CFG樁的施工工藝詳解

來源：發(fā)布時(shí)間：2停泵待料；沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按CFG樁復(fù)合地基施工CFG樁(鉆孔壓灌素混凝土樁)復(fù)合地基為近幾年研究采用的一種新型地基處理方案，法施工簡單、速度快、質(zhì)量便于控制。某工程中采用此技術(shù)，且開創(chuàng)了首次在總高度超過100m的工程中運(yùn)用術(shù)，效果良好。一、工程概況某工程總建筑面積約23），計(jì)要求：1.建筑物主樓最終沉降量≤80mm；2.建筑物最大傾斜≤總高度的0.8‰；3.不考慮地下室的抗備：水泥：32.5#普通硅酸鹽水泥；碎石：粒徑5-20mm；砂子：細(xì)中砂，含泥量≤5%；粉煤灰。3.工單位測量人員對(duì)基槽槽地底標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，根據(jù)總包單位提供的控制軸線定出2個(gè)軸線控制點(diǎn)。），摘要：采用水泥粉煤灰碎石樁對(duì)場內(nèi)雜填土等軟弱地基進(jìn)行復(fù)合地基處理，提高地基承載力至設(shè)計(jì)要求。本文工程實(shí)例闡述水泥粉煤灰碎石樁的施工技術(shù)及實(shí)施效果。某工程占地面積為48000m2，場地平坦。場地的原始地形：東西部為山丘，中部和北部為沖溝和水塘，從向下，0～20m內(nèi)均為河流階地第四系沖積物，主要為粘土、砂礫、圓礫等，在中部和北部雜填土的厚度較達(dá)8.20m。采用CFG樁對(duì)場內(nèi)雜填土等軟弱地基進(jìn)行復(fù)合地基處理，提高地根據(jù)鉆探資料，場地自地面以下20m內(nèi)主要為河流階地第四系沖積物，自上而下分別為：①雜填土：主要由粘土、粉粘土等組成，含磚石碎塊雜物等，稍濕，可塑。大部分為多年老填土，填筑時(shí)②淤泥質(zhì)粘土：以粘土為主，含少量腐植有機(jī)質(zhì)及少量粉細(xì)砂，很濕，軟塑～可塑，僅場區(qū)北部有分布，③粘土：以粘土為主，含少量粉粒，底部含粉粒稍多。稍濕，硬塑～堅(jiān)硬，分布普遍。④粉質(zhì)粘土：以粉粒和粘粒為主，含少量細(xì)砂、粉砂，底部有粗砂和和少量小礫石。稍濕，可塑。場區(qū)中部分布較穩(wěn)定，西部分布變化較大。場地范圍內(nèi)及臨近無任何地表水體，湘江位于場地西側(cè)約3公里以外。場地內(nèi)礫粗砂、中砂、圓礫層屬弱孔隙潛水，為場地主要含水層：上部雜填土、淤泥質(zhì)粘土中含微弱上層滯水；粘土、粉質(zhì)粘土、含粘性土砂礫水泥粉煤灰碎石樁簡稱CFG樁。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁，和土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。它不同于簡單的碎石樁，碎石樁是由松散的碎石組成，在荷載作用下將會(huì)產(chǎn)脹變形，當(dāng)樁周土為強(qiáng)度較低的軟粘土?xí)r，樁體易產(chǎn)生鼓脹破壞；而且碎石樁僅在上部約3倍樁徑長度的范圍遞荷載，超過此長度，增加樁樁長承載力提高不顯著。而CFG樁可充分利用樁間土的承載力，共同作用，并可荷載到深層地基中去，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果。CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，用于處理軟弱地基時(shí)常采用振動(dòng)沉管法施工，適用于多種地質(zhì)條件和該技術(shù)具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制，工程造價(jià)低廉等特點(diǎn)。CFG樁（振動(dòng)沉管法）施工工藝，單打法是最基本的工法。分為移機(jī)就位、沉管造孔、填料加密和成樁四序，其中分層填料加密是關(guān)鍵工序。其工藝流程如下圖。施工時(shí)，根據(jù)土質(zhì)情況和荷載要求，分別選用單打法、復(fù)打法等。CFG樁目前一般是采用振動(dòng)沉管灌注成由于它是一項(xiàng)新興發(fā)展起來的地基處理技術(shù)，工程施工經(jīng)驗(yàn)尚不夠成熟，施工前進(jìn)行了試樁，數(shù)量為9根，經(jīng)樁確定的有關(guān)技術(shù)參數(shù)后，再精心組織正常施工。樁位的施工流水順序,依次向后退打，以有利于保護(hù)先施工的樁不被擠壞或擠歪。施工順序考慮隔排樁跳打隔一根樁位），施工新樁時(shí)與已打樁間隔時(shí)間不少于7天。嚴(yán)格選擇原材料，水泥選用大廠生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)32.5強(qiáng)度等級(jí)普通硅酸鹽水泥，選擇潔凈的河砂、卵石、Ⅱ級(jí)粉入的粉煤灰主要是改善拌和物的和易性，提高樁的施工質(zhì)量?；旌狭吓浔葒?yán)格執(zhí)行規(guī)范規(guī)定，碎石和中砂含雜質(zhì)不大于5%。按設(shè)計(jì)配合比配制混合料，投入攪拌機(jī)加和，加水量由混合料的坍落度控制，一般坍落度為30-50mm，成樁后浮漿厚度一須均勻，每盤攪拌時(shí)間不得少于60s。后臺(tái)設(shè)磅秤計(jì)量裝置，保證砂、石、粉煤灰計(jì)量準(zhǔn)確。樁機(jī)就位須平整、穩(wěn)固，調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。采用活瓣式樁尖和D325mm樁1）沉管過程中注意樁機(jī)的穩(wěn)定，嚴(yán)禁傾斜和錯(cuò)位。沉管過程中做好記錄，激振電流每沉1m記錄本一次和沉管的總時(shí)間，嚴(yán)格控制最后30s電機(jī)的電流電壓值。并對(duì)土層變化處理應(yīng)特別說明，直到沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高。2）沉管過程中觀察沉管的下沉速度是否正常，沉管是否有擠偏現(xiàn)象，若有異常情況應(yīng)分析原因，及時(shí)采3）當(dāng)沉管到達(dá)設(shè)計(jì)深度或持力層時(shí)，應(yīng)判定該并經(jīng)設(shè)計(jì)認(rèn)可的要求，滿足了這些要求和規(guī)定，方可終止沉管。該工程控制貫入度標(biāo)準(zhǔn)為每30秒加壓一次，1）沉管達(dá)到要求深度后，立即填灌樁芯混合料，盡量減少間隔時(shí)間。填料前檢查沉管內(nèi)是否吞進(jìn)樁尖或進(jìn)泥。若存在則及時(shí)處理。2）在沉管過程中可用料斗進(jìn)行空中投料。待沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高后須盡快投料，直到管內(nèi)混合料面與鋼管投料齊。如上料量不夠，須在拔管過程中空中投料，以保證成樁樁頂、樁高滿足設(shè)計(jì)要求?？刂乒軆?nèi)混合料面不低3）填料量應(yīng)按沉管外徑和樁長計(jì)算出的體積再乘上充盈系數(shù)值（大于1.3）。數(shù)小于1，則可認(rèn)為樁身可能存在縮徑或斷樁隱藏患，應(yīng)及時(shí)研究補(bǔ)救措施。3）若發(fā)現(xiàn)樁身填料面低于設(shè)計(jì)院標(biāo)高，應(yīng)立即補(bǔ)填填料使其頂面高于設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m，并用振搗器振實(shí)。填料時(shí)，應(yīng)將樁頂上的浮土清理干凈，必要時(shí)可向孔內(nèi)先插入鋼模，再清理浮土。4）確認(rèn)成樁符合設(shè)計(jì)要求后用粒狀材料或混粘土封頂，然后移機(jī)繼續(xù)下一根樁施工。3CFG樁復(fù)合地基在施工中的質(zhì)量控制為保證CFG樁復(fù)合地基的施工質(zhì)量，應(yīng)控制好以下幾個(gè)問題：1）選用合理的施工機(jī)械設(shè)備。在施工準(zhǔn)備階段，必須詳細(xì)了解地質(zhì)情況，從而合理地選用施工機(jī)械。這2）深入了解地質(zhì)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(duì)CFG樁復(fù)合地基的質(zhì)關(guān)重要，不合理的施工工藝將造成重大的質(zhì)量問題，甚至導(dǎo)致質(zhì)量事故，而要選擇確定合理的施工工藝必須體情況，控制施工工藝，發(fā)現(xiàn)特殊情況，做出具體的改變。形成橢圓或不規(guī)則形態(tài)，產(chǎn)生嚴(yán)重的縮頸和斷樁。此時(shí)，應(yīng)采用隔樁跳打施工方案。而在飽和的松散粉土中施由于松散粉土振密效果好，先打樁施工完后，土體密度會(huì)有顯著增加。而且，打的樁越多，土的密度越大。在新樁時(shí)，一是加大了沉管難度，二是非常容易造成已打樁斷樁，此時(shí)，隔樁跳打亦不宜采用。當(dāng)滿堂布樁時(shí)，不宜從四周轉(zhuǎn)向內(nèi)推進(jìn)施工，宜從中心向外推進(jìn)施工，或從一邊向另一邊推進(jìn)施工。樁項(xiàng)浮漿過多，樁身強(qiáng)度不足和形成混和料離析現(xiàn)象，導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不足。故施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制拔管速率。5秒，提高樁頂混合料密實(shí)度。上部用土封項(xiàng)，增大混合料表面的高度即增加了自重壓力，可提高混合料抵圍土擠壓的能力，避免新打樁振動(dòng)導(dǎo)致已打樁受振動(dòng)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(dǎo)身摻土影響樁身質(zhì)量，應(yīng)避免反插。3)加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測。在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，以便針對(duì)性地采取有效措施，有制成樁質(zhì)量，重點(diǎn)應(yīng)做好以下幾方面的監(jiān)測：①施工場地標(biāo)高觀測。施工前要測量場地的標(biāo)高，并注意測點(diǎn)應(yīng)有足夠的數(shù)量和代表性。打樁過程中則要測量地面是否發(fā)生降起。因?yàn)閿鄻冻：偷乇砺∑鹣嗦?lián)系。②已打樁樁頂標(biāo)高的觀測。施工過程中注意已打樁樁頂標(biāo)高的變化，尤其要注意觀測樁距最小部位的樁。在打新樁時(shí)，量測已打樁樁頂?shù)纳仙?，可估算樁徑縮小的數(shù)值，以判斷是否產(chǎn)生縮徑。③對(duì)有懷疑的樁的處理。對(duì)樁頂上升量較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量問題的樁應(yīng)開挖查看，并做出必要的處理。4結(jié)論與效果CFG樁復(fù)合地基是在碎石樁加固地基法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基處理技術(shù)。由于CFG樁改善了碎石剛性，使其不僅能很好地發(fā)揮全樁的側(cè)阻作用，同時(shí)也能很好地發(fā)揮其端阻作用。CFG復(fù)合樁與樁基相比，CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力。工程造價(jià)一般為樁3.施工準(zhǔn)備24.施工方法24.5混合料坍落度35.施工質(zhì)量控制45.4大直徑預(yù)制樁尖的采用46.質(zhì)量檢驗(yàn)46.2單樁和復(fù)合地基檢驗(yàn)47.常見問題及施工措施4CFG樁即水泥粉煤灰碎石樁，是在碎石樁基礎(chǔ)上加進(jìn)一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一種具有粘結(jié)強(qiáng)度的樁。其施工工藝與普通沉管碎石樁基本相同。于各種粒度Al2O3和SiO2、的含量，CaO對(duì)粉煤灰的活性也極為有利。粉煤灰的粒度組成是影響粉煤灰質(zhì)主要指標(biāo)，一般粉煤灰越細(xì)，球形顆粒越多，因而水化及接觸界面增加，容易發(fā)揮粉煤灰的活性。摻入一定數(shù)量的石屑是填充碎石的孔隙，使其級(jí)配良好。石屑宜選用與同一種碎石原料進(jìn)行加工，摻入的數(shù)量一般采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量優(yōu)良，新鮮無結(jié)塊。振動(dòng)打樁機(jī)是振動(dòng)沉管法施工的主要機(jī)具。目前國產(chǎn)型號(hào)有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60／DZ120等，對(duì)于地質(zhì)2.2.3加料可用架子車或小翻斗車完成，按一次不超過0.5立方計(jì)算需要運(yùn)輸工具的數(shù)量。施工前，應(yīng)作好以下準(zhǔn)備工作：3.1認(rèn)真核對(duì)施工現(xiàn)場地質(zhì)情況，防止施工時(shí)沉管振動(dòng)破壞；3.2按設(shè)計(jì)要地求布置樁位，繪出布樁平面圖，標(biāo)出打樁順序和注明樁位編號(hào)，具體施工注意事項(xiàng)應(yīng)詳加說明；3.3對(duì)現(xiàn)場及鄰近的地下管線、地上建筑物等應(yīng)事前進(jìn)行清理；3.4搞好現(xiàn)場測量工作，水準(zhǔn)控制點(diǎn)及平面控制點(diǎn)應(yīng)按測規(guī)要求引至現(xiàn)場，以控制樁的調(diào)程及位置；3.5完成施工現(xiàn)場“三通一平”工作，保證沉管機(jī)械進(jìn)場。4.施工方法CFG樁施工前，一般須進(jìn)行試驗(yàn)，以便確定成樁有關(guān)技術(shù)參數(shù)，待參數(shù)確定后再行組織施工。其施工工藝如右圖所示。⑴樁機(jī)就位須水平、穩(wěn)固、調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%；⑵若采用預(yù)制鋼筋混凝土樁尖，需埋入地表以下300mm左右；⑶啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，開始沉管過程中注意調(diào)整樁機(jī)的穩(wěn)定，嚴(yán)禁傾斜和錯(cuò)位；⑷沉管過程中須作好記錄。激振電流每沉1m記錄一次，對(duì)土層變化處應(yīng)特別說明，直到沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高。⑴在沉管過程中可用料斗進(jìn)行空中投料。待沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高后須盡快投料，直到管內(nèi)混合料面與鋼管料口平齊⑵如上料量不多，須在拔管過程中進(jìn)行孔中投料，以保證成樁樁頂標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求；⑶混合料配比應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件規(guī)定執(zhí)行，碎石和石屑含雜質(zhì)不大于5%；樁頂浮漿厚度一般不不超過200mm;⑸混合料的攪拌須均勻，攪拌時(shí)間不得小于1min。⑴當(dāng)混合料加至鋼管投料口平齊后，開動(dòng)電動(dòng)機(jī)，沉管原地留振10s，然后邊振動(dòng)邊拔管；⑶當(dāng)樁管拔出地面，確認(rèn)樁符合設(shè)計(jì)要求后用粒狀材料或濕粘土封頂，然后移機(jī)繼續(xù)下一根樁施工。連續(xù)施打可能造成的缺陷是樁徑被擠扁或縮頸，但很少發(fā)生樁完全斷開；跳打一般很少發(fā)生已打樁樁徑被擠小頸現(xiàn)象，但土質(zhì)較硬時(shí)，在已打樁中間補(bǔ)打新樁時(shí)，已打樁可能被振斷或振裂。在軟土中，樁距較大可采用隔樁跳打；在飽和的松散粉土中施打，如樁距較小，不宜采用隔樁跳打的方案；滿樁，無論樁距大小，均不宜從四周向內(nèi)推進(jìn)施工。施打新樁時(shí)與已打樁間隔時(shí)間不應(yīng)小于7天。為避免樁頂浮漿過多，混合料坍落度一般為3～5cm。所謂保護(hù)樁長是指成樁時(shí)預(yù)先設(shè)定加長的一段樁長，基礎(chǔ)施工時(shí)將其剔掉。保護(hù)樁長越長，樁的施工質(zhì)量越容易控制，但浪費(fèi)的料也就越多。設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高離地表距離不大于1.5m時(shí)，保護(hù)樁長可取50～70cm，上部用粒狀材料封頂直到地表。CFG樁施工完畢待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度（一般為7天左右），方可進(jìn)行基槽開挖。在基槽開挖中，如果設(shè)計(jì)樁頂距地面不深（一般不大于1.5m），宜考慮采用人工開挖，不僅可防止對(duì)樁體和樁間土產(chǎn)生不良影響，而且經(jīng)行；如果基槽開挖較較深，開挖面積大，采用人工開挖不經(jīng)濟(jì)，可考慮采用機(jī)械和人工聯(lián)合開挖，但人工開為了調(diào)整CFG樁和樁間土的共同作用，宜在基礎(chǔ)下鋪設(shè)一定厚度的褥墊層，其鋪墊厚度應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)定辦理材料多為粗砂、中砂或級(jí)配砂石，限制最大粒么不超過3cm。施工時(shí)先虛鋪，再采用靜力壓實(shí)，當(dāng)樁間土含水量不大時(shí)也可夯實(shí)。樁間土含水量較高，特別是高靈敏度土，意施工擾動(dòng)對(duì)樁間土的影響，以避免產(chǎn)生橡皮土。5.施工質(zhì)量控制⑴打樁過程中隨時(shí)測量地面是否發(fā)生隆起，因?yàn)閿鄻冻３：偷乇砺∑鹣嗦?lián)系；⑵打新樁時(shí)對(duì)已打但尚未結(jié)硬樁的樁頂進(jìn)行樁頂位移測量，以估算樁徑的縮小量；但這一處理方式應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況確定或設(shè)計(jì)文件有特別規(guī)定需做處理。靜壓振拔是指沉管時(shí)不啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，借助樁機(jī)自重將沉管沉至預(yù)定標(biāo)高，填料后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)拔管。對(duì)飽和用這一技術(shù)對(duì)保證施工質(zhì)量是有益的。5.4大直徑預(yù)制樁尖的采用在軟土地區(qū)，當(dāng)樁長范圍內(nèi)樁端有可能落在好的土層上時(shí)，可采用比通常用的更大的預(yù)制樁尖，樁尖的直徑增CFG樁施工結(jié)束后，應(yīng)間隔一定時(shí)間方可進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。一般養(yǎng)護(hù)齡期可取28天。樁間土質(zhì)量檢驗(yàn)可用標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探和鉆孔取樣等試驗(yàn)對(duì)樁間土進(jìn)行處理前后的對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)砂性土地基用標(biāo)準(zhǔn)貫入或動(dòng)力觸探等方法檢測擠密程度。6.2單樁和復(fù)合地基檢驗(yàn)可采用單樁載荷試驗(yàn)、單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)進(jìn)行處理效果檢驗(yàn)。檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量可按處理面積大小取2～47.常見問題及施工措施振動(dòng)沉管CFG樁施工時(shí),對(duì)土體擾動(dòng)較大，而不同密度的土受到擾動(dòng)后，承載力變化也不一樣，對(duì)密實(shí)較高的如采用振動(dòng)沉管成樁工藝,振動(dòng)使土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞,承載力反而可能下降。在飽和軟土中沉樁時(shí),樁機(jī)的振動(dòng)力較小,當(dāng)采用連打作業(yè)時(shí),新打樁對(duì)已打樁的作用主要表現(xiàn)為擠壓,使得已打擠壓成不規(guī)則形狀,影響承載力,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成縮頸和斷樁。而在上部有較硬土層或中間夾有硬土層的土中樁機(jī)振動(dòng)較大,會(huì)對(duì)已打樁產(chǎn)生振動(dòng)破壞。采用跳打法時(shí),若已打樁硬結(jié)強(qiáng)度又不太高,在中間補(bǔ)樁時(shí),已打樁可振裂口樁機(jī)卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)沉管線速度太快時(shí),為控制平均速度,一般采用提升一級(jí)距離,停下留振一段時(shí)間,非留振時(shí)速度太快可能導(dǎo)致縮樁或斷樁。拔管速度太慢或留振時(shí)間過長,都會(huì)使樁端水泥含量少,樁頂浮漿過多,混合料也容易產(chǎn)生離析,造成樁身強(qiáng)度不均勻。當(dāng)采用活瓣樁靴成樁時(shí),可能出現(xiàn)的問題是樁靴開口寬度不夠,混合料下落不充分,造成樁端與土接觸不密實(shí)或樁段樁徑偏小。若采用反插法施工,如果樁管不垂直,反插時(shí)使土體與樁體材料混合,造成樁身摻土等缺陷。施工措施由于振動(dòng)沉管CFG樁容易出現(xiàn)以上種種缺陷,因此為保證質(zhì)量,應(yīng)盡量做到:工藝試驗(yàn)的目的是考查設(shè)計(jì)的樁距和