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作为施工工程人这些CFG桩基打桩知识你必须要懂

添加时间:2021-01-13 09:36:52

作为施工工程人这些CFG桩基打桩知识你必须要懂


一、CFG桩简介

CFG(Cement Fly—ash Grave)桩中文名称为水泥粉煤灰碎石桩,它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂和水按一定配合比均匀搅拌形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。既能较充分的发挥桩体材料的潜力,又可充分利用天然地基承载力,并能因地制宜利用地方材料,具有工效高、成本低、工后变形小、沉降稳定快的优点。


CFG桩地基处理包括CFG桩身、桩帽(板)、褥垫层几部分组成。


结构型式:桩+板,桩+帽+褥垫层(本标段采用此种形式)


作为施工工程人这些CFG桩基打桩知识你必须要懂(图1)


二、CFG桩施工工艺


1、设备的选型及配备


CFG桩可选用振动沉管钻机或长螺旋钻机施工。具体选用哪一类成桩机械和什么型号,要视工程的具体情况而定。对于粘性土、粉土、淤泥质土采用振动沉管成桩工艺。对存在的夹有硬土层地质条件的地区,使用振动沉管机施工,会对已成的桩造成较大的振动,导致桩体被震裂或震断。


对于灵敏度较高的土,振动会造成土的结构强度破坏、承载力下降,可采用螺旋钻预引孔,再用振动沉管成桩工艺。对于成孔要求质量高的地区,使用长螺旋钻孔管内泵压成桩工艺。本标段设计采用长螺旋钻机施工。根据进度计划及工艺试验,落实好设备配置,并及时维护,使所有机械处于正常状态,满足施工的需要,不影响施工的进度和质量。


2、选用材料和 配合比


选用的水泥、粉煤灰、碎石及外加剂等原材料应符合要求及原材料质量验收有关标准,并按规定进行抽检。按设计要求进行室内配合比试验,选定合适的配合比。


3、工艺流程

作为施工工程人这些CFG桩基打桩知识你必须要懂(图2)


3.1 平整场地


对施工场地内地上和地下管线进行核查、拆迁和防护。清除地表植被,根据所测得的原地面标高和设计桩顶标高对照结果,平整钻孔场地,地面标高宜高于设计桩顶标50cm, 预留排水坡度,做好排水沟等措施,并用压路机将原地面碾压至K30≥30MPa/m,以满足长螺旋钻机自重和抗倾覆的要求。


3.2 施工放样


在桩位用直径8mm的钢钎竖直打入20cm深孔,在孔内灌注石灰水或石灰粉,并在孔内插入标记物,可用一次性木、竹筷,便于桩位被埋没后查找。


3.3 钻机就位


钻杆垂直度控制:钻机就位后,桩机悬挂双向垂球,旁站人员通过测设垂球与钻杆上下端的相对距离,判定机身的垂直度偏差是否满足规范或设计要求,确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1.0%。


桩位控制:在每一根桩施工前,通过已经标明临近的纵向、横向桩位用尺量,来确定桩机是否对准桩心。每根桩施工前由旁站人员对桩机进行桩位对中和钻杆垂直度检查,满足要求后方可开钻。同时防止桩位偏差超标,建议配置天玑科技CFG智能打桩系统,基于北斗定位系统提高打桩精度和质量。


3.4 钻进


钻进开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动马达钻进,一般应先慢后快,这样既能减少钻杆摇晃,又能检查钻孔的偏差,以便及时纠正。在成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻时应放慢进尺,并及时检查钻杆垂直度和桩位,否则容易导致桩孔偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏。


桩长控制:在桩机机身上做明确的长度标识,为方便夜间施工控制,需用反光材料进行标识;标识的最小刻度一般为50cm或25cm;根据钻机塔身上的进尺标记,成孔 达到设计标高时,停止钻进。钻孔弃土应及时转运到指定场地。或者安装智能打桩系统。


3.5 灌注混凝土


长螺旋钻机钻至设计标高,停止钻进,向钻杆芯管泵送混凝土灌注,当钻杆芯管中充满混合料,开始提升钻杆,压灌混合料,一边拔管,一边泵送,严禁先提管后泵料。混凝土坍落度、拌合时间应按工艺性试验确定的参数进行控制,搅拌时间不得少于1min。泵送混凝土,严禁先拔管后泵送混凝土(特别是端承桩),拔管时钻杆必须停止转动,拔管速率应按试桩确定参数进行控制。


拔管速度均匀,穿透地质较硬地段,采用低档慢速钻进,软弱地层,快速钻进,以降低扩孔系数;混凝土泵送也必须连续。若混凝土供应不及时,造成钻机等料的情况,时间较长可能造成断桩或抱钻现象,尤其是在饱和砂土、粉土层。混凝土应灌注至设计CFG桩顶标高以上50cm,停止泵送混凝土。灌注混凝土方量不得少于设计桩长加超灌桩头的体积。


3.6 钻机移位


根据钻机的具体情况,一般钻4、5个孔移动一次钻机。无论桩距大小,均不宜从四周转向圈内推进施工,因为这样限制了桩间土向外的侧向变形,容易造成土体大面积隆起,断桩的可能性较大,可采用由中心向外推进或一边向另一边推进的方案。当地下出现软弱层,发生窜孔现象时,钻机应采用跳孔作业,待相邻位置混合料凝固后,再钻相邻桩位。建议安装天玑科技CFG智能打桩系统,基于北斗定位精度可达厘米级别。


作为施工工程人这些CFG桩基打桩知识你必须要懂(图3)


3.7清除钻泥


钻泥在钻孔过程中必须随时清除,钻机移位后把剩余的钻泥清除。应当注意:

除50小型挖掘机外,任何机械设备不得进入CFG桩钻孔灌注场地。

挖土时不得扰动设计桩顶标高以下的桩间原土。

不得挖动已经灌注的CFG桩,使桩头破坏。


3.8自然养护


CFG桩都埋在地面以下,桩顶有湿黏土封顶,无需专门养护。桩灌注完成后混合料龄期达14天后方能进行桩间土开挖、清理。自然养护期间必须保护钻孔灌注现场,任何机械不得进入钻孔灌注区。


3.9 截桩头和开挖桩间土


桩间土开挖时,挖掘机易碰撞桩头造成浅层断桩,施工中采取桩头两次截桩方案,避免人为造成桩头破坏:一是在CFG桩灌注完成后砼凝固之前,湿截桩即采用小挖掘机将桩头砼和钻泥一起清理出去, 留30~50cm不截,强度达到80%后,使用小挖掘机(斗宽0.6m)开挖桩间土,使用改装后的切割机进行切割,减少对桩体的破坏,切割完成后,断面平整。


3.10 桩的检测


桩身完整性检测:CFG桩桩身完整性采用低应变动力试验检测。根据检测结果判定桩身完整性。


桩身低应变检测:CFG桩混合料强度,每台班制作混合料标准立方体试件1组,进行28d标准养护后,进行试件抗压强度检测。根据检测 结果判定其质量情况。


堆载法地基承载力检测:CFG桩复合地基静力载荷试验分别进行单桩、复合地基载荷试 验,计算沉降与承载 力。检 验数量:桩数的0.2%,且不少于3根。


作为施工工程人这些CFG桩基打桩知识你必须要懂(图4)


三、CFG桩质量控制措施


施工中严格按照设计配合比进行,每台钻机每台班随机抽取混凝土试件一组,根据抗压强度作为混合料强度判定标准;


钻机进场后先用钢尺检查钻机钻杆的直径,钻杆直径不小于 设计桩径,钻机主塔高度大于桩长5m左右;


开钻前放出控制桩位,对钻机人员进行技术交底,钻机人员根据控制桩位,用钢尺放出每根桩位。


开钻前根据桩基设计桩长和桩头保护层厚度,在钻机主塔位置作明显标记,作为控制钻机钻进深度的依据。


钻机到位后,指挥人员指挥钻机调整位置,利用机架上悬挂的两个方向垂直标确定钻机垂直度满足要求;


在CFG桩开始施工时,担心逐桩施工会造成串孔,用隔桩跳打的施工方式,但是隔桩跳打时,第二遍桩机就位又容易对已施工的桩的挤压破坏, 应根据地质不同选用跳打和逐桩打。


CFG桩在灌注砼时,上部1-3米因为砼的压力变小,砼中有细微气泡排不出来,而CFG桩的主要受力部分都在上部,因此上部桩体的不密实,极易造成桩在工程使用过程中的破坏,解决办法,一是在施工完成后,砼凝固之前使用振捣棒振捣上部砼,加强砼的密实性;二是加强砼的坍落度控制,坍落度过小易造成蜂窝现象。


拔管速率的控制:拔管速率太快将造成成桩桩径偏小或缩径断桩,而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不均,桩顶浮浆过多,桩身强度不足和形成混合料离析现象,导致桩身强度不足。施工时,应严格控制拔管速率,拔管速度一般控制在2~ 2.5m/min比较适宜,此处的拔管速度为线速度,不是平均速度,如遇淤泥或淤泥质土,拔管速率适当放慢。拔管过程不允许反插。


断桩的原因分析和处理:


断桩,是指CFG桩成桩后,桩身混凝土面不连续,中间有垂直于桩中心轴线的开裂或间隔。断桩是CFG桩最大的质量事故。断桩的原因有很多,主要有:


施工保护不够,有大型工程机械在强度未达到的CFG桩区域运行,使桩被压断或把桩头压碎;


长螺旋钻机的排气阀被堵;

灌注混凝土时,混凝土灌注供应不及时;

地质原因,地下水丰富,易产生断桩;

拔管和泵送混凝土配合不和谐;

截除桩头时操作不当遭到破坏。


防止断桩的方法


对于施工保护不足造成断桩,最有效的方法是加强已经灌注CFG桩区域的保护,用钢管或其它较结实的材料将场区围护起来,严禁一切大型机械进入。


对于排气阀设置不当造成断桩的解决办法,一般在钻机在出厂时排气阀位置已经设置的很好,不需要作改进,只有极少数的钻机才出现这种问题, 要经常检查排气阀,并将包裹排气阀的混凝土凿除。


混凝土供应不及时造成断桩,加强混凝土调度,及时供应CFG桩混凝土,保证混凝土连续供应,就可以防止因混凝土供应不及时造成断桩。


对于地质原因造成的断桩,施工中是很难控制的,对流塑状和地下水丰富的地质情况应对CFG桩处理进行适应性论证。


对拔管和泵送混凝土配合不和谐造成的断桩,应寻求操作人员之间的默契配合。


对截除桩头时人为遭到破坏的情况,对作业工人进行 培训,提高操作技能,可避免此种情况。



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