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水泥粉煤灰碎石樁，簡稱CFG樁，是由碎石、石屑、粉煤灰摻適量水泥加水拌合，用成樁機(jī)具制成的一種具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。由樁、樁間土和褥墊層一起組成復(fù)合地基的地基處理方法。CFG樁有振動沉管灌注，長螺旋鉆孔灌注，長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料，泥漿護(hù)壁鉆孔灌注四種成樁工藝。 一、CFG 樁施工工藝 施工工藝的選擇是確保成樁質(zhì)量關(guān)鍵的第一步，應(yīng)綜合考慮地基條件、加固要求、環(huán)境保護(hù)、工程造價等多方面因素。在CFG樁復(fù)合地基的施工工藝上，最主要有振動沉管法和長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁法兩種。振動沉管法是目前應(yīng)用最廣泛的成樁工藝。具有工藝簡單，工程造價低的優(yōu)勢，但受地質(zhì)因素影響大，存在噪聲污染。長螺旋管內(nèi)泵料CFG鉆機(jī)成樁工藝鉆孔成樁一步到位(見圖1)，無噪聲污染，成樁質(zhì)量可靠，但工藝復(fù)雜，成本較高。 對淤泥質(zhì)土層等無堅硬土層和密實(shí)砂層的地質(zhì)條件，且遠(yuǎn)離城區(qū)或振動噪聲混凝土限制不嚴(yán)格的地方，優(yōu)先選用振動沉管法，施工效率高，造價相對較低。對于粘性土、密實(shí)砂土等穿透性要求較高的土層，以及對噪聲混凝土和泥漿污染比較嚴(yán)格的地方，建議采用長螺旋管內(nèi)泵料CFG鉆機(jī)成樁工藝，先用長螺旋鉆孔達(dá)到設(shè)計的預(yù)定深度，然后提升鉆桿，同時用高壓泵將混合料通過高壓管道的長螺旋鉆桿的內(nèi)管壓到孔內(nèi)成樁，利用混凝土的自密性達(dá)到強(qiáng)度和樁身承載力要求。 二、CFG樁施工工藝流程 CFG樁施工工藝流程見圖2。 三、樁帽施工 樁帽施工流程：人工開挖→清除CFG樁設(shè)計樁頂以上部分樁間土→截除樁頂設(shè)計標(biāo)高以上樁頭(圖4)→模板安裝→混凝土澆筑(見圖5)。 圖4 切斷樁頭 圖5 切割后的樁頭 圖6 樁帽澆筑完成 四、施工中的注意事項 1）了解場地工程地質(zhì)條件和水文條件 根據(jù)土層特點(diǎn)，制定詳細(xì)的施工組織計劃，對鉆頭和活門的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。鉆頭結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮適應(yīng)硬土層鉆進(jìn)的需要。 2）掌握機(jī)械設(shè)備的性能參數(shù) 了解混凝土泵的泵送速度和泵送效率，混凝土輸送管的尺寸，鉆機(jī)卷揚(yáng)機(jī)的提升速度情況。 3）做好施工前的準(zhǔn)備工作 施工人員的合理配備；施工現(xiàn)場各工序間的銜接和配合；施工現(xiàn)場和攪拌站間的協(xié)調(diào)；場地平整。 4）做好標(biāo)識，確保成孔深度不小于設(shè)計樁長；同時還要考慮施工工作面的標(biāo)高的差異，核對實(shí)測地面與設(shè)計原地面的差異，做相應(yīng)增減。 5）保證混凝土的質(zhì)量 除保證強(qiáng)度外，施工過程中應(yīng)保證混凝土具有良好的和易性。 6）加強(qiáng)泵機(jī)與鉆機(jī)司機(jī)間的配合，保證灌注過程中無提空現(xiàn)象。確保樁身不出現(xiàn)空洞、夾砂漿、夾泥斷樁。嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，先泵混凝土后拔管。拔管過程中始終保證鉆頭埋入混凝土，即始終保證鉆桿內(nèi)有混凝土。 7）控制好提拔鉆桿時間 當(dāng)鉆孔達(dá)到預(yù)定的深度以后，開始泵送混凝土，待鉆桿芯管及輸送軟、硬管內(nèi)混凝土連續(xù)時開始提拔。禁止在泵送混凝土前提鉆桿。要經(jīng)常檢查排氣孔，確保泵送混凝土?xí)r暢通。 五、CFG樁復(fù)合地基的施工要求 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(zhǔn)確掌握提拔鉆桿的時間，混合料泵送量應(yīng)與拔管速度相配合，以保證管內(nèi)有一定高度的配合料，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1.2m/min～l.5m/min之間，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，速度應(yīng)盡可能放慢。 3）樁頂標(biāo)高應(yīng)超出設(shè)計樁頂標(biāo)高不少于0.5m。施工中樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計樁頂標(biāo)高，留有保護(hù)長度。成樁時樁頂不可能正好與設(shè)計標(biāo)高完全一致，一般要高出樁頂設(shè)計標(biāo)高一段長度，樁頂一般由于混合料自重壓力小或由于浮漿的影響，靠樁頂一段樁體強(qiáng)度較差，同時已打樁尚未硬結(jié)時，施打新樁可能導(dǎo)致已打樁受到振動擠壓，混合料上涌使樁縮小，增大混合料表面的高度即增加了自重壓力，可提高抵抗周圍土擠壓的能力。 4）成樁過程中抽樣作混合料試塊，每臺機(jī)械1d應(yīng)做一組(3塊)試塊(邊長為150mm的立方體)，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)為28d，測定其立方體抗壓強(qiáng)度。 5）沉管灌注成樁在施工過程中應(yīng)觀測新施工樁對已施工樁的影響，當(dāng)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，靜壓荷載為保證使斷樁接起來為準(zhǔn)。 6）復(fù)合地基的基坑可采用人工或機(jī)械、人工聯(lián)合開挖。機(jī)械、人工聯(lián)合開挖時，預(yù)留人工開挖厚度應(yīng)由現(xiàn)場試開挖確定，以保證機(jī)械開挖造成樁的斷裂部位不低于基礎(chǔ)底面標(biāo)高，且樁間土不受擾動。 7）褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)基礎(chǔ)底面下樁間土的含水量較小時，也可采用動力壓實(shí)法，褥墊夯實(shí)后的厚度與虛鋪厚度的比值不得大于0.9。 8）復(fù)合地基檢測必須在樁體強(qiáng)度滿足試驗(yàn)荷載條件時進(jìn)行，一般宜在施工結(jié)束14d～28d后進(jìn)行。 9）復(fù)合地基承載力宜用單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3個試驗(yàn)點(diǎn)，抽取總樁數(shù)的0.5%～1%，進(jìn)行低應(yīng)變動力檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性。 10）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。 六、CFG 樁施工中存在的質(zhì)量通病及控制措施 1 樁身垂直度及樁位偏差（見圖7） 圖7 樁位偏差 樁位偏差：施工前清除地下障礙，平整壓實(shí)場地以防鉆機(jī)偏斜；放樁位時認(rèn)真仔細(xì)，嚴(yán)格控制誤差。 樁機(jī)的水平度和垂直度在開鉆前和鉆進(jìn)過程中注意檢查復(fù)核。 2 短樁（見圖8） 控制方法：在樁機(jī)機(jī)身上做明確的長度標(biāo)識，為方便夜間施工控制，需用反光材料進(jìn)行標(biāo)識；標(biāo)識的最小刻度一般為50cm或25cm；增加必要的旁站人員，進(jìn)行現(xiàn)場培訓(xùn)；分部和經(jīng)理部管理人員加強(qiáng)巡視，特別是夜間施工的巡視。 圖8 短樁 3 淺層斷樁（見圖9） 主要原因：上覆土清除時間、機(jī)械不妥；樁頭破除方式不妥；褥墊層施工方法不當(dāng)。 圖9淺層斷樁 圖10 樁頭疏松 4 樁頭疏松（見圖10） 主要原因：提管速度過快；混合料離析等；?；颐孢^低，未留相應(yīng)的超灌長度。 5 樁身離析（見圖11） 控制方法：加強(qiáng)對混合料攪拌、運(yùn)輸、澆筑過程的監(jiān)控；根據(jù)混凝土泵的實(shí)際功效，確定合理的提管速度；提管過程中，嚴(yán)禁停泵。 圖11 樁身離析 6 樁端未進(jìn)入相應(yīng)的持力層 主要原因：對瞬間電流控制目的不清，未按瞬間電流、樁長進(jìn)行雙控。 7 樁身混凝土收縮 樁身回縮是普遍現(xiàn)象，一般通過外加劑和超灌予以解決，施工中保證充盈系數(shù)大于1。 七、CFG樁復(fù)合地基施工質(zhì)量的控制措施 1 深入了解地質(zhì)情況，選用合理的成樁工藝 嚴(yán)格按施工要求，在施工過程中，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。同時，CFG樁復(fù)合地基區(qū)別于樁基的主要特點(diǎn)就是CFG樁充分利用了樁間土的承載力，所以，施工過程中應(yīng)盡量減少擾動原狀土而引起土的強(qiáng)度降低。CFG樁成樁工藝中，選用哪一類成樁機(jī)和什么型號，與土的性質(zhì)具有密切關(guān)系，要視工程的具體情況而定。 2 采用正確的打樁順序 1）在飽和軟土中成樁，樁機(jī)的振動力較小，當(dāng)采用連打作業(yè)時，由于飽和軟土的特性，新打的樁將擠壓已打樁，使已打樁被擠扁形成橢圓狀或不規(guī)則形狀，嚴(yán)重的產(chǎn)生縮頸和斷樁。此時，應(yīng)采用隔樁跳打施工方案 3）當(dāng)滿堂布樁時，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。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(jié)硬樁體產(chǎn)生影響。此時，應(yīng)采用螺旋鉆孔的方案，避免新打樁的振動造成已打樁的斷樁。 3 嚴(yán)格控制拔管速率 控制混合料泵送量與拔管速率相匹配，不得停泵待料。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、樁頂浮漿過多、混合料離析和樁身強(qiáng)度不足等現(xiàn)象。因此施工時，應(yīng)嚴(yán)格控制拔管速率，正常的拔管速率應(yīng)控制在1.2m/min～1.5m/min，一般樁頂浮漿可控制在10cm左右。 4 控制好混合料的坍落度 大量工程實(shí)踐表明，坍落度的大小對CFG樁施工質(zhì)量影響非常顯著?；旌狭咸涠冗^大，會形成樁頂浮漿過多，形成樁體的離析和泌水，樁體強(qiáng)度降低；坍落度過小會導(dǎo)致樁體材料流動性降低，頻繁堵管。坍落度控制在 3cm～5cm時，和易性好，成樁質(zhì)量容易控制。 5 設(shè)置保護(hù)樁長 6 加強(qiáng)施工過程中的管理 八、CFG樁成樁檢測 1）筏板基礎(chǔ)滿堂紅布樁的基礎(chǔ)不大于1/2D； 2）條基或獨(dú)立基礎(chǔ)：垂直軸線方向不大于1/4D，順軸線方向不大于1/3D，單排布樁不得大于1/4D，且不得大于6cm。根據(jù)要求，成樁7d后及時進(jìn)行低應(yīng)變對樁身質(zhì)量檢測。檢測前，應(yīng)做好各項準(zhǔn)備工作，從而保證檢測工作有序、及時的進(jìn)行。 檢驗(yàn)主要包括CFG樁的數(shù)量、布局形式是否符合設(shè)計要求；CFG樁的樁身質(zhì)量完整性應(yīng)滿足設(shè)計要求，檢驗(yàn)樁總數(shù)的10%；處理后的復(fù)合地基承載力、變形模量能否滿足設(shè)計要求及處理后的單樁承載力能否滿足設(shè)計要求，采用平板載荷試驗(yàn)進(jìn)行；樁頭處理是否符合設(shè)計要求，樁頭應(yīng)平整，無破碎，干燥；排除基坑內(nèi)積水等。 九、結(jié)語 CFG樁在施工過程中嚴(yán)格按照施工要求施工，并采取相應(yīng)的質(zhì)量控制措施：合理選擇打樁順序；準(zhǔn)確定樁位；嚴(yán)格控制拔管速率及泵送量；控制好混合料的坍落度，避免中途堵泵；設(shè)置保護(hù)樁長；拔管過程避免反插；控制樁的垂直度；注意成品保護(hù)等。CFG樁的施工質(zhì)量有了保證，可以減少不必要的建筑地基隱患，最大限度地保證廣大人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。 |
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