土与一定厚度的褥垫层一起构成复合地基改善地基土。CFG桩处理软弱地基不但可以大幅度地提高地基承载力, 而且具有处理后沉降小、适用范围广泛、施工简易、造价低等优点。CFG桩与素混凝土桩除成桩材料的不同外, 在受力和变形特征方面几乎没有区别。
CFG桩主要应用于多层以及30层以下的高层建筑, 桩端持力层应选择承载力相对较高的土层。就基础形式而言, 既可用于独立基础、条形基础, 又可使用于箱型基础和筏板基础;既能处理工业厂房, 也能用于民用建筑。就土体性质而言, 适用于处理砂土、粉土、粘土和正常固结的素填土地基。但在淤泥质土地基使用时应首先通过现场试验确定其适用性。
二、CFG桩的工作机理
CFG桩是在碎石桩加固软土地基方法的基础上发展建立起来的一种地基处理的技术方法。但CFG桩更好地改善了碎石桩的刚性, 使桩体不仅能够发挥侧阻作用, 同时也提高了桩体的端阻效果。碎石是桩体的粗骨料, 构成桩体骨架;石屑填充了碎石的孔隙, 改善骨料级配的次骨架;粉煤灰兼具低标号水泥和细骨料的作用。桩身强度与刚度随着水泥产量与其他材料的配合比的改变而改变, 一般控制桩身强度在C5~C25。桩和桩间土与一定厚度的褥垫层一起构成复合地基, 在竖向荷载的作用下, 由于褥垫层的作用, 桩体逐渐深入到褥垫层中, 桩顶上部垫层部位材料受力压缩并向周围发生流动;垫层材料的流动补偿使桩间土与基础底面始终保持接触状态并使桩间土的压缩量随之增大, 从而使桩间土的承载力得到充分发挥, 以达到所需处理效果。同时CFG桩又具有较强的置换作用, 同时还具有一定的渗透能力 (渗透系数10-4~10-3cm/s) 对桩周土体有一定的排水固结作用。
三、CFG桩适用范围
CFG桩的桩长一般在几米到二十几米, 既可作为结构物地基加固, 又可用于道路地基。CFG桩可以仅布置在基础范围之内, 对于可液化地基, 可在基础范围内采用振动沉管CFG桩、振动沉管碎石桩的加固方案, 同时在基础外一定范围内打设一定的碎石桩。
四、CFG桩的应用实例
目前我国国内许多地区建筑物发生的开裂、倾斜等质量事故, 多是由地基变形的不均匀导致的。CFG桩不仅用来提高土体承载力, 还可以使用在土体承载力较高 (fak=200k Pa) 但是沉降变形不能满足工程要求的地基, 以减少地基沉降变形。
根据目前积累的工程实例, CFG桩提高地基承载力多用于多层民用住宅和工业厂房。比如位于南京浦镇车辆厂厂南的家属生活区24栋6层住宅楼, 原有地基土为淤泥质土, 承载力特征值为60k Pa, 经处理后的复合地基承载力特征值高达240k Pa, 采用条形基础, 建筑物的最终沉降为4cm。
当桩端为好的持力层, 如一般的粘性土、砂土或粉土, 经过CFG桩处理后可作为高层或超高层建筑的地基, 例如北京华亭嘉园的35层住宅楼, 地基承载力特征值为fak=200k Pa, 采用CFG桩处理地基后, 建筑物的沉降值为3~4cm。当时工程位于可液化地基, 可采用CFG桩与碎石桩构成多桩型复合地基, 施工顺序为先做碎石桩, 后在碎石桩桩间打沉管CFG桩, 这样不但能够消除地基液化问题还能够获得较高的复合地基承载力。
五、CFG桩施工以及质量控制
(一) 施工工艺
CFG桩的施工工艺可以分为两类:
1. 对桩间土产生扰动或者挤密的施工工艺:振动沉管打桩机成孔;
2. 不对桩间土产生扰动或者挤密的施工工艺:长螺旋灌注成桩, 长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩。
CFG桩施工工序 (以长螺旋钻孔为例) :桩点放线→拌和混凝土→螺旋钻机就位、成孔→泵送素混凝土→边提升钻杆, 边灌压素混凝土→成桩及桩体养护→检测成桩质量→清土、截桩→铺设褥垫层
(二) 施工设备的选取
CFG桩成孔设备多用振动沉管机, 也可采用螺旋钻机。而机械设备类型和型号的选取需要结合工程的具体情况。对于地质中夹有硬土层的地区比如北方大多数地区, 单纯使用振动沉管机成桩, 由于施工产生较大振动, 会导致已成桩桩体震裂或震断。因此, 在这种情况下不能简单地单独使用振动沉管机, 必要时应螺旋钻预先引孔, 随后振动沉管机成孔制桩。这种设备组合施工可以避免已成桩因震动发生破坏或者桩间土因扰动发生结构破坏而最终导致复合地基强度降低。因此在施工准备阶段, 应当详细了解地质的真实情况, 才能够选用合理的施工机械。
(三) CFG桩施工过程中的要点
长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工时, 当钻至设计深度时, 应准确的掌握提拔钻杆的时间, 混合料的泵送量应能与拔杆速度相配合, 穿过饱和砂土或饱和粉土层时, 不得停泵待料;而对于沉管灌注成桩施工时, 拔管速度应当按匀速控制, 拔管速度应当控制在1.2~1.5m/min左右, 穿过淤泥或淤泥质土层时, 拔管速度应适当的减缓。应杜绝在泵压混合料之前提拔钻杆, 以免造成桩端部位存在虚土或桩端混合料离析、端阻力减小。当然若提拔钻杆不及时, 在泵送压力的作用下钻头处的水泥浆液挤出, 造成管路堵塞。
CFG桩施工除应符合国家现行有关规范以外, 尚应符合下列要求:
长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工时, 每立方混合料粉煤灰的掺量宜选用70~90kg, 坍落度应控制在160~200mm, 这主要考虑可应保证施工过程中混合料的泵送能力。坍落度越大, 越易产生泌水与离析, 使骨料与砂浆分离, 导致堵管;但坍落度过小, 混合料流动性不好, 也容易造成堵管。
冬季施工时, 应该采取措施以避免混合料在初凝前因低温冻结, 施工时应保证混合料的入洞温度大于5℃, 根据材料比热容, 宜先加入拌合水, 其次是砂、石。混合料温度不宜过高, 一面混合料因高温假凝无法正常泵送施工。泵送管线也应该采取保温措施。施工结束后清除完保护土层和桩头时, 应对桩间土盒装头采用草帘覆盖, 防止因桩间土冻胀导致桩体拉断。
(四) 地基土强度恢复
采用对桩间土产生扰动或者挤密的施工工艺时, 对结构性的土体, 如淤泥质土, 会因施工时的对土体的扰动导致强度降低, 施工完成后随着地基土的恢复期, 土体强度不断恢复, 土体性质不同, 强度的恢复程度以及所需要的时间也各不相同。如南京某造纸厂工程, 对淤泥质粉质粘土 (fak=87k Pa) 地基采用振动沉管打桩机进行成桩施工, 施工后不同时期地基承载力特征值恢复情况如表所示。
(五) 施工质量检验
CFG桩的施工质量检验只要是检查施工记录、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、混合料塌落度、夯实度以及桩体试块抗压强度等。在施工过程中, 还应及时对每根桩的成桩时间、桩长、投料量以及现场发生的特殊情况进行详细真实的记录。
用复合地基载荷试验作为评定加固效果、确定复合地基承载力的主要依据。进行实验时必须保证桩身强度满足试验要求。为避免试验中压碎桩头, 宜在试验前加固桩头。确定实验日期, 需考虑施工时对土体的扰动, 桩间土的承载能力以及桩的侧阻端阻都需要一定的恢复期, 冬季施工时桩和桩间土强度的增长速度一般较慢。
试验数量一般为总桩数的0.5%~1%, 且每单体工程试验数量不得少于3点, 还应抽取不少于10%总桩数的桩进行低应变动力试验来检测桩身完整性。
六、结语
CFG桩地基处理技术 篇8
某城际轨道交通工程核心施工段从小隧道出口 (GDK52+160.00) 到莞台起点 (GDK52+300.01) 止, 全长140.01 m。GDK52+225~+300采用堆载预压, 预压土柱高3.0 m, 预压期≥6个月。GDK52+225~+300段采用CFG桩加固处理, 桩径0.5 m, 桩间距1.8~2.0 m, 正三角形布置, 加固深至全风化层1.0 m。桩顶铺设厚度0.6 m的碎石垫层内夹铺一层抗拉强度100 k N/m的双向拉伸高强聚酯长丝经编土工格栅 (延伸率≤13%) 。GDK52+160~+190左右两侧设路堑挡墙, 墙高6~4 m, 墙脚、背坡坡率1:0.25, 墙身采用C25片石混凝土砌筑。墙身地面以上每隔2 m交错设置泄水孔, 预埋φ0.1 m的PVC塑料排水管。墙后通长全高设无砂混凝土板反滤层, 厚0.2 m。沿线路方向每隔10 m左右设置伸缩缝, 缝内采用沥青麻筋填塞, 深0.2 m。
该路段地基的地质条件为杂填土、灰褐色, 成分以粘性土为主, 含有混凝土等建筑垃圾。粉质黏土, 灰黄色, 硬塑, 主要由粉粒组成, 土质不均匀, 粘性较好。泥质粉砂岩, 全风化, 紫红色, 原岩结构可辨, 岩石部分已风化成土状, 遇水易软化崩解。泥质粉砂岩, 强风化, 紫红色, 风化程度强烈, 裂隙很发育, 岩芯破碎多呈块状。泥质粉砂岩, 紫红色, 粉砂结构, 层状构造, 泥质胶结, 岩质较软, 裂隙较发育, 岩芯较完整, 多呈短柱、柱状。
二、CFG桩施工控制要点
1. 混凝土配合比设计
考虑到螺旋管内泵压灌注成桩对混凝土的流动性、初凝时间与保水性等要求较高, CFG桩所选外加剂、水、石屑、随时、粉煤灰、水泥等原材料必须满足设计要求。其中粉煤灰:GBS-A (外加剂) :碎石 (石屑) :水:水泥:每m3混凝土 (普通C20混凝土) 的用量=180:6.6:1004:855:175:150;水灰比、水胶比与砂率分别为0.6、0.53、46%;坍落度、初凝时间、终凝时间分别为160~200 mm、8 h、14 h。
2. 施工工艺参数的确定
CFG桩施工之前必须安排试钻, 由此对地质情况与施工设备安排情况进行核对, 同时确定保护桩长、充盈系数、提管速度、灌注混凝土坍落度、钻进深度等工艺参数。此工程施工之前共组织7根桩工艺参数试验, 由此提出了符合设计要求的工艺参数 (见表1、表2) 。
3. 桩位控制
桩位控制到位与否直接关乎到CFG桩的施工效果。CFG桩桩位的具体控制流程为:结合设计加固范围与控制桩测量数据, 把CFG桩桩位标注到不桩图纸的对应位置→对控制桩的水准点与坐标进行现场复核→放出CFG桩的桩位高程与定位点→记录测量数据→结合CFG桩平面测量数据与高程;计算出单根桩的混凝土灌注量与钻进深度→用钢钎对桩位进行现场打眼→把适量白灰放入孔内, 以便对桩位进行快速定位。
4. 高程控制与钻机定位
结合CFG桩桩长与原地面标高计算出桩顶标高, 把桩顶标高标注到钻机竖向杆臂的明显位置, 保护桩长应≥50 cm。若桩顶标高与地表之间距离较大, 那么保护桩长需达到70 cm, 由此提高CFG桩成桩质量。此外, 钻机就位流程为:待钻机运至桩位以后, 把钻机支垫牢固→把钻头对准桩位 (允许偏差<3 cm) →把支腿调平, 对钻杆垂直度进行复核 (允许偏差≤1%) →对钻尖位置进行检查 (桩心允许偏差≤5 cm) 。
5. 混凝土浇筑
若想把CFG桩桩顶浮浆厚度控制到允许范围, 混凝土坍落度应介于160~200 mm之间。混凝土的计算与搅拌皆应严格按照设计要求进行, 其中单次混凝土的搅拌时间应≥1 min。待钻机钻进深度达到孔底标高以后, 立即停止继续钻进。此时上提约20 cm以后, 方可进行泵送混凝土。注意混凝土的坍落度必须控制到160~200 mm, 以免对混凝土灌注质量造成不良影响。待钻杆芯管内混凝土完全饱和以后及时拔管, 此时不得发生先提管后泵料的现象, 其中拔管速率应控制到位。考虑到单根CFG桩的混凝土用量较小, 螺旋钻杆内部混凝土对桩长用量其决定性作用。此时指挥人员应确保停止泵送较提钻早2~3 s, 以免桩头过长。
6. 挖除桩顶土
待CFG桩强度满足设计要求以后, 及时挖除桩顶土。此时需注意桩顶土的挖深标高, 不得出现超挖现象, 具体的操作为:用小型挖掘机把桩顶标高20 cm以内的土挖掉, 剩余土由人工挖除。
7. 路基沉降变形观测
(1) 路基沉降观测频次
路基沉降观测的频次不低于表1的规定, 当环境条件发生变化或数据异常时应及时观测。
(2) 路基沉降观测精度
所使用的仪器和设备应进行定期检查并做出详细记录, 每次测量应采用同一仪器, 固定观测人员, 采用相同的观测路线和观测方法, 在基本相同的环境和观测条件下工作。沉降变形的水准测量精度为1 mm, 读数取位至0.1 mm;单点沉降计观测精度为测量值的1%, 灵敏度为0.01 mm。
三、结语
综上所述, CFG桩是一种基于沉管碎石桩的软弱地基处理方法, 其具有灌注方便、施工工艺简单、施工质量易控制、施工成本低等优点, 本文以某城际轨道复合地基CFG桩施工为线索展开论述。除本文谈及的内容以外, CFG桩施工还应注意如下问题。
1. 混合料配合比不合理
当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时, 混合料和易性不好, 常发生堵管。因此, 混合料配合比要注意这两种材料的掺入量。特别注意的是, 粉煤灰掺量宜控制在60~80 kg/m3左右。
2. 混合料搅拌质量有缺陷
坍落度太大的混合料, 易产生泌水、离析, 易造成堵管现象发生。坍落度太小、混合料在输送管内流动性差, 也容易造成堵管。施工时, 坍落度宜控制在16~20 cm。若混合料可泵性差, 可适量掺入泵送剂。
3. 施工操作不当
钻杆进入土层预定标高后, 开始泵送混合料, 管内空气从排气阀排出。待钻杆芯管及输送管充满混合料、介质是连续体后, 应及时提钻, 保证混合料在一定压力下灌注成桩。
4. 桩体上部存气
为防止桩体因管内空气无法排出而形成空洞, 施工时要经常检查排气阀是否发生堵塞。若发生堵塞, 必须及时采取措施加以清洗。
参考文献
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CFG桩地基处理技术 篇9
客运专线路基地基处理一般采用CFG桩+垫层 (碎石+中粗砂) +堆载预压处理, 上述地基处理方案统称为CFG桩复合地基处理。路基基底采用CFG桩加固, 桩顶设扩大桩帽, 桩帽上铺设垫层 (碎石+中粗砂) , 在垫层内铺设1-2层土工格栅。路基本体填筑完成后在其上按照设计荷载进行堆载预压, 堆载时间根据沉降观测资料和工后沉降推算结果, 最终确定卸载时间。
2 复合地基受力工作机理
通常情况下将CFG桩、桩间土、垫层三者进行复合, 进而在一定程度上构成地基的关键受力部分, 这属于地基范畴。对于CFG桩复合地基来说, 通常情况下, 当路基自身和路基以上的垂直荷载作用到地基上时, 进而在一定程度上容易导致桩与桩间土发生变形。在模量方面, 由于桩要超过土, 所以桩的变形与土相比要小很多, 通过将一定厚度的垫层设置在桩顶, 使得桩在一定程度上可以向上刺入, 在这一过程中桩间土被垫层材料不断补充, 在任一荷载作用下, 桩与桩间土保持共同承担荷载。所以CFG桩复合地基的一个关键技术就是设置垫层。
2.1 垫层在复合地基的关键作用
垫层主要是由于自身的极限破坏滑动性调节桩顶桩土应力比的发挥情况。复合地基中的垫层为桩顶向上刺入提供条件, 并通过褥垫层材料的流动补偿使桩间土与路基本体始终保持接触, 使桩土达到共同作用的目的, 并使得桩间土的压缩量增大, 使桩间土的承载力得以充分发挥。
2.2 垫层材料的选择
根据垫层材料的流动补偿作用, 为了更加有效调节桩体及地基土的应力及协调变形, 垫层材料选用碎石散体料, 选用未风化的级配良好的干净碎石, 最大粒径小于50mm, 含泥量不超过5%, 且不含草根垃圾等杂物。经试验选定用5-16mm、16-31.5mm、0.075~5mm的集料按照一定比例 (30%:40%:30%) 进行级配, 经筛分试验级配良好。
2.3 褥垫层模量对褥垫作用的影响
桩土应力受褥垫层模量的变化的影响比较大, 桩土应力比随着垫层模量的增加而增加。这是因为, 当垫层的模量较低时, 垫层的流动性很好。在这种情况下, 流动通过垫层可以进行很好地补偿。在上部荷载的作用下, 桩的上刺作用刺入量大, 桩土应力比很小, 进而在一定程度上使得更多的垫层材料演变成一部分桩间土, 桩与桩间土之间的负摩阻力在外部荷载的作用下逐渐增大, 对于中性点的位置来说, 逐渐向下移动。垫层的流动性随着垫层模量的增加越来越差, 进一步降低了变形协调能力, 同时降低了流动补偿作用, 进而在一定程度上增加了桩顶应力。桩顶刺入量的减少, 桩土应力比增大, 相应的负摩阻力减少, 桩体的有效桩长增加, 垫层模量增大, 桩体的最大正应力逐渐增大。
根据上述工作机理, 垫层模量大小直接影响整体受力, 为保证桩与桩间土合理受力, 垫层的厚度一定要按照设计厚度进行施工, 垫层密实后既要保证垫层具要一定的流动性、保证基础和桩间土始终接触受力, 又要有一定的密实度, 防止松散材料过大的沉降量。
3 垫层施工方法
3.1 设计概况
一般的碎石垫层构造组成由二种情况, 第一种为垫层内设二层土工格栅, 结构组成为 (15cm碎石+5cm中粗砂+土工格栅+5cm中粗砂+10cm碎石+5cm中粗砂+土工格栅+5cm中粗砂+15cm碎石) , 第二种为垫层内设一层土工格栅, 结构组成为 (15cm碎石+5cm中粗砂+土工格栅+5cm中粗砂+35cm碎石) , 结构共计厚度60cm。见图1。
3.2 垫层施工方法
3.2.1 下层碎石 (15cm) 施工
(1) 碎石的摊铺、整形。对于混合料来说, 通常情况下借助推土机进行摊开, 然后配合人工对集料窝进行查找, 同时按照松铺厚度, 利用平地机将混合料摊平, 在一定程度上确保了表面的平整性。
混合料通过平地机进行初平处理后, 通常情况下需要压路机在初平路段实施碾压, 碾压遍数控制在一遍, 进而在一定程度上将潜在的不平整位置暴露, 对于不平整的位置然后通过平地机对进行细平处理。在刮平的过程中, 配合人工消除混合料中不均匀的颗粒, 以及混合料中局部过分潮湿或过分干燥的部分。然后再次通过平地机对混合料进行精平处理, 纵向在一定程度上确保顺延, 同时横向路拱符合设计要求, 对混合料进行仔细的精平, 必须刮平局部高出部分, 同时清出路外。
(2) 压实。对混合料进行整形后, 其断面和坡度达到设计要求后, 在混合料中, 当含水量达到最佳水平量时, 在路基全宽内通过压路机立进行碾压, 压路机在碾压过程中, 通常情况下由两侧路肩逐渐向路中心静压。
通过静压对混合料进行处理后, 接着用重型振动压路机碾压, 碾压方式为静压, 碾压5遍。压路机纵向重叠碾压通常情况下控制在0.4m。对于已完成的或正在进行碾压的路段, 为了确保表层不受破坏, 通常情况下严禁压路机“调头”或者“急刹车”等。
3.2.2 下砂垫层 (5cm) 施工
通常情况下, 中粗砂通过自卸汽车进行运输, 通过平地机进行摊铺处理。对于中粗砂的数量在搅拌站进行过称, 路基横断面间用料的车数, 以及卸车距离等作进一步的计算, 在卸车过程中, 自卸车通常采取单车多点均匀方式进行卸料, 并且在一定程度上将松铺厚度标识在标示桩上, 用推土机摊开混合料, 按松铺厚度用平地机摊平混合料, 确保表面的平整性。混合料摊铺后, 用平地机立即进行初步整平和整型处理。在刮平的过程中, 局部凸凹低洼处配合人工方式消除, 通过补充中粗砂的方式进行找平整形。
3.2.3 土工格栅施工采用双向土工格栅 (抗拉强度不小于100KN/m, 延伸率小于10%) 。
铺设土工格栅应注意一下几点:
(1) 土工合成材料的下承层表面应平整、压实、并清除表面坚硬突出物。
(2) 土工格栅材料进场后应妥善保管, 防止损坏;严禁在阳光下暴晒。
(3) 土工格栅铺设后, 严禁重型机械在土工格栅上行走, 以免破坏降低其力学性能。
(4) 铺设土工格栅后, 及时填上层砂垫层。
(5) 横向铺设土工格栅, 搭接不小于10cm, 两端回折不小于3m, 通过中粗砂对垫层回折部分进行处理。
3.2.4 上砂垫层 (5cm) 施工
对于上砂垫层的施工, 施工方法与下砂垫层施工方法相同, 但不得用推土机摊平, 而是通过用人工配合平地机的方式进行摊平, 施工中, 在土工格栅上严禁车辆“调头”或“急刹车”, 在已铺完的砂层上, 运料车要控制速度。
3.2.5 上层碎石 (35cm) 施工
同下层碎石施工方法。
4 压实检测
各项检测指标合格后方可进入下一道施工工序。
5 参数总结
(1) 碎石垫层采用虚铺厚度控制采用“挂线法”两侧均加宽50cm。标高按路基每个断面控制。
(2) 碎石垫层压实遍数通常情况下控制在5遍, 采用静压方式压实。
(3) 对于土工格栅的搭接宽度控制在10cm, 同时进行牢固绑扎。
(4) 采用人工摊铺、平整的方法对砂垫层进行施工。
(5) 当底层最后一层铺设完成之后, 进行孔隙率、EV2、K30土工试验。
参考文献
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CFG桩地基处理技术 篇10
CFG桩施工是利用特殊钻机钻入土层并达到基岩面成孔, 然后在孔内灌注水泥、粉煤灰、砂、碎石及水的混合物, 同时提钻, 等强后形成圆柱形桩, 通过桩周的侧摩阻力及端承力提高路基基底的复合地基承载力, 减少路基的沉降, 从而起到加固地基的作用。CFG桩的成桩方法, 分为长螺旋转式成桩、振冲式成桩, 这里介绍的是长螺旋转的施工方法, 此法对于处理粉土、粘性土等土进行地基加固有其他方法所不及的优越性, 在某客运专线路基、涵洞基础的地基加固施工中得到了广泛应用。CFG桩复合地基主要适用于处理厚层黏性土、粉土和砂土等, 特别是当具有较厚的硬壳或硬层夹软弱层地基。
2 CFG桩工艺试验情况
2.1 工艺试验工点概况
某客运专线XXTJⅡ标段DK1234+545.3～DK1234+599.4段路基全长共计54.1米。本段路基上层为褐红-褐黄色硬塑粘土, 厚度为8.5～16.5m, 其下为灰色强风化灰岩, 裂隙及岩溶较发育。根据设计文件本段路基先进行岩溶注浆充填裂隙及溶洞, 然后进行CFG桩加固, CFG桩的加固采用梅花型布置, 桩直径为50cm, 桩间距要求:DK1234+545.3～DK1234+564.8与DK1234+587.4～DK1234+599.4段均采用1.6米, DK1234+564.8～DK1234+587.4桩间距为1.7米。CFG桩设计桩长为12.5m～13.6m, 并要求必须穿透软弱层至岩面顶面, 桩体强度按C15砼强度, 材料按C15砼配比。
2.2 工艺流程
2.3 工艺试验最终结果
现场选取了10根桩按室内确定的配合比进行试桩, 试桩过程中一切顺利, 成桩28天后按设计文件及《建筑地基处理技术规范》〈JGJ79-91〉规范的要求, 进行了复合地基与单桩载荷试验及桩身完整性检测, 结果表明复合地基与单桩载荷及桩身完整性均合格。并通过试桩确定了指导施工的试验参数。最终参数为:
A坍落度:通过试桩坍落度控制在16cm～18cm为宜, 误差可以在±1cm。
B拔管速度:试桩过程中拔管速度基本控制在2m/min～3m/min之间, 有个别浮动, 但没有影响成桩效果, 所以确定最终拔管速度控制在2m/min～3m/min之间, 但也要根据现场的供料情况适当进行调整, 原则就是输送砼与拔管速度一致, 必须保证砼始终要埋住导管20cm以上。
C配合比:通过试桩过程中的调整, 最终确定配合比为水泥:水:砂:石:粉煤灰:高效减水剂=209:190:801:1061:139:3.762。
3 CFG施工质量控制总结
在施工前必须进行地质核查, 通过现场地质与设计所给地质条件进行对比, 来最终确定岩面标高, 即桩底标高。如发现差别较大时, 必须及时通知设计单位, 来确定最终变更方案。
CFG施工质量控制关键在于成孔和成桩质量控制, 施工前应严格复查设计桩长、桩径及布桩位置, 确保钻孔孔深、直径、位置满足设计要求。同时应根据地质核查检验设计桩长是否合理, 以满足承载力要求并减小施工难度。成桩时要严格控制拔管速度, 连续提拔;备足混合料, 防止供料不及时造成断桩;采用合理的施钻顺序防止窜孔。成桩后桩头的凿除和桩间土清理尽量采用人工用钢钎从相对方向同时剔除的方法, 以防止出现断桩;桩间土清理先采用小型挖掘机进行, 出现CFG桩时改用人工清理, 以减少扰动。
通过对成桩桩身质量及复合地基与单桩载荷力的检测表明对加固地基、减少路基沉降量很有效, 为无碴轨道控制工后沉降奠定坚实的基础。
现场钻杆断杆情况时有发生, 如果遇到, 需将上下钻杆焊接之后, 才能将钻杆拉出, 所以一般对已开挖土坑采用改良土回填, 每层不超过0.3m, 再用小型打夯机夯实, 压实系数须达到0.9以上, 并按要求办理相关变更手续。
通过现场实际工艺比较分析, 采用长螺旋成孔管内泵压混合料灌注成桩工艺相比振动沉管灌注法, 施工噪音及振动小、施工速度快, 而且工艺易于掌握。加之研究形成的对应处理特殊问题的技术方案, 使之能够取得良好的技术和成本效益。在土建工程施工环保要求日益严格的形势下, 其施工噪音及振动小的特点, 也广受周围群众的欢迎, 带来了较好的社会效益。
参考文献
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CFG桩地基处理技术 篇11
水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩, 和桩间土、碎石褥垫层一起形成复合地基。利用桩间土共同作用提高承载力, 并将荷载传递到深层地基中去, 具有良好的技术性能和经济效果。
2 施工概况
兰州至永靖沿黄河快速通道建设工程恐龙湾隧道出口段路线布设于河谷低阶地, 以填方路基通过芦苇湿地, 地层岩性为洪积淤泥, 厚度8-16m, 以下为强、中风化泥岩。
3 施工工艺及流程
3.1 施工工艺流程
CFG桩施工工艺, 根据土质情况和设计荷载要求, 分为单打法、复打法。其中单打法是最基本的施工方法。其施工工序分为移机就位、成管钻孔、分层浇筑混凝土和成桩, 其中分层浇筑混凝土是关键工序。
3.2 施工工艺
3.2.1 施工顺序
成桩按桩位依次向后退打, 流水施工, 并采用隔桩跳打, 以保护先施工的桩不被挤坏或挤歪。
3.2.2 混合填料配制
做好原材料的质量检测, 选用符合设计规范要求等级普通硅酸盐水泥、水洗砂、碎石、Ⅱ级粉煤灰等。施工前按设计要求由中心、工地试验室进行配合比试验, 混合料中掺入的粉煤灰主要是改善拌和物的和易性, 提高桩的施工质量;坍落度控制在120-140mm, 成桩后浮浆厚度不超过200mm。
3.2.3 测量放线定桩位
在1.5m砂砾土工作平台施工完, 具备了机具进场条件, 根据施工图开始按照间距1.6m, “梅花型”布设测放CFG桩位。
3.2.4 移机就位
桩机就位时, 工作面必须平整、稳固, 就位时, 调整沉管与地面垂直, 确保垂直度偏差不大于1%。
3.2.5 沉管造孔
(1) 沉管过程中严禁管体倾斜和错位。沉管过程中做好现场记录, 每沉1m记录本次沉管所耗的总时间, 严格控制最后30s电机的电流电压值。并对土层变化处理做好记录, 直到沉管至设计标高。
(2) 沉管过程中观察沉管的下沉速度是否正常, 沉管是否有挤偏现象, 若有异常情况应分析原因, 及时采取措施。
(3) 当沉管到达设计深度或持力层时, 应判定该深度或贯入度是否已达到规范规定和设计要求, 或试桩时规定的并经设计认可的要求, 满足了这些要求和规定, 方可终止沉管。该工程控制贯入度标准为每30秒加压一次, 最后30秒贯入度4-5cm。
3.2.6 分层灌注混凝土
(1) 管深达到要求后, 立即灌注混凝土。灌注前检查沉管内是否吞进水进泥。若存在则及时处理。
(2) 沉管过程用料斗进行空中投料。待沉管至设计标高后须尽快投料, 直到管内混合料面与钢管投料口平齐。如上料量不够, 须在拔管过程中空中投料, 以保证成桩桩顶、桩高满足设计要求。控制管内混合料面不低于设计桩顶标高。
(3) 灌注混凝土量应按沉管外径和桩长计算出的体积再乘上充盈系数值 (一般取值为1.3) 。
3.2.7 成桩
(1) 当混凝土灌到钢管投料口时, 先振动5~10s, 再开始拔管, 边振边拔, 每拔0.5~1.0m, 停拔留振5~10s, 如此反复, 直至沉管全部拔出。灌注混凝土拔管速度应按匀速控制, 拔管速度应控制在1.2~1.5m/min。
(2) 沉管拔出后, 若发现桩身混凝土超出桩的设计顶面甚多或溢出地面较多, 应及时核实充盈系数, 若充盈系数小于1, 则可认为桩身可能存在缩径或断桩隐藏患, 应及时研究补救措施。
(3) 若发现桩身填料面低于设计标高, 应立即补填填料使其顶面高于设计标高0.5m, 并用振捣器振实。补填填料时, 应将桩顶上的浮土清理干净, 必要时可向孔内先插入钢模, 再清理浮土。
4 CFG桩复合地基在施工中的质量控制
为保证CFG桩复合地基的施工质量, 应控制好以下几个问题:
1) 根据设计勘探地质资料、及现场探孔情况综合验证确定现场准确地质情况后, 选取合理的施工工艺及施工机械配置
(1) 在饱和软土中成桩, 桩机的振动力较小, 但当采用连打作业时, 由于饱和软土的特性, 新打桩将挤压已打桩, 形成椭圆或不规则形态, 产生严重的缩颈和断桩。此时, 应采用隔桩跳打施工方案。
(2) 在饱和的松散粉土中施工, 由于松散粉土振密效果好, 先打桩施工完后, 土体密度会有显著增加。而且, 打的桩越多, 土的密度越大。在补打新桩时, 一是加大了沉管难度, 二是非常容易造成已打桩断桩, 此时, 隔桩跳打亦不宜采用。
(3) 当满堂布桩时, 不宜从四周转向内推进施工, 宜从中心向外推进施工, 或从一边向另一边推进施工。
2) 严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩, 而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀, 桩项浮浆过多, 桩身强度不足和形成混和料离析现象, 导致桩身强度不足。施工时, 应严格控制拔管速率。拔管速率应控制在1.2~1.5m/分。
3) 控制好混凝土的坍落度。工程实践表明, 混凝土坍落度过大, 会形成桩项浮浆过多, 桩体强度也会降低。坍落度一般控制在120~140mm。
4) 桩在灌注混凝土时, 按设计加0.5m控制桩长, 将沉管拔出后, 用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3~5秒, 提高桩顶混凝土密实度。
5) 拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插, 由于桩管垂直度的偏差, 容易使土与桩体材料混合, 导致桩身掺土影响桩身质量, 应避免反插。
6) 加强施工过程中的监测。在施工过程中, 应加强监测, 及时发现问题, 以便针对性地采取有效措施, 有效控制成桩质量, 重点应做好以下几方面的监测:
(1) 施工场地标高观测。施工前要测量场地的标高。打桩过程中则要随时测量地面是否发生隆起。因为断桩常和地表隆起相联系。
(2) 已打桩桩顶标高的观测。施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化, 尤其要注意观测桩距最小部位的桩。以判断是否产生缩径。
(3) 对有问题桩的处理。对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应开挖查看, 做出是否复打的处理。
5 结论与效果
经过中铁西北科学研究院有限公司工程检测试验中心进行单桩载荷试验、桩土复合地基承载力、低应变动力检测、桩身混凝土实测强度等级均满足设计要求;CFG桩复合地基不仅能很好地发挥全桩的侧阻作用, 同时也能很好地发挥其端阻作用。CFG复合桩与桩基相比, 由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力。工程造价一般为桩基的1/2-2/3, 经济效益和社会效益非常显著。
参考文献
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