CFG樁的施工工藝
來源: 發(fā)布時間:2011-1-13 1:48:48 |
水泥粉煤灰碎石的施工,,應(yīng)按設(shè)計要求和現(xiàn)場條件選用相應(yīng)施工工藝,,并應(yīng)按照國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范執(zhí)行: (1)長螺旋鉆孔灌注成樁,,適用于地下水位以上的粘性土、粉土,、人工填土地基,; (2)泥漿護壁鉆孔灌注成樁,,適用于粘性土、粉土,、砂土,、人工填土、碎石(礫)石土及風化巖層分布的地基,; (3)長螺旋鉆孔,、管內(nèi)泵壓混合料成樁,適用于粘性土,、粉土,、砂土等地基,以及對噪音及泥漿污染要求嚴格的場地,; (4)沉管灌注成樁,,適用于粘性土、粉土,、淤泥質(zhì)土人工填土及無密實厚砂層的地基,。
2、 長螺旋鉆孔,、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工和沉管灌注成樁施工除應(yīng)執(zhí)行國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范外,,尚應(yīng)符合下列要求: (1)施工時應(yīng)按設(shè)計配比配置混合料,投入攪拌機加水量由混合料塌落度控制,,長螺旋鉆孔,、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工的塌落度以為180-200mm,沉管灌 注成樁施工的塌落度宜為30-50mm,成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm; (2) 長螺旋鉆孔,、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計深度后,,應(yīng)準確掌握提拔鉆桿時間,混合料泵送量應(yīng)同拔管速度相配合,,以保證掛內(nèi)有一定高度的混合料,,遇到飽 和砂土或飽和粉土層,不得停泵待料,;沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按均勻線速度控制,,拔管線速度應(yīng)控制在1.2-1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥質(zhì) 土,,拔管速度可適當放慢 (3)施工時,,樁頂標高應(yīng)高出設(shè)計樁頂標高,高出長度應(yīng)根據(jù)樁距,、布樁形式,、現(xiàn)場地質(zhì)條件和成 樁順序等綜合確定,一般不應(yīng)小于0.5m. (4)成樁過程中,,抽樣做混合料試塊,,每臺機械一天應(yīng)做一組(3塊)試塊(邊長為150mm的立方體),,標準養(yǎng)護28d,測定其抗壓強度; (5)沉管灌注成樁施工過程中應(yīng)觀測新施工樁對已施工樁的影響,,當發(fā)現(xiàn)樁斷裂并脫開時,,必須對工程樁逐樁靜壓,靜壓時間一般為3min,,靜壓荷載以保證使斷樁接起來為準,。
3、 復(fù)合地基的基坑可采用人工或機械,、人工聯(lián)合開挖。機械,、人工聯(lián)合開挖時,,予留人工開挖厚度應(yīng)由現(xiàn)場開挖確定,以保障及械開挖造成樁的斷裂部位不低于基礎(chǔ)底面標高,,且樁間土不受擾動,。
4、 褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實法,,當基礎(chǔ)底面下樁間土的含水量較小時,,也可采用動力夯實法。
5,、 施工中樁長允許偏差為100mm,樁徑允許偏差為20mm,垂直度允許偏差為1%.對滿堂布樁基礎(chǔ),,樁位允許偏差為0.5倍樁徑;對條形基 礎(chǔ),,垂直于軸線方向的樁位允許偏差為0.25倍樁徑,,順軸線方向的樁位允許偏差為0.3倍樁徑,對單排布樁樁位允許偏差不得大于60mm,。 質(zhì)量檢驗
1,、復(fù)合地基檢測應(yīng)在樁體強度滿足試驗荷載條件時進行,一般宜在施工結(jié)束2-4周后檢測,。
2,、復(fù)合地基承載力宜用單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗確定,復(fù)合地基載荷試驗方法宜符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定,,試驗數(shù)量不應(yīng)少于3個試驗點,。
3、對高層建筑或重要建筑,,可抽取總樁數(shù)的10%進行底應(yīng)變動力檢測,,檢驗樁身結(jié)構(gòu)完整性。 最后需要注意的是,,封頭是的規(guī)范,,和普通的灌注樁有點不同
碎石樁,、CFG樁施工工藝流程圖
一)施工準備:平整清理打樁場地,寬度再向處延伸3m,,保證樁基的施工位置,,作為施工的工作墊層。根據(jù)設(shè)計文件,,按樁間距布置準確測放樁位,,將打樁機及其配套機具運至施工現(xiàn)場安裝架高完好。
(二)根據(jù)該工程的地質(zhì)特性,,其成樁工藝宜采用逐步撥管法:
1. 樁管垂直對準樁位(活瓣樁靴閉合)
2. 啟動振動錘將樁管振動入土中,,達到設(shè)計深度,使樁管周圍的土進行擠密或擠壓,。
3. 沉管過程中做好記錄,,每沉 1m記錄電流表上電流一次,對土層變化處予以說明,。
4. 從樁管上端的投料漏斗加入料,,數(shù)量根據(jù)試樁確定。
5. 逐步撥管邊振邊撥管,,每撥管 1.0m—1.5m停止撥管而繼續(xù)振動,,停撥時間5—10S,直至將管撥出地面,。
碎石樁,、CFG樁施工工藝流程圖
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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,,該方法施工簡單、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的工程中運用此技術(shù),,效果良好,。 一、工程概況 某工程總建筑面積約23萬m2,,由四棟高檔塔式涉外公寓組成,,其中1#樓已施工完畢交付施工,現(xiàn)進行2#樓施工,,2#樓總建筑面積62089mm2,,地下三層,地上34層。主樓基礎(chǔ)為箱形基礎(chǔ),,主體結(jié)構(gòu)類型為全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu),。 2#樓工程總高度102m,設(shè)計±0.00相等于絕對標高38.5m,,基底標高為-15.86m,、-16.36m、-15.56m,,分別相等于絕對高程22.64m,、22.14m、21.94m,。 二,、CFG樁設(shè)計情況 (一)地質(zhì)勘測情況:基底持力層為細粉砂⑤層(局部為粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土⑥層),,其地基承載力標準值為220kpa,。 (二)CFG樁設(shè)計要求: 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. 不考慮地下室的抗浮問題。 4. 地基承載力需≥615 kpa,。 (三)CFG樁設(shè)計參數(shù): 樁 數(shù) 988根 平均樁長 11.5m 平均樁徑 420mm 混凝土 等 級 C20 單樁承載力標準值 750kN 樁 間 距 1.29×1.30m 1.39×1.36m 1.52×1.42m 褥 墊 層 150mm厚砂石褥墊層 (四)CFG樁復(fù)合地基承載力簡要驗算: 1. 復(fù)合地基范圍的面積為:1795.08m2 2. 復(fù)合地基承載力為: 750×988/1795.08+220=632.79 kPa>615 kPa(設(shè)計要求地基承載力) 地基承載力符合設(shè)計要求,。 三、施工工藝: (一)施工準備: 1. 主要設(shè)備機具準備: 長螺旋鉆機(45kW×2) 1臺,; 混 凝 土輸 送 泵 1臺 攪 拌 機 1臺 坍落度測筒 1個 試塊模具 2套 配 電 箱 1臺 經(jīng) 緯 儀 1臺 水 準 儀 1臺 2. 材料準備: 水泥:32.5#普通硅酸鹽水泥,; 碎石:粒徑5-20mm; 砂子:細中砂,,含泥量≤5%,; 粉煤灰。 3. 勞力準備: 施工總指揮 1人 技術(shù)負責 1人 質(zhì) 檢 員 1人 鉆機操作 6人 鉆機記錄 2人 鉆機指揮 2人 攪拌機操作 3人 上 料 20人 4. 現(xiàn)場條件 ⑴ 基槽開挖完畢,,預(yù)留土層厚度(300mm),,并辦理好中間驗收記錄。 ⑵ 總包單位對CFG樁施工單位做好測量交底,。(包括基槽的高程,、控制軸線網(wǎng)、等) ⑶ CFG樁施工單位測量人員對基槽槽地底標高進行復(fù)測,,根據(jù)總包單位提供的控制軸線定出2個軸線控制點,。 ............
第一節(jié) CFG樁地基加固 一、特點和適用范圍 CFG樁為樁體中摻加適量石屑,、粉煤灰和水泥加水拌和,,制成一種粘結(jié)強度較高的樁體,與樁間土和褥墊層一起構(gòu)成CFG樁復(fù)合地基。樁,,樁間土與基礎(chǔ)之間必須設(shè)置一定厚度的褥墊層,,即褥墊層是高粘結(jié)強度樁復(fù)合地基的一部分。 CFG 樁屬高粘結(jié)強度樁,,與素鹼樁的區(qū)別僅在于樁體材料的構(gòu)成不同,,在其受力和變形特性方面無什么區(qū)別。復(fù)合地基性狀和設(shè)計計算,,對其它高粘結(jié)強度樁復(fù)合地基都 適用,。CFG樁可適用于條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ),,也可用于筏基和箱形基礎(chǔ),。就土性而言,CFG樁可用于填土,、飽和及非飽和粘性土,,既可用于擠密效果好的土,又 可用于擠密效果差的土,。 二,、材料 CFG樁的骨干材料為碎石。石屑為中等粒徑骨料,,當樁體強度小于5MPa時,,石屑的摻入可使樁體級配良好,對樁體強度起重要作用,,相同碎石和水泥摻量,,摻入石屑可比不摻石屑強度增加50%左右。 其它材料為粉煤灰,、水泥,、及水,其中粉煤灰可使用樁體具有明顯的后期強度,。 三,、施工準備 1、資料和條件 (1)建筑物場地地質(zhì)勘探報告 (2) CFG樁布樁圖以及設(shè)計說明 (3)建筑物場地的水準控制點和建筑物位置控制坐標等資料 (4)具備”三通一平”條件 2,、技術(shù)措施 (1) 確定施工機具和配套設(shè)備,。 (2) 材料供應(yīng)計劃,標明所用材料的規(guī)格,、技術(shù)要求和數(shù)量,。 (3) 試成孔應(yīng)不少于2個,以復(fù)核地質(zhì)資料以及設(shè)計,、工藝是否適宜,,核定選用的技術(shù)參數(shù),。 (4)按施工平面圖放好樁位。 (5)確定施打順序 施打順序與土性與樁距有關(guān),。軟土中樁距較大,,可采用隔樁跳打,飽和的松散粉土中施工,,如果樁距較少,,不直采用樁跳打方案;滿堂布樁,,無論樁距大小,,均不宜從四周轉(zhuǎn)圈向內(nèi)推進施工。 (6)復(fù)核測量基線,、水準點及樁位,、CFG樁的軸線定位點。 (7)振動沉管機沉管表面應(yīng)有明顯的進尺標記(以米為單位),。 3,、施工設(shè)備:螺旋鉆機,混凝土輸送泵,,攪拌機,。 4、施工工藝 (1)樁機進入現(xiàn)場,,根據(jù)設(shè)計樁長,,沉管入土深度確定機架高度和沉管長度。 (2)樁機就位,,調(diào)整沉管與地面垂直,確保垂直度偏差不大于1%,。 (3)啟動馬達沉管到予定標高,,停機。 (4)沉管過程中做好記錄,,每沉1米記錄電流表電流一次,,見表1。 (5)停機后立即向管內(nèi)投料,,直到混合料與進料口齊平,,混合料設(shè)計配批經(jīng)攪拌機加水拌和,拌和時間不得少于1分鐘,,如粉煤灰用量較多,,拌和時間還要適當放長,落度要求3-5厘米,,成樁后浮漿厚度以不超過20厘米為宜,。 (6)啟動馬達,留振5-10秒,開始撥管,,撥管速度為1.2-1.5米/分鐘(拔管速度為線速)如遇淤泥或淤泥質(zhì)土,,拔管速率還可放慢。撥管過程中不允許反插,,如上料不足,,須在撥管過程中空中投料,以保證成樁后樁頂標高達到設(shè)計要求,,成樁后樁頂標高應(yīng)考慮計入保護樁,。 (7)沉營撥出地面,確認成樁符合設(shè)計要求后,,用粒狀材料濕粘土封頂,,然后移機進行下一根樁的施工。 (8)施工過程中,,抽樣做試塊,,試壓28大抗壓強度。 (9)待樁體達到一定強度(一般3-7天),,進行開槽及樁頭處理,。 (10)樁頭處理完畢后進行褥墊層鋪設(shè),褥墊層所用材料為級配砂石,,最大粒徑不超過3厘米,。褥墊層一般厚度10-30厘米,虛鋪后采用靜力壓實,,褥墊層高度比基礎(chǔ)寬度要大,,其寬出部分不直小于褥墊層的厚度。 5,、質(zhì)量要求,,安全措施及成品保護 (1)質(zhì)量要求 A、樁長允許差≤ 10cm B,、樁徑允許差≤ 2cm C,、垂直度允許差≤ l % D、樁位允許偏差: 滿堂紅布樁的基礎(chǔ)莖≤ 1/2 D 條基:垂直軸線方向≤ 1/4 D,,單排布樁不得大于6厘米,。 順軸線方向≤ 1/3 D,單排布樁不得大于1/4 D E,、 CFG樁施工完畢,,對樁進行低應(yīng)變樁身完整性檢測和單樁承載力檢測,樁身完整性隨機抽取樁數(shù)的10%,,靜載抽幾根即可,。樁的承載力,,必須達到樁的極限承載力。 (2)安全措施 A,、電器系統(tǒng)設(shè)專人負責,,配備電器保護裝置,隨時檢查,。 B,、設(shè)備定期檢修,鉆機,,混凝土泵,,攪拌機等必須由專職人員按操作規(guī)程操作。 C,、施工人員進入現(xiàn)場必須戴安全帽,。 D、施工前對施工人員進行專項交底,。 E,、現(xiàn)場設(shè)專職安全員,負貢現(xiàn)場安全施工,。 (3)成品保護 A,、CFG樁施工完畢,待樁基達到一定強度(一般3-7天)后可進行開槽,。 B,、土方開挖時不可對設(shè)計樁頂標高以下的樁體產(chǎn)主損害,盡量避免擾動樁間土,。 C,、剔除樁頭時先找出樁頂標高位置,用鋼釬等工具沿樁周向樁心逐次剔除多余的樁頭,,直到設(shè)計樁頂標高,,并把樁頂找平,不可用重錘或重物橫向擊打樁體,,樁頭剔至設(shè)計標高處,樁頂表面不可出現(xiàn)斜平面,。 D,、如果在基槽開挖和剔除樁頭時造成樁體斷至樁頂設(shè)計標高以下,必須采取補救措施,,可用C20豆石混凝土接樁至設(shè)計樁頂標高,,接樁過程中保護好樁間土,見下圖,。 6,、技術(shù)經(jīng)濟指標 CFG樁樁長可以從幾米到20多米,,并且可全樁長發(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% ~ 75%之間變化,,使得復(fù)合地基承載力提高幅度大并具有很大的可調(diào)性,。 CFG樁復(fù)合地基通過褥墊與基礎(chǔ)聯(lián)接,保證樁問土始終參與工作,,與傳統(tǒng)的樁基相比,,樁的數(shù)量可大大減少,且CFG樁不配筋,,樁體利用粉煤灰和石屑做為摻合料,,大大降低了工程造價。
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摘要:采用水泥粉煤灰碎石樁對場內(nèi)雜填土等軟弱地基進行復(fù)合地基處理,,提高地基承載力至設(shè)計要求,。本文通過工程實例闡述水泥粉煤灰碎石樁的施工技術(shù)及實施效果。 1基本概況 1.1工程概況 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,,從地面向下,,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大,,達8.20m,。采用CFG樁對場內(nèi)雜填土等軟弱地基進行復(fù)合地基處理,提高地基 承載力至設(shè)計要求,。 1.2工程水文地質(zhì)概況 1.2.1工程地質(zhì)條件 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,填筑時間大于20a,。該層在場地內(nèi)零散分布,。 ② 淤泥質(zhì)粘土:以粘土為主,含少量腐植有機質(zhì)及少量粉細砂,,很濕,,軟塑~可塑,,僅場區(qū)北部有分布,為原始水塘沉積物,。 ③ 粘土:以粘土為主,,含少量粉粒,底部含粉粒稍多,。稍濕,,硬塑~堅硬,分布普遍,。 ④ 粉質(zhì)粘土:以粉粒和粘粒為主,,含少量細砂、粉砂,,底部有粗砂和和少量小礫石,。稍濕,可塑,。場區(qū)中,、東部分布較穩(wěn)定,西部分布變化較大,。 ⑤ 含粘性土礫砂:由礫石,、砂、粘性土組成,。礫石含量25~48%,,最大粒徑30~40mm;砂含量25~35%,,以中,、粗砂為主;沖填物為粘性土,,約20~30%,。普遍分布。 ⑥ 含礫粗砂:以粗砂為主,,含礫石,、中砂和粘土質(zhì)。礫石最大粒徑20~30mm,,透水性中等,,中密~密實,濕,。普遍分布。 ⑦ 中砂:以中砂為主,,含細砂和粘土質(zhì),,下部含少量粗砂,,局部見小礫石。中密狀態(tài),,飽和,。僅西北角局部見。 ⑧ 圓礫:以礫石為主,,含量55~60%,,大小不均,最大粒徑40~50mm,;含砂35~40%,,以中砂和粗砂為主,含粘土質(zhì)5~10%,。中密~密實,,飽和。普遍分布,。 各層分布情況詳見表1: 1.2.2水文地質(zhì)條件 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,、圓礫層屬弱中等孔隙潛水,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,、含粘性土砂礫層為相對隔水層,。 1.3 水泥粉煤灰碎石樁簡介 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)強度樁,,和樁間土,、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,,在荷載作用下將會產(chǎn)生鼓脹變形,當樁周土為強度較低的軟粘土時,,樁體易產(chǎn)生鼓脹破壞,;而且碎石樁僅在上部約3 倍樁徑長度的范圍內(nèi)傳遞荷載,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,并可傳遞荷載到深層地基中去,,具 有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果,。 本工程采用振動沉管灌注樁機成孔,樁身混凝土強度等級為C20,,設(shè)計樁復(fù)合承載力值為200KPa,。CFG樁樁距為1.4m,排距為1.2m,。 2施工技術(shù) CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱,,用于處理軟弱地基時常采用振動沉管法施工,適用于多種地質(zhì)條件和工程項目,。 該技術(shù)具有施工速度快,、工期短、質(zhì)量容易控制,,工程造價低廉等特點,。 2.1 施工工藝流程 CFG樁(振動沉管法)施工工藝,單打法是最基本的工法,。分為移機就位,、沉管造孔、填料加密和成樁四道工序,,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,,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沉管灌注成樁,。由于它是一項新興發(fā)展起來的地基處理技術(shù),工程施工經(jīng)驗尚不夠成熟,,施工前進行了試樁,,數(shù)量為9根,經(jīng)試驗樁確定的有關(guān)技術(shù)參數(shù)后,,再精心組織正常施工,。 CFG樁工藝流程圖(圖1): 2.2施工工藝 2.2.1施工順序 樁位的施工流水順序,依次向后退打,以有利于保護先施工的樁不被擠壞或擠歪,。施工順序考慮隔排樁跳打(即隔一根樁位),,施工新樁時與已打樁間隔時間不少于7天。 2.2.2混合填料配制 嚴格選擇原材料,水泥選用大廠生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)32.5強度等級普通硅酸鹽水泥,,選擇潔凈的河砂,、卵石、Ⅱ級粉煤灰等,。施工前按設(shè)計要求由試驗室進行 了配合比試驗,配合比(1m3)為:水186.0kg,、水泥252.4kg,、中砂452.0kg、粉煤灰175.0kg,、礫石11350kg,;施工時按配 合比配制混合料,以保證混合料強度等同于C20混凝土,?;旌狭现袚饺氲姆勖夯抑饕歉纳瓢韬臀锏暮鸵仔裕岣邩兜氖┕べ|(zhì)量,。 混合料配比嚴格執(zhí)行規(guī)范規(guī)定,,碎石和中砂含雜質(zhì)不大于5%。按設(shè)計配合比配制混合料,,投入攪拌機加水拌和,,加水量由混合料的坍落度控制,一 般坍落度為30-50mm,,成樁后浮漿厚度一般不超過200mm,。混合料的攪拌須均勻,,每盤攪拌時間不得少于60s ,。后臺設(shè)磅秤計量裝置,保證砂,、石,、粉煤灰計量準確。 2.2.3 測量放線定樁位 在填土分層壓實后,,具備了處理條件時,,根據(jù)施工圖開始按照南北向間距1.20m,東西向間距1.40m,,“梅花型”布設(shè)測放CFG樁位,,并打入木樁與地面平齊。 2.2.4 移機就位 樁機就位須平整,、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樁管,,樁尖對準樁位,。 2.2.5 沉管造孔
1)沉管過程中注意樁機的穩(wěn)定,嚴禁傾斜和錯位,。沉管過程中做好記錄,,激振電流每沉1m記錄本一次和沉管所耗的總時間,嚴格控制最后30s電機的電流電壓值,。并對土層變化處理應(yīng)特別說明,,直到沉管至設(shè)計標高。 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,,及時采取措施,。 3)當沉管到達設(shè)計深度或持力層時,,應(yīng)判定該深度或貫入度是否已達到規(guī)范規(guī)定和設(shè)計要求,,或試樁時規(guī)定的并經(jīng)設(shè)計認可的要求,,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準為每30秒加壓一次,,最后30秒貫入度4-5cm。 2.2.6 填料加密 1)沉管達到要求深度后,,立即填灌樁芯混合料,盡量減少間隔時間,。填料前檢查沉管內(nèi)是否吞進樁尖或進水進泥。若存在則及時處理,。 2)在沉管過程中可用料斗進行空中投料,。待沉管至設(shè)計標高后須盡快投料,直到管內(nèi)混合料面與鋼管投料口平齊,。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)計要求,。控制管內(nèi)混合料面不低于自然地面,。 3)填料量應(yīng)按沉管外徑和樁長計算出的體積再乘上充盈系數(shù)值(大于1.3),。 2.2.7 成樁 1)當混合料填加至鋼管投料口平齊后,先振動5~10s,,再開始拔管,,邊振邊拔,每拔0.5~1.0m,,停拔留振5~10s,,如此反復(fù),直至沉管全部拔出,。沉管灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按勻速控制,拔管速度應(yīng)控制在1.2~1.5m/min,。 2)沉管拔出地面后,,若發(fā)現(xiàn)樁身填料超出樁的設(shè)計頂面甚多或溢出地面較多,應(yīng)及時核實充盈系數(shù),,若充盈系數(shù)小于1,,則可認為樁身可能存在縮徑或斷樁隱藏患,應(yīng)及時研究補救措施,。 3)若發(fā)現(xiàn)樁身填料面低于設(shè)計院標高,,應(yīng)立即補填填料使其頂面高于設(shè)計標高0.5m,并用振搗器振實,。補填填料時,,應(yīng)將樁頂上的浮土清理干凈,必要時可向孔內(nèi)先插入鋼模,,再清理浮土,。 4)確認成樁符合設(shè)計要求后用粒狀材料或混粘土封頂,然后移機繼續(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)控制好以下幾個問題: 1) 選用合理的施工機械設(shè)備。在施工準備階段,,必須詳細了解地質(zhì)情況,,從而合理地選用施工機械。這是確保CFG樁復(fù)合地基質(zhì)量的有效途徑,。 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CFG樁復(fù)合地基的質(zhì)量至關(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深入了解地質(zhì)情況,。只有在深入了解地質(zhì)情況的基礎(chǔ)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)生嚴重的縮頸和斷樁。此 時,,應(yīng)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(zhuǎn)向內(nèi)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。 ② 嚴格控制拔管速率,。拔管速率太快可能導(dǎo)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,,樁身強度不足和形成混和料離析現(xiàn)象,,導(dǎo)致樁身強度不足,。故施工時,應(yīng)嚴格控制拔管速率,。正常的拔管速率應(yīng)控制在1.2~1.5m/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3~5cm,,和易性好,當拔管速率為1.2~1.5m/分時,,一般樁頂浮漿可控制在10cm左右,,成樁質(zhì)量容易控制。 ④ 設(shè)置保護樁長,。使樁在加料時,,比設(shè)計樁長多加0.5m,將沉管拔出后,,用插入式振搗棒對樁頂混合料加振3~5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(dǎo)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(dǎo)致樁身摻土影響樁身質(zhì)量,,應(yīng)避免反插。 3)加強施工過程中的監(jiān)測,。在施工過程中,,應(yīng)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(zhì)量,重點應(yīng)做好以下幾方面的監(jiān)測: ①施工場地標高觀測,。施工前要測量場地的標高,,并注意測點應(yīng)有足夠的數(shù)量和代表性,。打樁過程中則要隨時測量地面是否發(fā)生降起。因為斷樁常和地表隆起相聯(lián)系,。 ②已打樁樁頂標高的觀測,。施工過程中注意已打樁樁頂標高的變化,尤其要注意觀測樁距最小部位的樁,。因為在打新樁時,,量測已打樁樁頂?shù)纳仙浚晒浪銟稄娇s小的數(shù)值,,以判斷是否產(chǎn)生縮徑,。 ③對有懷疑的樁的處理。對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 經(jīng)過工程質(zhì)量檢測中心進行樁土復(fù)合地基載荷試驗,所測28個樁點,,樁土復(fù)合地基承載力特征值fak=200 KPa,,滿足設(shè)計要求;對107根樁進行基樁低應(yīng)變動力檢測,,樁身混凝土實測強度等級均滿足設(shè)計要求的C20,,除17根樁為Ⅱ類樁,其余90根均為Ⅰ類 樁,,樁身質(zhì)量滿足設(shè)計,。 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樁改善了碎石樁的剛性,,使其不僅能很好地發(fā)揮全樁的 側(cè)阻作用,,同時也能很好地發(fā)揮其端阻作用。CFG復(fù)合樁與樁基相比,,由于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。 工程造價一般為樁基的1/2-2/3,,經(jīng)濟效益和社會效益非常顯著,。
第七節(jié) CFG樁施工 目 錄 1.工程材料 1 1.1粉煤灰 1 1.2碎石 1 1.3石屑 1 1.4水泥 1 2.機具設(shè)備 1 2.1主要機具 1 2.2配套設(shè)備 1 3.施工準備 2 4.施工方法 2 4.1沉管 2 4.2投料 2 4.3拔管 3 4.4施工順序 3 4.5混合料坍落度 3 4.6保護樁長 3 4.7樁頭處理 3 4.8褥墊鋪設(shè) 3 5.施工質(zhì)量控制 4 5.1施工監(jiān)測 4 5.2逐樁靜壓 4 5.3靜壓振拔技術(shù) 4 5.4大直徑預(yù)制樁尖的采用 4 6.質(zhì)量檢驗 4 6.1樁間土檢驗 4 6.2單樁和復(fù)合地基檢驗 4 7.常見問題及施工措施 4 6.1施工中常見問題 4 6.2施工措施 5
第七節(jié) CFG樁施工
CFG樁即水泥粉煤灰碎石樁,是在碎石樁基礎(chǔ)上加進一些石屑,、粉煤灰和少量水泥,,加水拌和制成的一種具有一定粘結(jié)強度的樁。其施工工藝與普通沉管碎石樁基本相同,。 1.工程材料 1.1粉煤灰 粉 煤灰是燃煤發(fā)電廠排出的一種工業(yè)廢料,。它是磨至一定細度的粉煤灰在煤粉爐中燃燒(1100~1500oC)后,由收尖器懼的細灰(簡稱干灰),。其主要化學(xué) 成分有SiO2,、Al2O3,、Fe2O3、CaO和MgO等,,其中粉煤灰的活性決定于各種粒度Al2O3和SiO2,、的含量,CaO對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)量的主要指標,,一般粉煤灰越細,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。 1.2碎石 碎石為不溶于地下水或不受侵蝕影響的硬骨料,,一般采用礫石,、碎石等,其粒徑為20~50mm,,密度為2.7t?m-3,,松散密度為1.39t?m-3,含水率0.96%,,含泥量不得大于5%,。 1.3石屑 摻入一定數(shù)量的石屑是填充碎石的孔隙,使其級配良好,。石屑宜選用與同一種碎石原料進行加工,,摻入的數(shù)量應(yīng)由試驗確定,不能隨意添加,。其各項參數(shù)如下:粒徑2.5~10mm,,密度2.7t?m-3,,松散密度1.47t?m-3,,含水率1.05%,含泥量不得大于5%,。 1.4水泥 一般采用425號普通硅酸鹽水泥,,質(zhì)量優(yōu)良,新鮮無結(jié)塊,。 2.機具設(shè)備 2.1主要機具 振動打樁機是振動沉管法施工的主要機具,。目前國產(chǎn)型號有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60/DZ120等,對于地質(zhì)情況較復(fù)雜的地基,,功率大的打樁機比功率小的效果好,,在一般的砂粘性土地基DZ90能滿足孔徑小于80cmCFG樁的施工。 2.2配套設(shè)備 2.2.1吊機的起吊能力應(yīng)不小于10t,,可用起落架代替吊機,。 2.2.2電氣控制設(shè)備是施工機械的心臟,,控制電流操作臺要有250A以上容量的電流表3塊,500V電壓表3塊,。 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立方計算需要運輸工具的數(shù)量。 3.施工準備 施工前,,應(yīng)作好以下準備工作: 3.1認真核對施工現(xiàn)場地質(zhì)情況,,防止施工時沉管振動破壞; 3.2按設(shè)計要地求布置樁位,,繪出布樁平面圖,,標出打樁順序和注明樁位編號,具體施工注意事項應(yīng)詳加說明,; 3.3對現(xiàn)場及鄰近的地下管線,、地上建筑物等應(yīng)事前進行清理; 3.4搞好現(xiàn)場測量工作,,水準控制點及平面控制點應(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,,保證沉管機械進場,。 4.施工方法 CFG樁施工前,一般須進行試驗,,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,。 4.1沉管 ⑴樁機就位須水平,、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啟動電動機,,開始沉管過程中注意調(diào)整樁機的穩(wěn)定,嚴禁傾斜和錯位,; ⑷沉管過程中須作好記錄,。激振電流每沉1m記錄一次,對土層變化處應(yīng)特別說明,,直到沉管至設(shè)計標高,。 4.2投料 ⑴在沉管過程中可用料斗進行空中投料。待沉管至設(shè)計標高后須盡快投料,直到管內(nèi)混合料面與鋼管料口平齊,; ⑵如上料量不多,,須在拔管過程中進行孔中投料,以保證成樁樁頂標高滿足設(shè)計要求,; ⑶混合料配比應(yīng)嚴格按設(shè)計文件規(guī)定執(zhí)行,,碎石和石屑含雜質(zhì)不大于5%; ⑷按設(shè)計配比配制混合料,,投入攪拌機加水拌和,,加水量由混合料坍落度控制,一般坍落度為30~50mm,,成樁后樁頂浮漿厚度一般不不超過200mm; ⑸混合料的攪拌須均勻,,攪拌時間不得小于1min。 4.3拔管 ⑴當混合料加至鋼管投料口平齊后,,開動電動機,,沉管原地留振10s,然后邊振動邊拔管,; ⑵拔管速度按均勻線速控制,,一般控制在1.2~1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥質(zhì)土,,拔管速率可適當放慢,; ⑶當樁管拔出地面,確認樁符合設(shè)計要求后用粒狀材料或濕粘土封頂,,然后移機繼續(xù)下一根樁施工,。 4.4施工順序 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或縮頸現(xiàn)象,,但土質(zhì)較硬時,在已打樁中間補打新樁時,,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,;滿堂布樁,無論樁距大小,,均不宜從四周向內(nèi)推進施工,。施打新樁時與已打樁間隔時間不應(yīng)小于7天。 4.5混合料坍落度 為避免樁頂浮漿過多,,混合料坍落度一般為3~5cm,。 4.6保護樁長 所謂保護樁長是指成樁時預(yù)先設(shè)定加長的一段樁長,,基礎(chǔ)施工時將其剔掉。 保護樁長越長,,樁的施工質(zhì)量越容易控制,,但浪費的料也就越多。 設(shè)計樁頂標高離地表距離不大于1.5m時,,保護樁長可取50~70cm,,上部用粒狀材料封頂直到地表。 4.7樁頭處理 CFG 樁施工完畢待樁體達到一定強度(一般為7天左右),,方可進行基槽開挖,。在基槽開挖中,如果設(shè)計樁頂標高距地面不深(一般不大于1.5m),,宜考慮采用人工 開挖,,不僅可防止對樁體和樁間土產(chǎn)生不良影響,而且經(jīng)濟可行,;如果基槽開挖較較深,,開挖面積大,采用人工開挖不經(jīng)濟,,可考慮采用機械和人工聯(lián)合開挖,,但人 工開挖留置厚度一般不宜小于700mm。 4.8褥墊鋪設(shè) 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)嚴格按設(shè)計規(guī)定辦理。其材料多為粗砂,、中砂或級配砂石,,限制最大粒么不超過3cm。 施工時先虛鋪,,再采用靜力壓實,,當樁間土含水量不大時也可夯實。樁間土含水量較高,,特別是高靈敏度土,,要注意施工擾動對樁間土的影響,以避免產(chǎn)生橡皮土,。 5.施工質(zhì)量控制 5.1施工監(jiān)測 ⑴打樁過程中隨時測量地面是否發(fā)生隆起,,因為斷樁常常和地表隆起相聯(lián)系; ⑵打新樁時對已打但尚未結(jié)硬樁的樁頂進行樁頂位移測量,,以估算樁徑的縮小量,; ⑶打新樁時對已打并結(jié)硬樁的樁頂進行樁頂位移測量,以判斷是否斷樁。一般當樁頂位移超過10mm,,需開挖進行查驗,。 5.2逐樁靜壓 對重要工程或施工監(jiān)測發(fā)現(xiàn)樁頂上升量較大且樁數(shù)較多時,可對樁進行快速靜壓,,將可能斷裂并脫開的樁連接起來,。但這一處理方式應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況確定或設(shè)計文件有特別規(guī)定需做處理。 5.3靜壓振拔技術(shù) 靜壓振拔是指沉管時不啟動電動機,,借助樁機自重將沉管沉至預(yù)定標高,,填料后啟動電動機振動拔管。對飽和土采用這一技術(shù)對保證施工質(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),,當樁長范圍內(nèi)樁端有可能落在好的土層上時,可采用比通常用的更大的預(yù)制樁尖,,樁尖的直徑增大到沉管外徑的1.5~2.0倍,,即“大頭樁尖”,其目的是為了獲得更大的端阻力,。 6.質(zhì)量檢驗 CFG樁施工結(jié)束后,,應(yīng)間隔一定時間方可 進行質(zhì)量檢驗。一般養(yǎng)護齡期可取28天,。 6.1樁間土檢驗 樁間土質(zhì)量檢驗可用標準貫入,、靜力觸探和鉆孔取樣等試驗對樁間土進行處理前后的對比試驗。對砂性土地基可采用標準貫入或動力觸探等方法檢測擠密程度,。 6.2單樁和復(fù)合地基檢驗 可采用單樁載荷試驗,、單樁或多樁復(fù)合地基載荷試驗進行處理效果檢驗。檢驗點數(shù)量可按處理面積大小取2~4點,。 7.常見問題及施工措施 6.1施工中常見問題 6.1.1施工擾動土的強度降低 振動沉管CFG樁施工時,對土體擾動較大,,而不同密度的土受到擾動后,承載力變化也不一樣,,對密實較高的土,,如采用振動沉管成樁工藝,振動使土的結(jié)構(gòu)強度破壞,承載力反而可能下降。 6.1.2縮頸和斷樁 在 飽和軟土中沉樁時,樁機的振動力較小,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,使得已打樁被擠壓成不規(guī)則形狀,影響承載力,嚴重時還會造 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成樁,樁機振動較大,會對已打樁產(chǎn)生振動破壞,。采用跳打法時,若已打樁硬結(jié)強度又不太高,在中間 補樁時,已打樁可能被振裂口 6.1.3樁體強度不均勻 樁機卷揚機系統(tǒng)沉管線速度太快時,為控制平均速度,一般采用提升一級距 離,停下留振一段時間,非留振時速度太快可能導(dǎo)致縮樁或斷樁。拔管速度太慢或留振時間過長,都會使 樁端水泥含量少,樁頂浮漿過多,混合料也容易產(chǎn)生離析,造成樁身強度不均勻,。 6.1.4樁料與土的混合 當采用活瓣樁靴成樁時,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或樁端一段樁徑偏小,。若采用反插法施工,如果樁管不垂直,反插時使土體與樁體材料混合,造成樁身摻土等缺陷。 6.2施工措施 施工措施由于振動沉管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: 6.2.1施工前進行工藝試驗 工藝試驗的目的是考查設(shè)計的樁距和沉樁順序能否有效的保證樁身質(zhì)量,。工藝試驗可結(jié)合工程樁施工進行,并做如下觀測: 首先,考查新打樁對尚未結(jié)硬的已打樁的影響,。觀測前應(yīng)在已打樁的樁頂設(shè)置標桿,沉新樁時,測量已打樁的上升高度,據(jù)此推測其直徑的縮小值,直至已打樁完全結(jié)硬后,開挖以檢測其質(zhì)量及樁徑。 其次,考查新打樁對已結(jié)硬的已打樁的影響,。具體作法是將標桿埋設(shè)于尚未結(jié)硬的已打樁的樁頂,持樁體結(jié)硬后,測量打新樁時已打樁的樁頂位移,。 對擠密效果好的土,打樁振動會引起地表下沉,樁頂因為受擠上升而產(chǎn)生斷樁的可能性不大,如果發(fā)現(xiàn)樁頂向上位移過大時,樁可能發(fā)生斷開,若上升超過10mm,則斷樁可能性較小。 6.2.2加強施工監(jiān)測 施工過程中,如能加強對沉樁的監(jiān)測,可以使技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)施工中的問題,。便于施工管理人員進行決策,從而保證工程質(zhì)量,。 施工前,要選擇足夠的有代表性的測點,以測量場地標高,沉管過程中也應(yīng)隨時測量地面標高是否隆起,防止斷樁口施工過程中,應(yīng)加強對樁頂標高的觀測,必要時,對樁頂上升幅度較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量事故的樁應(yīng)開挖探查。 6.2.3逐樁靜壓對重要工程或監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)樁頂上升量較大且樁數(shù)量多,樁距小的工程可采用逐個樁,快速靜壓,以消除可能出現(xiàn)的斷樁對地基承載力產(chǎn)生的消極影響,。此技術(shù)在沿海一帶應(yīng)用廣泛,稱為跑樁,。 施工時,可在沉管樁樁架上配置適量壓重,一般以樁頂壓力不小于1.2倍單樁設(shè)計荷載為宜,當樁身達到一定強度后進行逐樁靜壓,每根樁靜壓時間一般為3min。采取靜壓技術(shù)可以將可能發(fā)生的斷樁連接起來,使之正常傳力,。 6.2.4靜壓振拔技術(shù)靜壓振拔是指沉管時不啟動馬達,借助樁機自重將沉管壓至設(shè)計標高,填滿混合料后再啟動馬達振動拔管,。 這種做法主要適用于飽和軟土中,特別是塑性指數(shù)較高的軟土中,它可以避免因振動土體而導(dǎo)致的過大孔隙水壓力對樁體影響,也可以防止土體受到劇烈擾動而使其強度大幅度降低。 |
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