
水泥粉煤灰碎石樁(點擊文字跳轉(zhuǎn)施工動畫)(簡稱CFG樁)是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘結(jié)強度基樁,通過在基底和樁頂之間設(shè)置一定厚度的褥墊層以保證樁、土共同承擔(dān)荷載,使樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成復(fù)合地基,具有如下優(yōu)點:
1.以復(fù)合地基靜壓結(jié)果數(shù)據(jù)看,采用的CFG復(fù)合地基的應(yīng)用,可最大限度地發(fā)揮CFG樁的優(yōu)點,使復(fù)合地基的承載力得到大幅度的提高,地基變形得以降低和控制。
2.復(fù)合地基中由于CFG樁中摻入少量的粉煤灰,不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載力其受力和變形類似于素混凝土樁,具有地基承載力高、變形小、穩(wěn)定快施工簡單易行,且工程造價低,經(jīng)濟效益和社會效益明顯。
3.是否設(shè)置褥墊層以及墊層的材料和厚度,直接影響復(fù)合地基的樁和樁間土強度的發(fā)揮,合理的墊層厚度對提高復(fù)合地基承載力和減少沉降變形是非常有利的。
4.各類運用工程證明此種地基處理方案,質(zhì)量易控制,造價低,經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益明顯,有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
一、適用范圍
主要用于處理粘性土、粉土、沙土和樁端具有相對硬土層、承載力標準值不低于70KPa的淤泥質(zhì)土、非欠固結(jié)人工填土等地基施工。
二、施工準備
1.材料要求
(1)混凝土、混凝土外加劑和摻和料: 緩凝劑、粉煤灰, 均應(yīng)符合相應(yīng)標準要求, 其摻量應(yīng)根據(jù)施工要求通過試驗室確定。
(2)嚴格按照配合比配制混合料。
(3)長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工的坍落度宜為160~200mm, 振動沉管灌注樁成樁施工的坍落度宜為30~50mm, 振動沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm。
2.主要機具
主要機械:螺旋鉆機、混凝土輸送泵、電焊機、氧炔焊等。
檢測設(shè)備:全站儀、GPS、經(jīng)緯儀、水準儀、坍落度筒、鋼圈尺、試模。
3.作業(yè)條件
(1)根據(jù)紅線樁、城市水準點及施工要求進行CFG樁定位放線及現(xiàn)場抄平。場地標高一般為基坑坑底標高,或者河堤及基坑坑中坑邊上地表面標高。
(2)協(xié)調(diào)施工現(xiàn)場管轄部門及附近居民的關(guān)系,保證施工的順利進行。
(3)施工用水、施工用電的連接及臨時設(shè)施的搭建。
(4)對施工人員進行生產(chǎn)、技術(shù)、質(zhì)量、安全等全方面的交底。
(5)準備CFG樁施工的機具及所用的原材料并進行材料復(fù)試。
(6)根據(jù)現(xiàn)場進一步完善施工組織方案,繪制工地掛圖包括施工平面布置圖、質(zhì)量保證體系、安全保證體系及項目組織機構(gòu)圖等。
(7)設(shè)計人員及技術(shù)主管同現(xiàn)場技術(shù)及施工人員召開會議、做詳細技術(shù)交底及總體施工規(guī)劃。
三、操作工藝
1.工藝流程(點擊文字跳轉(zhuǎn)工藝動畫)
工藝流程:場地整理及施工準備→放線定位→鉆機就位→鉆至設(shè)計深度→提鉆壓砼振動→成樁→移位→清樁間土→鑿樁頭→樁帽施工及樁間土回填
2.場地整理及施工準備(點擊文字跳轉(zhuǎn)工藝動畫)
施工前,基坑挖至施工標高(預(yù)留50CM樁頭土),平整場地并壓實地面;接入臨電臨水設(shè)備。

(1)放線定位
按施工設(shè)計圖現(xiàn)場確定施工范圍,測定基礎(chǔ)軸線,根據(jù)軸線定位樁測放各軸線,并根據(jù)樁基與軸線關(guān)系測放樁位。為保證樁位點不擾動丟失,用φ14鋼筋在樁位上打入地下至少300mm,拔出后投入白灰。每臺鉆機施工開始后,根據(jù)白灰樁位使鉆機就位。樁位放完后,在簽字認可后移交施工方。按施工設(shè)計圖用經(jīng)緯儀、鋼尺放樁位,并作好記錄、校驗、復(fù)檢,由建設(shè)單位、監(jiān)理單位現(xiàn)場驗收。
(2)鉆機就位
將樁機移到指定樁位,對中。當?shù)孛嫫鸱黄綍r,應(yīng)調(diào)整支腿或平臺基座,使樁機底座保持水平、鉆桿保持垂直。一般樁位誤差不宜超過2.0CM,鉆桿垂直度偏差不超過1.0%。

(3)鉆至設(shè)計深度
關(guān)閉鉆頭閥門,啟動卷揚機下放鉆桿至鉆頭觸及地面時,啟動鉆機錘頭,將鉆桿旋轉(zhuǎn)下沉至樁底設(shè)計標高。

(4)提鉆壓砼振動
當鉆機鉆至樁持力層時,開動混凝土輸送泵灌料,當輸送管及鉆桿芯管充滿混合料后開始啟動卷揚機勻速提升鉆桿,邊灌料、邊提升,直至施工設(shè)計樁頂標高,提升速度宜控制在2m/min-4m/min,嚴禁先拔管后灌料,掌握好灌料與提鉆的時間差,盡量避免提升灌料過程中停機待料現(xiàn)象。在流塑性土和砂性土中要控制提鉆速度,保證成樁質(zhì)量。

(5)成樁、移位
控制好樁頂標高停灰面這一環(huán)節(jié),由于混凝土輸送泵的泵壓大小直接影響到混凝土的輸送速度,在開始頭幾根樁送料完成后,應(yīng)測量樁體混凝土面標高是否滿足要求,然后根據(jù)混凝土面標高情況調(diào)整泵壓,使泵壓大小適應(yīng)提鉆速度,達到停鉆與停止輸送混凝土同步,而且樁頂標高能滿足設(shè)計要求,做到盡可能少浪費材料。灌注完成后移至下個樁位。

(6)清樁間土
CFG樁施工結(jié)束后,采用小挖掘機人工配合清除挖除預(yù)留的樁間土土層,并運至指定地點,挖掘機裝車外運。
(7)鑿樁頭
用水準儀確定樁頂標高,人工開清土至樁頂標高后,在樁頂標高以上2cm處用切斷機延樁身周邊切開5-10cm,再用鋼釬敲入,截斷樁頭。樁頂標高以上所剩2cm樁頭,應(yīng)用細釬剔鑿平整至樁頂標高。
(8)樁帽施工及樁間土回填
CFG樁頭打磨后,綁扎模板,灌注前保證磚模接縫嚴密、不漏漿、無雜物、無積水。澆筑混凝土?xí)r需用小型振搗棒密實,用鋼抹子抹平。當樁帽混凝土強度達到設(shè)計強度時,回填樁間土并用打夯機夯實。
四、質(zhì)量標準
1.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)與拔管速度相匹配,遇到飽和砂土和飽和粉土層不得停泵待料。
2.清土和截樁頭時,不得造成樁頂標高以下樁身斷裂和擾動樁間土。
3.若樁身有斷裂情況,斷樁深度>1.0m的應(yīng)報設(shè)計單位進行重行核算,并按設(shè)計要求進行補樁處理;若斷樁深度≤1.0m的:應(yīng)向下開挖至斷樁標高下5cm處,開挖直徑應(yīng)大于設(shè)計樁徑10cm,將斷面剔鑿干凈然后澆注混凝土,混凝土標號較設(shè)計樁身混凝土提高一個等級。
4.褥墊層鋪設(shè)時夯填度不得小于0.9。
五、施工注意事項
1.冬期施工時混合料入孔溫度不得低于5℃,對樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。
2.施工垂直度偏差不應(yīng)大于1%;對滿堂布樁基礎(chǔ),樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑;對條形基礎(chǔ),樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑,對單排布樁樁位偏差不應(yīng)大于60mm。
3.盡量控制使用噪音大的施工機械,及時檢修、保養(yǎng)設(shè)備,致使設(shè)備低磨損、低噪音正常運轉(zhuǎn),做到盡量少擾民。
4.施工現(xiàn)場各種施工垃圾,按要求地點堆放和及時清理,不準隨意傾倒。
六:安全環(huán)保技術(shù)措施
1.合理進行施工現(xiàn)場的平面布置,做到計劃用料,使現(xiàn)場材料堆放降到最低值,保證場內(nèi)道路通暢。
2.合理安排作業(yè)時間,采用低噪音施工機械設(shè)備,減少噪音擾民。
3.夜間燈具集中照射,避免燈光擾民。
4.所有施工人員應(yīng)保持現(xiàn)場衛(wèi)生,生產(chǎn)及生活垃圾均裝入運土車中帶走,不得隨處拋撒。
5.工人宿舍專人或輪流衛(wèi)生值日,確保室內(nèi)外整潔、衛(wèi)生,工地廁所派專人定期打掃。
6.運輸易飛揚的細顆粒散體材料和建筑垃圾時,遮蓋封閉嚴密,以免沿途泄漏、遺灑,卸時采取有效措施防止揚塵。
7.嚴肅認真地執(zhí)行政府有關(guān)規(guī)定,對各有關(guān)部門下達的各項指令、通知、要求,必須及時貫徹落實,并將落實情況匯報給有關(guān)部門。
8.施工材料的存放、使用應(yīng)符合防火要求。庫房應(yīng)采用非燃材料搭設(shè),易燃易爆物品應(yīng)設(shè)專庫儲存,分類單獨存放,保持通風(fēng),用電符合防火規(guī)定。
七:成品保護
1.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,至少予留60cm厚度人工開挖,以保障機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,嚴禁粗暴施工,注意不要碰撞、鏟斷樁頭,避免斷樁及對地基土的擾動。
2.開挖基槽時時先找出樁頂?shù)臉烁呶恢茫斯び娩撯F等 工具沿樁心剔除多余樁頭。在操作過程宜兩個方向同時進行,不可用重錘或重物橫擊樁體,直到設(shè)計標高,并把樁頂找平,避免將樁身處理的過高或過低造成樁間土承載力分擔(dān)的不均勻。
3.在基槽開挖時嚴防浸水,以免對樁間土的擾動而使樁間土承載力降低。
4.考慮到樁身強度隨齡期的增長而增大,復(fù)合地基開挖時間宜在全部施工15天后進行。
5.成樁時間達28天后方可靜載荷試驗,以確定CFG樁復(fù)合地基承載力標準值。
八、質(zhì)量通病
1.堵管
(1)現(xiàn)象描述:
堵管是管內(nèi)泵壓混凝土施工工藝常見的主要問題。
(2)原因分析:
① 混凝土配合比不合理。當混凝土中的細骨料用料較少,粗骨料過大,混凝土和易性不好,常發(fā)生堵管。
② 混凝土攪拌質(zhì)量有缺陷。混凝土塌落°過大,易產(chǎn)生離析,管內(nèi)水浮到上面,再泵壓的作用下,水先流動,骨料與砂漿分離,摩擦力劇增,從而導(dǎo)致堵管;塌落度過下,混凝土在輸送管內(nèi)流動性差,泵送壓力過大,也容易造成堵管。
③ 設(shè)備缺陷,當泵入混凝土后,砂塞堵住了鉆頭閥門,造成混凝土無法下落。
④ 冬季保溫措施不當,常常會在輸送管和彎頭處造成混凝土結(jié)凍夏季降溫措施不當,往往由于溫度過高,導(dǎo)致混凝土中水蒸發(fā)。
⑤ 施工操作不當。
(3)預(yù)防措施:
① 施工時嚴格按照設(shè)計、試樁時確定的配合比進行施工,施工時混凝土塌落度宜控制在180mm~200mm,粗骨料可采用卵石或碎石,最大粒徑不宜大于30mm。
② 必須確保混凝土能順利通過剛性管、高強柔性管、彎管和變徑管而到達鉆桿芯管內(nèi)。
③ 施工時若發(fā)現(xiàn)混凝土可泵性差,可適量摻入泵送劑。攪拌好的混凝土通過溜槽注入到混凝土泵儲料斗時,需經(jīng)過一定規(guī)格的過濾柵。
④ 采用合理彎頭曲率半徑以及彎頭與鉆桿的連接形式。
⑤ 冬季施工采用加熱水的辦法來提高混凝土的出口溫度,混凝土的入孔溫度不低于5.0℃,通常是采用直接用火加熱儲水箱,水溫不宜超過60.0℃;夏季當氣溫高于30℃時,宜在輸送泵管上覆蓋隔熱材料,每隔一段時間灑水降溫。
⑥ 鉆桿進入土層預(yù)定標高后開始泵送混凝土,管內(nèi)空氣從排氣閥排出,待鉆桿芯管及輸送管充滿混凝土,應(yīng)及時提鉆,保證混凝土在一定壓力下灌注成樁。

2.樁頭空芯問題
(1)現(xiàn)象描述:
截樁頭時,發(fā)現(xiàn)個別樁樁頭空芯現(xiàn)象。樁頭空芯是由于樁體頂部的密度較差,樁體內(nèi)存有空隙。
(2)原因分析:
在施工過程中,如排氣閥不能正常工作,就會導(dǎo)致樁體內(nèi)出現(xiàn)空隙;在鉆機鉆孔時,長螺旋鉆管內(nèi)充滿空氣,造成泵送混凝土?xí)r,排氣閥被堵塞不能將空氣排出管外,致使樁體含有空氣,在泵送完混凝土料后,混凝土在自重作用下下沉,形成樁頭空芯的現(xiàn)象。成孔至設(shè)計標高時,泵送混凝土前,拔管過快。
(3)預(yù)防措施:
為防止樁頭空芯的質(zhì)量問題,在施工中應(yīng)當經(jīng)常對排氣閥的工作狀態(tài)進行嚴格檢查,當發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象時應(yīng)及時的進行清洗。鉆至設(shè)計標高時,應(yīng)先泵送混凝土并停頓10~20s,再緩慢提升鉆桿。

3.樁身夾泥原因分析
(1)現(xiàn)象描述:樁經(jīng)檢查,樁身有夾泥現(xiàn)象。
(2)原因分析:
主要由以下原因形成:在飽和淤泥層中施工時,拔管速度過快或樁身材料中粗骨料粒徑過大,坍落度過小,拔管時樁身材料尚未流出,鉆頭沒有埋在混凝土里,周圍土體即涌入樁身,造成夾泥。
(3)預(yù)防措施:
灌注混凝土?xí)r保證鉆頭埋入混凝土內(nèi)≥1m,控制混凝土坍落度和石料的粒徑,保證混凝土的和易性,防止堵管造成斷樁和夾泥。

4.竄孔問題
(1)現(xiàn)象描述:
在高壓縮性淤泥層、流塑淤泥質(zhì)土層、承壓水的砂土層、流砂層、飽和細砂層、粉砂層中施工常遇見竄孔現(xiàn)象。在一般情況下,完成一根樁所需時間為8min—10min。假如完成A樁后,在B樁鉆進成孔過程中,A樁混合料尚未凝固而流向B樁鉆孔中,發(fā)現(xiàn)已完的A樁突然下落。工程中稱這種現(xiàn)象為竄孔。
(2)原因分析:
施工時鉆桿鉆進過程中葉片剪切作用對土體發(fā)生擾動,土體受剪切作用而發(fā)生液化或能變,從而產(chǎn)生竄孔。
(3)預(yù)防措施:
① 采取大樁距的設(shè)計方案。增大樁距的目的在于減少新打樁對已打樁的擾動。
② 改進鉆頭,減少對土體的擾動。
③ 減少打樁推進排數(shù),如將一次打好幾排改為2排或1排,盡快離開已打成的樁,減少對已打樁擾動能量的積累。
④ 必要時采用隔樁、隔排跳打方案。
⑤ 當提鉆灌注混合料到發(fā)生竄孔土層時,停止提鉆,連續(xù)泵送混凝土,泵送壓力加大,迫使竄孔樁混凝土液面恢復(fù)到原設(shè)計標高。

5.斷樁
(1)現(xiàn)象描述:
斷樁是由于提鉆太快泵送混凝土跟不上提鉆速度,鉆頭上的泥塊落入孔內(nèi)樁,或是用大型機械野蠻清理樁間土,造成CFG樁身淺層斷樁。
(2)原因分析:
① 挖掘機械使用不當,造成基樁受到擾動與碰撞,在剪力作用下CFG樁發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。
② 提鉆過快,會造成泵送混凝土料和提鉆速度匹配不恰當,空氣未全部釋放出來,混凝土未及時填充,致使樁身產(chǎn)生斷面裂縫。
③ 樁間土開挖施工中成品保護不完善,導(dǎo)致樁身被挖斷。4截斷樁頭時施工工藝不合理。
(3)預(yù)防措施:
① 在施工中,要嚴格控制機械的施工,防止因施工不當造成成品破壞,采用小挖掘機進行開挖時,挖斗尺寸比樁間凈排距小20~30cm;同時人工配合清理樁身周圍的土;
② 嚴格按設(shè)計要求進行配料和攪拌的施工;
③ 在施工過程中應(yīng)嚴格控制拔管速度,并且泵送混凝土料和拔管應(yīng)該連續(xù)均勻,拔管速度通常為2~~3m/min;
④ 當樁體施工完成后,必須等待CFG樁達到一定的強度,才能進行樁間土開挖施工,并且在樁間土開挖時要選擇合適施工機械和施工工藝;
⑤ 在截斷樁頭時應(yīng)采取大錘擊打?qū)ΨQ鋼釬的方法或者切割片環(huán)切的施工工藝。
CFG樁復(fù)合地基(點擊文字調(diào)整施工動畫)是近年來在碎石加固地基的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基處理技術(shù)(點擊文字調(diào)整施工工藝動畫),該技術(shù)可使CFC樁全樁長發(fā)揮側(cè)阻,樁端在好的土層時可很好地發(fā)揮端阻,置換作用很強,擠密效果很好,組成的復(fù)合地基具有承載力提高幅度大,復(fù)合模量高,地基變形小等特點,我們需要全面了解其施工工藝流程、操作要點、質(zhì)量控制要點。
