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CFG桩地基加固施工工艺简介:
CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)是一种常见的地基加固技术,其施工工艺主要包括以下几个步骤:
1. 场地准备:清理施工区域,确保地面平整,无杂物,便于施工设备的进入和操作。
2. 定位放线:根据设计图纸,确定桩位,设置桩位标记,保证桩位的准确无误。
3. 成孔:使用钻孔机进行钻孔,钻孔深度和直径根据设计要求进行,通常孔径比桩径稍大,便于灌注混凝土。
4. 清孔:钻孔完成后,清除孔内泥土和石屑,保持孔壁的清洁。
5. 灌注混凝土:将水泥、粉煤灰和碎石混合物(按一定比例配制的混凝土)通过灌注设备灌入钻孔内,灌注过程中保持连续性,避免混凝土离析。
6. 灌浆固结:灌注完混凝土后,设置封闭装置,进行固结处理,一般通过注浆或振动等方式使混凝土密实。
7. 重复施工:如果设计要求,可能会在第一根桩的旁边再打一根桩,重复上述步骤。
8. 检验验收:施工结束后,进行承载力试验和桩身完整性检测,确保满足设计要求和安全标准。
以上是CFG桩地基加固的基本施工工艺,具体施工步骤可能会因地质条件、设备状况等因素有所调整。
CFG桩地基加固施工工艺部分内容预览:
新苏州站是一座集铁路、城市轨道、城市道路交通换乘功能于一体的现代化大型交通枢纽,是苏州市级中心的重要组成部分。苏州站站场设计总规模为7台16线,苏州站改造工程中的CFG桩工程位于苏州站的东侧的城际正线及两侧路基。该工程由铁道第四勘查设计院设计。
施工场地工程地质状况共分八层:(1)人工填土层,褐黄、灰、灰黄土,松散、散软,以粘性土为主,含植物根茎,夹少量碎石转。(2)黏土,褐黄、灰黄色,软塑为主,局部硬塑,含铁锰结合。(3)粉质黏土,灰黄、青灰、灰色,软硬塑为主,局部软塑及流塑,含高锰质斑点及灰色团块,下部夹薄层粉土,局部粉土含量高。(4)粉质夹薄层粉质黏土:灰色,中密,饱和,以石英长石矿物为主,含云母碎片。(5)粉质黏土,灰黄、青灰、灰色,软塑,含高锰质斑点,青灰、灰色条带、团块,夹少量钙质结核,局部粉粒含量高。(6)黏土:暗绿色,硬塑,含灰色条带、团块,含铁质氧化物斑点,夹少量铁锰质结核,偶夹薄层粉质黏土。(7)粉土夹薄层粉质黏土,灰黄、灰色,中密,饱和。(8)黏土、粉质黏土夹粉土:灰色为主,局部为灰黄色,软塑,局部流塑,含铁质氧化物斑点及钙质结核,夹粉土及黏土薄层,局部见少量腐植物。
(2)测量放样、平整地表,清除障碍物桩基础工程专项施工方案,同时做地基表面截、排水沟。
(3)选用的水泥、粉煤灰、碎石及外加剂等原材料符合设计要求,并按相关规定进行检验。CFG桩取样进行室内配方试验,确定试桩配合比。CFG桩体采用P.O42.5号水泥、碎石、石屑、水、粉煤灰配合而成,基本配比表如表1。
表1 CFG桩桩体材料配合比表(kg/m3)
3.2 长螺旋钻施工工艺
CFG桩长螺旋钻施工工艺流程框图
3.3 长螺旋钻管施工
(1)机械按设计桩位就位,调整钻杆与地面垂直,校正位置,使钻杆对准桩位中心,确保CFG桩垂直度偏差不大于1%。
(2)钻进开始时,关闭钻头阀门,启动马达钻进,一般先慢后快,成孔过程中注意桩孔是否偏斜、位移,及时纠正。钻至设计深度、停钻。
(3)停止钻进后,开始泵送混合料,混合料按设计配合比拌合,拌合时间不少于1min,(塌落度控制在16~20cm,成桩后浮浆厚度不超过20cm为宜)。当钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先提管后投料,提拔速度控制在2~3m/min,成桩过程宜连续进行,避免因后台供料慢导致停机待料。每根桩的泵料量不少于设计数量。
(4)上一根桩基施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩的施工。
3.4 质量控制要点
(2)为防止从四周转圈向内推进施工时,可能造成大面积土体隆起,,甚至发生断桩,采用从一边向另一边推进的方案,这样的施工顺序便于移动机械,避免了地面隆起。
(3)混合料坍落度控制在160~200mm时和易性很好,混合料坍落度过大,桩顶浮浆过多,桩体强度降低。拔管速度太快可能导致缩颈断桩,拔管太慢会使桩端水泥含量较少和桩顶浮浆较多、混合料也容易产生离析,造成桩身强度不均匀。拔管速率控制为2~3m/min,桩顶浮浆厚度控制在10cm左右,成桩质量容易保证。施工桩顶标高宜高出设计标高不少于50cm。。
(4)保护桩长是指成桩时在桩顶按设计加高一段桩长。桩顶一段混合料自重压力较小或由于浮浆的影响,靠桩顶一段桩体强度较差,故该工程采用不小于0.5m的保护桩长。
(5)堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率,增加工人劳动强度,还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时,使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬,增加了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。产生堵管的原因有以下几点:第一,混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时,混合料和易性不好,常发生堵管。 第二,混合料搅拌质量有缺陷。在CFG桩施工中,混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析,泵压作用下,骨料与砂浆分离,摩擦力加剧,导致堵管。坍落度太小,混合料在输送管路内流动性差,也容易造成堵管。第三,施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后,开始泵送混合料,管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,容易造成管路堵塞。第四,冬期施工措施不当。冬期施工时,混合料输送管及弯头均需做防冻保护,防冻措施不力,常常造成输送管或弯头处混合料的冻结,造成堵管。冬季施工时,有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温度,但要控制好水的温度,水温最好不要超过60℃,否则会造成混合料的早凝,产生堵管,影响混合料的强度。第五,设备缺陷。弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接,否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗,否则管路内有混合料的结硬块,还会造成管路的堵塞。
(6)窜孔。在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况,打完X号桩后,在施工相邻的Y桩时,发现未结硬的X号桩的桩顶突然下落,当Y号桩泵入混合料时,X号桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。形成窜孔的条件有如下:被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂;钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生液化。由于窜孔对成桩质量的影响,施工中采取的预控措施:采取隔桩、隔排跳打方法;减少在窜孔区域的打桩推进排数,减少对已打桩扰动能量的积累;合理提高钻头钻进速度。 (7)桩头空芯。主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯。为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。 (8)桩端不饱满。这主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔,影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况,施工中前、后台工人应密切配合,保证提钻和泵料的一致性。 (9)加强施工过程中的监测。在施工过程中,应加强监测,及时发现问题,以便针对性地采取有效措施,有效控制成桩质量,重点应做好以下几方面的监测:a)施工场地标高观测。施工前要测量场地的标高,并注意测点应有足够的数量和代表性。打桩过程中则要随时测量地面是否发生降起。因为断桩常和地表隆起相联系。b)已打桩桩顶标高的观测。施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化,尤其要注意观测桩距最小部位的桩。因为在打新桩时,量测已打桩桩顶的上升量,可估算桩径缩小的数值,以判断是否产生缩径和窜孔。c)对有怀疑桩的处理。对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应开挖查看,并做出必要的处理。
4 桩头处理及桩基检测
(1)CFG桩施工完成混合料初凝后,人工将桩身保护桩长大部分挖除,一般留下30cm的保护桩长。采用挖掘机和运输车辆清运弃土时,挖掘机必须在地基处理范围内铺行走垫层,厚度高于桩顶1m。运输车辆不得进入地基处理范围。
(2)打桩弃土清理完毕后,其下50cm保护土层人工开挖,施工时严格控制标高,不许超挖,更不允许超挖后自行回填。
(3)保护土层清除后,立即进行桩头处理,将设计桩顶标高以上部分截断。人工修平至设计标高。(标高允许偏差0~20mm)
成桩28天后中建某局砌体工程施工方案(23P)-.doc,应及时进行单桩承载力或复合地基承载力检验(静载荷试验和低应变检测),其承载力和变形模量达到设计要求后,方可进行下一部施工。
该工程中共施打试桩6根,桩长为23.5m,28天后对6根桩进行了低应变检测,检测情况详见表2。对A2、A5号桩进行了单桩竖向抗压静载试验,检测结果详见表3。
表2 低应变检测结果一览表
T/AFAE 02-2019标准下载表3 单桩竖向抗压静载检测结果一览表
褥垫层采用碎石,碎石粒径宜为8~20cm。施工时先虚铺,虚铺厚度一般采用1.12倍的垫层厚度,铺好后采用平板振动器进行振捣。
通过苏州站改造工程CFG桩的施工,深刻感受到施工质量控制的重要性,如控制不严,很容易造成缩颈和断桩等质量问题。在施工过程中,有效的采取措施,避免堵管将会大大提高工作效率,并节省材料及机械维修费用。严格控制停浆时间,根据橡胶管直径和长度计算出理论停浆高度,根据现场施工确定实际停浆高度;根据搅拌站到施工现场的路程、搅拌时间和每辆搅拌车施工时间确定需要混凝土搅拌车数量,避免不必要的浪费,达到节约成本的目的。在施工过程中应优化施工组织、对经常发生的问题提前采取有效措施来提高生产效率,达到事半功倍的效果。