長螺旋鉆孔壓灌超流態(tài)砼成樁工藝

長螺旋鉆孔壓灌超流態(tài)砼成樁簡介一、長螺旋鉆孔壓灌施工方法簡介CFG樁復合地基實際上是在碎石樁復合地基的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基加固方法。是比純粹的碎石樁復合地基更具有樁基礎(chǔ)特性的一種地基加固技術(shù)。隨著碎石樁復合地基的施工機械和成樁工藝的日益成熟和完善，為增加樁自身的剛度和使樁體承擔更大的設(shè)計荷載，在原樁體材料的碎石中摻入適量的水泥，便使樁身形成低標號砼；而為增加砼的和易性和提高砼的密實度和節(jié)約水泥，在低標號砼中加入適量的粉煤灰，最終形成了現(xiàn)在的水泥粉煤灰碎石樁復合地基——CFG樁復合地基。CFG樁復合地基實際是在碎石(卵石、礫石)石屑(粗砂、中砂)、粉煤灰，摻入適量的水泥和水，用各種成樁機具制成的具有可變粘結(jié)強度、可變樁徑的復合地基。通過調(diào)整水泥摻量和配比，可使樁體強度等級在Ｃ5—Ｃ30之間變化，樁體中的粗骨料為碎石、石屑等中等粒徑骨料可使級配良好，粉煤灰是一種活性摻料，具有細骨料及節(jié)約水泥的作用。二、CFG樁復合地基的技術(shù)特征1、應(yīng)用范圍CFG樁適用于處理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥質(zhì)土等地基，具有承載力高、調(diào)整幅度大、沉降變形小、沉降穩(wěn)定較快等特點。CFG樁復合地基受力性能亦剛亦柔。對樁而言，是介于剛性樁與柔性樁之間的樁型。在外載作用下，大部分荷載由樁承受，樁周摩阻力得到充分發(fā)揮，端阻力隨著荷載作用的時間及樁側(cè)阻力發(fā)揮的程度而逐漸增高。同時，樁頂褥墊層則發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，使樁間土與樁身進入共同工作狀態(tài)，逐漸形成復合地基。復合地基的承載力大小取決于樁徑、樁長、樁距、持力層土質(zhì)及褥墊層厚度等因素。另外，CFG樁不配置受力鋼筋，有時僅配置構(gòu)造鋼筋。樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰和石屑作為摻和料，降低了工程造價。2、單樁承載力該種樁的施工工藝決定了其具有較高的單樁承載力。（一）提高承載力的原因：①不用泥漿的干鉆法，避免了泥漿降低土的摩阻力。②長螺旋鉆孔時形成“土樁”在回轉(zhuǎn)離心力和輸土擠密作用下把部分土擠向鉆孔壁，擠密了樁間土，提高原土的摩阻值。③砼從鉆頭尖泵出決定了這種樁無柱底沉碴，從而提高樁底土的極限端阻。④砼泵入時因孔內(nèi)高壓使砼充盈好，易形成擴徑樁。⑤因為砼的連續(xù)礦壓力泵送，樁身完整性好，不會出現(xiàn)縮徑樁，露筋樁。⑥由于鉆機扭矩大，可在短時間內(nèi)鉆入強風化巖，而且把巖屑擠密提出孔外，巖石不軟化，樁底無沉碴，樁端承載力提高幅度大。（二）、承載力提高幅度：以常用的水下鉆孔樁和沉管灌注樁作比較，僅從鉆孔工藝方面分析，單樁摩阻比沉管樁提高20%～30%，端阻比鉆孔樁提高100%～150%。以下摘錄《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》表5.2.8.1和5.2.8.2中粉土、中砂、礫砂、三層土列表比較。比較內(nèi)容土層極限側(cè)阻標準值（KPa）10m內(nèi)樁極限端阻標準值（KPa）沉管灌注樁壓灌砼樁水下鉆孔樁壓灌砼樁粉土32～5040～60650～9001400～1900中砂42～5850～701300～14002800～3000礫砂92～110110～1301500～25003200～5300再考慮壓灌砼的影響，與普通鉆孔灌注樁比較，該種樁單樁承載力同等條件下可提高30～50%。（三）、長螺放鉆孔壓灌超流態(tài)砼樁的經(jīng)優(yōu)勢①單樁承載力提高30～50%，樁身砼量至少減少30～50%。②由于單樁承載力提高，同樣密度樁徑可以變少，這樣可以縮小樁連梁及承臺尺寸，減少基礎(chǔ)鋼筋砼量。③無泥漿污染，為業(yè)主單位節(jié)約處理泥漿的一切費用。④成樁速度快，帶來巨大的工期效益。⑤樁身質(zhì)量好，合格率高，有很大的質(zhì)量效益。3、工程特性CFG樁復合地基的工程特性如下：①CFG樁復合地基承載力提高較大，而且可調(diào)性強。CFG樁長可以從幾米到20多米，可全樁發(fā)揮樁的側(cè)阻力，樁承擔的荷載占總荷載的百分比可在40%～70%之間變化，使得復合地基承載力具有很大可調(diào)性。進行設(shè)計時，可通過改變CFG樁的樁長、樁距等來達到不同的復合地基承載力；②碎石樁復合地基，處理后承載力提高系數(shù)一般在1.2～1.6之間，而在同樣的地質(zhì)條件下，CFG樁復合地基的承載力提高系數(shù)可以高達2倍以上。特別是天然地基承載力較低，而設(shè)計要求的承載力較高，用柔性樁復合地基一般難以滿足設(shè)計要求，CFG樁復合地基則比較容易實現(xiàn)；③CFG樁復合地基具有剛?cè)嵯酀氖芰μ卣?，對柔性樁，它們主要是通過有限的樁長(6～10d)傳遞垂直荷載，當樁長大于某一數(shù)值后，樁傳遞荷載的作用已顯著減小。而CFG樁則像剛性樁一樣，可全樁長發(fā)揮側(cè)阻，樁落在好的土層上還具有明顯的端承作用。這樣就可以通過增加樁長或改變樁端持力層的方式，使其進入較堅硬的土層來提高CFG樁復合地基的承載力，以滿足不同的設(shè)計要求；④CFG樁同其它剛性樁一樣，具有樁體的剛度及變形模量遠大于樁間土的共同特點。通過何種構(gòu)造措施來有效地、可靠地協(xié)調(diào)兩者的變形，是確保CFG樁土共同工作能否在荷載作用下形成復合地基的關(guān)鍵。因此，通常情況下，在樁頂和基底間設(shè)置褥墊層，有效地調(diào)節(jié)了樁與樁間土在荷載作用下的變形。從而確保樁與樁間土的共同工作。這充分顯示出CFG樁復合地基的柔性樁特征。另外，CFG樁由于采用長螺旋鉆施工成樁工藝，因此，樁基礎(chǔ)施工時，以樁尖到巖面或最大樁長為控制標準。這樣就避免了斷樁問題。同時，由于采用復合地基的設(shè)計理論，樁端的應(yīng)力通常不大，因此，一般情況下不需對溶洞進行處理，只要對土洞進行處理即可。三、長螺旋鉆孔壓灌施工工藝施工準備定位放線鉆機成孔制備樁料壓灌成樁轉(zhuǎn)移鉆機樁體養(yǎng)護質(zhì)量檢驗1)施工準備施工前機械設(shè)備、材料進場；有關(guān)施工人員到崗；由技術(shù)人員、安全員組織進行技術(shù)與安全交底，使施工作業(yè)人員明確設(shè)計與施工要求，增強安全生產(chǎn)意識；并由技術(shù)人員安排專人負責質(zhì)檢與記錄工作。2)施工設(shè)備：長螺旋鉆孔壓灌樁機械進場后，應(yīng)及時進行安裝及調(diào)試工作，確保成孔鉆機行走平穩(wěn)，運轉(zhuǎn)正常。在鉆機支架立柱上根據(jù)深度要求標注控制尺寸標記。3)施工參數(shù)與試成樁：施工人員要明確鉆孔壓灌樁的樁徑、有效樁長、樁體強度、樁頂標高等設(shè)計控制參數(shù)。4)定位放線以甲方提供的軸線為基準，由工程技術(shù)人員從軸線控制點引放樁位點，經(jīng)監(jiān)理工程師驗線合格后，才能施工。5)成孔鉆機就位后應(yīng)調(diào)整平穩(wěn)，施工作業(yè)人員應(yīng)從鉆機正面與側(cè)面兩個相互垂直方向，采用吊錐線或利用鉆機平臺用水平尺進行垂直檢查，及時調(diào)整鉆機位置，保證鉆具垂直，并將鉆頭錐尖對準樁位中心點。同時檢查鉆頭兩側(cè)閥門應(yīng)開筏自如，成孔階段應(yīng)保證鉆頭兩側(cè)閥門密閉。啟動鉆機，旋轉(zhuǎn)鉆具進行成孔施工。成孔時作業(yè)人員應(yīng)從兩側(cè)垂直方向，采用鉆機柱吊掛垂線的方法，檢查鉆具成孔時的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏斜及時進行調(diào)整，以保證鉆孔的垂直度。成孔深度應(yīng)滿足設(shè)計要求，可利用在鉆機立柱上施劃尺寸標記或其它方法進行施工深度控制。對成孔時鉆出土及時清理，以保證場地道路通暢、平整，便于鉆孔壓灌鉆機轉(zhuǎn)移作業(yè)及壓灌成樁樁頂控制。6)配制樁料鉆孔壓灌樁的施工配合比應(yīng)以實驗室配合比試驗報告提供的材料配合比為標準。施工時應(yīng)在樁料制備現(xiàn)場明顯位置懸掛牌子，明示樁料配合比與每盤樁料配合比要求。對砂、碎（礫）石等散體材料，應(yīng)過磅計量；對水泥等袋裝材料，可以袋裝注明重量計量，但需對袋裝注明重量與實際重量是否一致進行檢查，以確定增減數(shù)量；對水可用鐵皮桶施劃刻度線的容積法計量，也可用抽水泵自動定時控制法計量。樁體材料必須使用攪拌機進行拌制，將樁料所需各種材料按配合比要示分別計量后倒入攪拌機內(nèi)充分拌和，每盤料攪拌時間一般不少于2分鐘。把拌制合格的樁料運到混凝土輸送泵集料斗內(nèi)待用，樁料應(yīng)可能隨時拌制隨時使用，一般情況下，樁料的待用時間不得超過0.5小時。每班組每天制作一組試塊，在試塊上標明制作日期，并盡可能進行標準養(yǎng)護。每作業(yè)班組應(yīng)對拌制樁料的數(shù)量作好記錄工作，并填寫《混凝土（混合料）工程攪拌記錄表》。7)壓灌成樁當鉆機鉆孔到要求深度后停止鉆孔，同時啟動混凝土輸送泵向鉆具內(nèi)輸送樁料，待樁料輸送到鉆具底端將鉆具慢慢上提0.1～0.3m，觀察混凝土輸送泵壓力有無變化，以判斷鉆頭兩側(cè)的閥門是否打開，在確認鉆頭兩側(cè)的閥門已經(jīng)打開，輸送樁料順暢后，方可開始壓灌成樁工作。壓灌成樁時，邊泵送樁料邊提拔鉆具，輸送泵每泵一次，鉆具的提升高度需按試樁確定的提升量進行控制。壓灌成樁過程中提鈷與輸送樁料應(yīng)自始至終密切配合，鈷具底端出料口不得高于孔內(nèi)樁料的液面，壓灌成樁必須一次連續(xù)灌注完成。壓灌成樁樁頂高應(yīng)高于設(shè)計樁頂標高0.5-0.8m。施工時，記錄員應(yīng)按《鉆孔壓灌樁施工記錄表》要求內(nèi)容做好成樁施工記錄工作。一根樁施工完成后，轉(zhuǎn)移鉆機到下一樁位，繼續(xù)進行壓灌成樁工作。班組長、項目技術(shù)負責人應(yīng)對每班記錄的《混凝土（混合料）工程攪拌記錄表》、《鉆孔壓灌樁施工記錄表》進行檢驗查，核實無誤后簽字。8)關(guān)鍵和特殊過程在通常情況下鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵過程為制備樁料，控制方法施工工序.9)特殊過程為壓灌成樁，控制方法見施工工序（5）。10)冬季施工措施當室外日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于50C時，即進入冬季施工期，必需具備冬施條件后方可進行地基處理施工。冬季施工應(yīng)嚴格遵守中華人民共和國行業(yè)標準《建筑工程冬季施工規(guī)程》。地基處理冬施措施一般可從樁料配合比、施工用水溫度、控制原材料質(zhì)量、施工現(xiàn)場保溫等幾方面采取措施予以解決。在申請施工配合比試驗時，應(yīng)要求添加防凍劑。當配制樁料用水的水溫較低時，不能保證用其配制出的樁料在（入孔）成樁前不低于50C，則應(yīng)采用電加熱、煤碳加熱等方法對配制樁料用水進行適當加溫，以保證配制的樁料成樁前不低于5度。應(yīng)盡可能的調(diào)運清潔干砂、碎石（礫、卵）石，當只能調(diào)運到濕砂、碎石（礫、砂）時，有條件時應(yīng)將濕砂、（卵、礫）進行烘干后使用。如無烘干條件，則應(yīng)保證砂、碎石不含冰、雪、凍結(jié)塊及其它易凍裂物質(zhì)，當存在結(jié)塊時，必須將結(jié)塊拍碎后方可使用，且適當調(diào)整配制樁料時的用水量。施工現(xiàn)場應(yīng)預留有足夠的防凍覆蓋土層厚度（大于等于凍土層厚度），避免地基處理施工后的樁體和樁間土受凍破壞，保證地基處理施工質(zhì)量。11)施工質(zhì)量要求(1)鉆孔鉆孔質(zhì)量檢驗應(yīng)在成孔作業(yè)中及時進行，并如實填寫《鉆孔灌注樁施工質(zhì)量檢查記錄表》；孔徑允許偏差±20㎜；孔深允許偏差±300㎜。施工中可能隨時使用鋼尺測量，當鉆孔孔深偏差在于-300㎜時，應(yīng)重新孔至要求深度?？孜恢行囊圃试S偏差±50㎜。施工中可隨時使用鋼尺測量鉆孔中心與孔位中心控制軸線的距離，當孔位中心位移超過允許偏差值時，應(yīng)及時查明原因并加以糾正，采取有效措施進行控制。成孔垂直偏差1.5H/100。施工中可隨時使用吊線和尺量方法進行檢查，當發(fā)現(xiàn)成孔垂直偏差在于允許偏差值時，應(yīng)及時查明原因并加以糾正，采取有效措施進行控制。(2)制備樁料制備樁料質(zhì)量檢驗應(yīng)在攪拌現(xiàn)場根據(jù)工程施工配合比要求隨時進行，并如實填寫《鉆孔灌注樁施工質(zhì)量檢查記錄表》。水泥允許偏差±2%，采用稱重法進行檢查。碎（卵）石允許偏差±3%，。采用稱重法進行檢查。砂子允許偏差3%，。采用稱重法進行檢查。水可用體積法法進行檢查。水灰比允許偏差±2%?？捎皿w積法、稱重法進行檢查。(3)成樁成樁質(zhì)量檢驗應(yīng)在成樁施工完成后及時進行，并如實填寫《孔灌注樁施工質(zhì)量檢查記錄表》灌注量允許偏差—5%；樁徑允許偏±20%～50㎜；樁長允許偏差±100%～300㎜；樁體強度在于設(shè)計強度。四、各樁型特點對比按現(xiàn)行《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》的成樁方法分類,有非擠土樁（包括螺旋干作業(yè)法，泥漿護壁法，套管護壁法），擠土樁（預制樁，沉管灌注樁等）兩類機械施工樁，還有人工挖孔樁。這些樁型除預制外都是先鉆孔再下鋼筋籠最后灌注砼的傳統(tǒng)施工方法，這些樁在護壁、砼灌注、承載力等方面有許多不足，具體如下：A、預制樁：配筋率太高，密實砂層沉入困難，無法入巖，有震動噪音污染，樁長超過15m時需接樁，每立方造價不低于1000元。B、沉管灌注樁：遇砂層沉管困難，常出現(xiàn)偏樁，縮經(jīng)，砼離析等缺陷，有震動躁音污染，樁徑大于500mm不能施工。C、普通螺旋干鉆孔灌注樁：先成孔后灌砼、孔底沉碴易超標，僅能用于無地下水的地層中。D、泥漿護壁鉆孔灌注樁：泥漿護壁降低土側(cè)摩阻，樁端沉碴易超標從而使承載力降低，成孔效率極低，存在泥漿污染。E、人工挖孔樁：流砂涌水地層中護壁困難，人工灌注砼質(zhì)量不易