CFG樁成樁常用施工方法及質量控制措施

1、CFG 樁成樁常用施工方法及質量控制措施摘 要:闡述了 CFG 樁成樁常用 365JT 施工方法和工藝流程,詳細論述了振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁施工過程中經(jīng)常遇到的質量問題 ,針對這些問題提出了有效的質量控制措施。關鍵詞:CFG 樁,流程,質量問題,控制措施CFG 樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱,一般有三種成樁施工方法:振動沉管灌注成樁(適用于粉土、粘性土及素填土地基)、長螺旋鉆孔灌注成樁(適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂 土)和長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁(適用于粘性土、粉土、砂土以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格 的場地)。CFG 樁復合地基

2、,通過改變樁長、樁距、褥墊厚度和樁體配比,能使復合地基承載力幅度的提高有很大的可調性。它具有沉降變形小、施工簡單、造價低、承載力提高幅度大、適用范圍較廣、社會和經(jīng)濟 效益明顯等特點,廣泛地用于工業(yè)廠房和民用住宅的地基處理和加固。CFG 樁最常用的成樁施工方法有振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁兩種方法。施工工藝流程振動沉管灌注成樁施工工藝流程復核放線樁位、定位點和水準點,確定施打順序,施打順序一般有連續(xù)施打和間隔跳打兩種類型。根據(jù) 365JT 設計樁長和沉管入土深度確定振動沉管機的機架高度和沉管長度,樁機組裝就位。樁機就位后,調整沉管垂直度,垂直度偏差不大于 1%?；旌狭蠑嚢?/p>

3、。按設計配比配制混合料,混合料的攪拌須均勻,攪拌時間不得少于 2min,混合料坍落度宜為 30mm50mm,成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過 200mm。開機,開始沉管,沉管過程中要將樁機調整穩(wěn)定,嚴禁傾斜和錯位。將沉管下沉至設定標高,停機。停機后,將攪拌機攪拌好的混合料投入管內,直至混合料面與進料口齊平。開機拔管。開機后 ,留振 5s10s 開始拔管 ,拔管速度按均勻線速度控制,拔管線速度應控制在1.2m/min1.5m/min 左右,如遇淤泥土或淤泥質土,拔管速度可適當放慢。沉管拔出地面,確認成樁樁頂標高符合施工組織設計要求的標高后,用粒狀材料或濕粘性土封頂,然后移機進行下一根樁的施工。長螺旋鉆

4、孔、管內泵壓混合料成樁施工工藝流程鉆機就位。就位后校正好鉆桿的位置和垂直度,垂直度的容許偏差不大于 1%?；旌狭蠑嚢?。按設計配比配制混合料,混合料坍落度宜為 160mm200mm。鉆進成孔。鉆孔開始時,關閉鉆頭閥門,向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時,啟動電機,將鉆桿旋轉下沉至設計標高,關閉電機,清理鉆孔周圍土。成孔時應先慢后快,這樣能避免鉆桿搖晃，也能及時檢查并糾正鉆桿偏位的差值。灌注及拔管。CFG 樁成孔到設計標高后,停止鉆進,開始泵送混合料,當鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管,嚴禁先拔管后泵料。成樁的提拔速度宜控制在 2m/min3m/min,成樁過程宜連續(xù)進行,應避免供料出現(xiàn)問題導致停機待料。移

5、機。移機前對下一根樁的樁位進行清理辨識,確保樁位的準確性。必要時,移機后清洗鉆桿和鉆頭。成樁常見施工質量問題和控制措施振動沉管灌注成樁施工質量問題和控制措施施工擾動使土的強度降低。振動沉管成樁工藝與土的性質具有密切關系,因此,一定要考慮加固前土的密實度。對飽和軟粘土,振動將引起土的孔隙水壓力上升,強度下降。振動時間越長,對土和已打成樁的不利影響越嚴重。在軟土地區(qū)施工時,應采取靜壓振拔 365JT 技術。此外,對密實砂層和硬土層也不宜采用振動沉管成樁法。縮頸和斷樁。在飽和軟土中成樁,當采用連打作業(yè)時,新打樁對已打樁的作用主要表現(xiàn)為擠壓,使得已打樁被擠成橢圓形或不規(guī)則形,產(chǎn)生嚴重的縮頸和斷樁。在上

6、部有較硬的土層或中間硬土層中成樁,樁機的振動力較大,對已打樁的影響主要為振動破壞。采用隔樁跳打工藝,若已成樁結硬強度不高,在中間補打新樁時,已成樁有時被震裂。為避免上述現(xiàn)象的出現(xiàn),需要根據(jù)不同土質,在施工中選擇合適的成樁順序,并根據(jù)土層情況選用適宜的施工工藝和設備。此外提升沉管線速度太快易造成樁徑偏小或縮頸斷樁,經(jīng)過大量工 程實踐證明:拔管速率控制在 1.2m/min1.5m/min 為宜。樁體強度不均勻。樁機卷揚系統(tǒng)提升沉管線速度太快時,為控制平均速度,一般采用提升一段距離,停下留振一段時間,非留振時,速度太快可能導致縮頸斷樁。成樁后有時會出現(xiàn)樁的端部樁體水泥含量少, 浮漿過多或混合料產(chǎn)生離

7、析,樁體強度不均勻,這主要是因為提升沉管線速度太慢和留振時間過長引起的。 因此,在施工過程中要將拔管速度控制在 1.2m/min1.5m/min,且保持速度均勻一致,還要很好地控制留振時間。長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁施工質量問題和控制措施 2.2.1 堵管。堵管是長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁工藝常遇到的主要問題之一。它直接影響 CFG 樁的施工效率,增加工人勞動強度,還會造成材料浪費。特別是故障排除不暢時,使已攪拌的 CFG 樁混合料失水或結硬,增加了再次堵管的幾率,給施工帶來很多困難。產(chǎn)生堵管的原因有以下幾點:混合料配合比不合理。當混合料中的細骨料和粉煤灰用量較少時,混合料和易

8、性不好,常發(fā)生堵管。因此,要注意混合料的配合比,尤其要注意將粉煤灰摻量控制在 70kg/m390kg/m3 的范圍內,坍落度應控制在160mm200mm 之間?；旌狭蠑嚢栀|量有缺陷。在 CFG 樁施工中,混合料由混凝土泵通過剛性管、高強柔性管、彎頭最后到達鉆桿芯管內?；旌狭显诠芫€內借助水和水泥砂漿潤滑層與管壁分離后通過管線。坍落度太大的混合料, 易產(chǎn)生泌水、離析,泵壓作用下,骨料與砂漿分離,摩擦力加劇,導致堵管。坍落度太小,混合料在輸送管路內流 動性差,也容易造成堵管。施工操作不當。鉆孔進入土層預定標高后,開始泵送混合料,管內空氣從排氣閥排出,待鉆桿內管及輸 送軟、硬管內混合料連續(xù)時提鉆。若提

9、鉆時間較晚,在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出,容易造成管路 堵塞。冬期施工措施不當。冬期施工時,混合料輸送管及彎頭均需做防凍保護,防凍措施不力,常常造成輸送管或彎頭處混合料的凍結,造成堵管。冬施時,有時會采用加熱水的辦法提高混合料的出口溫度,但要控制好 水的溫度,水溫最好不要超過 60,否則會造成混合料的早凝,產(chǎn)生堵管,影響混合料的強度。設備缺陷。彎頭曲率半徑不合理也能造成堵管。彎頭與鉆桿不能垂直連接,否則也會造成堵管?；旌?料輸送管要定期清洗,否則管路內有混合料的結硬塊,還會造成管路的堵塞。竄孔。在飽和粉土、粉細砂層中成樁經(jīng)常會遇到這種情況,打完 X 號樁后,在施工相鄰的Y 樁時, 發(fā)現(xiàn)未

10、結硬的X 號樁的樁頂突然下落,當Y 號樁泵入混合料時,X 號樁的樁頂開始回升,此種現(xiàn)象稱為竄孔。發(fā)現(xiàn)竄孔的條件有如下三條:1)被加固土層中有松散飽和粉土、粉細砂;2)鉆桿鉆進過程中葉片剪切作用對土 體產(chǎn)生擾動;3)土體受剪切擾動能量的積累,足以使土體發(fā)生液化。由于竄孔對成樁質量的影響,施工中采取 的預控措施:1)采取隔樁、隔排跳打方法;2)設計人員根據(jù)工程實際情況,采用樁距較大的設計方案,避免打樁 的剪切擾動;3)減少在竄孔區(qū)域的打樁推進排數(shù),減少對已打樁擾動能量的積累;4)合理提高鉆頭鉆進速度。樁頭空芯。主要是施工過程中,排氣閥不能正常工作所致。鉆機鉆孔時,管內充滿空氣,泵送混合 料時,排氣

11、閥將空氣排出,若排氣閥堵塞不能正常將管內空氣排出,就會導致樁體存氣,形成空芯。為避免樁頭 空芯,施工中應經(jīng)常檢查排氣閥的工作狀態(tài),發(fā)現(xiàn)堵塞及時清洗。樁端不飽滿。這主要是因為施工中為了方便閥門的打開,先提鉆后泵料所致。這種情況可能造成鉆頭上的土掉入樁孔或地下水浸入樁孔,影響 C FG 樁的樁端承載力。為杜絕這種情況,施工中前、后臺工人應密切配合,保證提鉆和泵料的一致性。CFG 樁復合地基在施工中的質量控制CFG 樁復合地基是在碎石樁加固地基法的基礎上發(fā)展起來的一種地基處理技術。由于 CFG 樁改善了碎石樁的剛性， 使其不僅能很好地發(fā)揮全樁的側阻作用，同時也能很好地發(fā)揮其端阻作用。因此，得以廣泛采

12、用，并取得良好的經(jīng)濟和社會效益。為進一步保證 CFG 樁復合地基的施工質量，應控制好以下幾個問題。一、選用合理的施工機械設備。CFG 樁多用振動沉管機施工，也可用螺旋鉆機。而選用哪一類成樁機和什么型號，要視工程的具體情況而定。對北方大多數(shù)地區(qū)存在的夾有硬土層地質條件的地區(qū)，單純使用振動沉管機施工，會造成對已打樁形成較大的振動，從而導致樁體被震裂或震斷。對于靈敏度和密實度較高的土，振動會造成土的結構強度破壞，密實度減小， 引起承載力下降。故不能簡單使用振動沉管機。此時宜采用螺旋鉆預引孔，然后再用振動沉管機制樁。這樣的設備組合避免了已打樁被震壞或擾動樁間土導致樁間土的結構破壞而引起復合地基的強度降

13、低。所以，在施工準備階段，必須詳細了解地質情況，從而合理地選用施工機械。這是確保 CFG 樁復合地基質量的有效途徑。二、深入了解地質情況，采用合理的施工工藝。在施工過程中，成樁的施工工藝對 CFG 樁復合地基的質量至關重要， 不合理的施工工藝將造成重大的質量問題，甚至導致質量事故，而要選擇確定合理的施工工藝必須深入了解地質情況。只有在深入了解地質情況的基礎上，才能確定合理的施工工藝，并在施工過程中加強監(jiān)測，根據(jù)具體情況，控制施工工藝，發(fā)現(xiàn)特殊情況，做出具體的改變。1、在飽和軟土中成樁，樁機的振動力較小，但當采用連打作業(yè)時，由于飽和軟土的特性，新打樁將擠壓已打樁，形成橢圓或不規(guī)則形態(tài)，產(chǎn)生嚴重的

14、縮頸和斷樁。此時，應采用隔樁跳打施工方案。而在飽和的松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先打樁施工完后，土體密度會有顯著增加。而且，打的樁越多，土的密度越大。在補打新樁時，一是加大了沉管難度，二是非常容易造成已打樁斷樁，此時，隔樁跳打亦不宜采用。當滿堂布樁時，不宜從四周轉向內推進施工，宜從中心向外推進施工，或從一邊向另一邊推進施工。但僅憑打樁順序的改變并不能完全避免新打樁的振動對已結硬的已打樁產(chǎn)生影響。此時，應采用螺旋鉆引孔的方案，避免新打樁的振動造成已打樁的斷樁。2、嚴格控制拔管速率。拔管速率太快可能導致樁徑偏小或縮頸斷樁，而拔管速率過慢又會造成水泥漿分布不勻，樁項浮漿過多，樁身強度不足

15、和形成混和料離析現(xiàn)象，導致樁身強度不足。故施工時，應嚴格控制拔管速率。正常的拔管速率應控制在 1215 米分。3、控制好混合料的坍落度。大量工程實踐表明，混合料坍落度過大，會形成樁項浮漿過多，樁體強度也會降低。坍落度控制在 35 厘米，和易性好，當拔管速率為 1215 米分時，一般樁頂浮漿可控制在 10 厘米左右，成樁質量容易控制。4、設置保護樁長。使樁在加料時，比設計樁長多加 05 米，將沉管拔出后，用插入式振搗棒對樁頂混合料加振 35秒，提高樁頂混合料密實度。上部用土封項，增大混合料表面的高度即增加了自重壓力，可提高混合料抵抗周圍土擠壓的能力，避免新打樁振動導致已打樁受振動擠壓，混合料上涌使樁徑縮小。5、拔管過程避免反插。在拔管過程中若出現(xiàn)反插，由于樁管垂直度的偏差，容易使土與樁體材料混合，導致樁身摻土 影響樁身質量，應避免反插。三、加強施工過程中的監(jiān)測。在施工過程中，應加強監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，以便針對性地采取有效措施，有效控制成樁質量，重點應做好以下幾方