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1、CFG樁地基處理施工工藝中鐵十七局三公司杭甬項(xiàng)目 崔松召摘 要： CFG樁是一種提高地基承載力的地基處理技術(shù)，廣泛運(yùn)用于正常固結(jié)的素填土和淤泥質(zhì)土。我單位承擔(dān)的咸陽制梁場(chǎng)，制梁臺(tái)座、存梁臺(tái)座、提運(yùn)梁機(jī)通道位于淤泥質(zhì)土層，地基承載力小于設(shè)計(jì)要求的250kpa，為此我作采用CFG樁施工來滿足地基承載力的要求，而制定科學(xué)合理的施工工藝就成為確保滿足承載力要求的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞 ：CFG樁 施工 工藝CFG樁是指由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成的高粘結(jié)強(qiáng)度的樁。樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成復(fù)合地基。此復(fù)合地基具有承載力提高幅度大，地基變形小的特點(diǎn)，并且有較大的適用范圍。就土性而言，適用于粘土、粉土2、砂土和正常固結(jié)的素填土，對(duì)淤泥質(zhì)土也適用。現(xiàn)結(jié)合咸陽制梁場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)介紹一下CFG樁施工工藝。1 適用范圍本方案適用于鄭西客專咸陽制梁場(chǎng)制梁區(qū)地基采用CFG樁加固處理的施工，并使用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔，管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁。2 施工工藝2.1 施工流程圖（見CFG樁施工流程圖）2.2 施工過程及作業(yè)要求本段CFG 樁均采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔，管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁的方法施工。具體施工過程如下：2.2.1 施工準(zhǔn)備.1清理表層種植土，平整場(chǎng)地，再鋪0.5m的碎石土，做好地表排水系統(tǒng)。如地表存在斜坡，應(yīng)盡量開挖或填筑至橫斷面為水平。并對(duì)地基壓實(shí)系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，使壓實(shí)系數(shù)不小于0.9。當(dāng)需挖臺(tái)階時(shí)，臺(tái)階高宜為3、0.6m左右，臺(tái)階長(zhǎng)度和寬度應(yīng)滿足長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)安全作業(yè)要求。制梁臺(tái)段：開挖至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上不小于1.0m，平整場(chǎng)地，做好臨時(shí)排水系統(tǒng)。.2 技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖放出每根CFG 樁的具體位置，并用竹樁標(biāo)記，或撒石灰畫圈。因CFG樁灌注完成后要截除保護(hù)樁頭約50cm，故應(yīng)對(duì)地面進(jìn)行抄平，計(jì)算出每樁鉆進(jìn)深度。對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，包括樁位、鉆進(jìn)深度、施工順序和施工注意事項(xiàng)等。.3 技術(shù)人員按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行沉降觀測(cè)的準(zhǔn)備工作，沉降觀測(cè)網(wǎng)，埋設(shè)相應(yīng)樁橛，并進(jìn)行初次測(cè)量。施工期間按要求進(jìn)行沉降觀測(cè)。同時(shí)在CFG樁施工前做好地質(zhì)核對(duì)工作，地質(zhì)核對(duì)工作采用先導(dǎo)孔法，利用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)沿線路方向至少每25m核對(duì)一個(gè)4、斷面，每個(gè)斷面做三個(gè)長(zhǎng)螺旋鉆孔，利用長(zhǎng)螺旋提出的芯樣核對(duì)每個(gè)地層，同時(shí)要注意是否有軟弱層。若勘探出的持力層標(biāo)高和設(shè)計(jì)上相差超過1m或其他異常情況時(shí)，將相關(guān)資料報(bào)設(shè)計(jì)進(jìn)行核查處理。.4 根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)情況，進(jìn)場(chǎng)相應(yīng)匹配的長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)。施工前應(yīng)進(jìn)行工藝性試驗(yàn)，數(shù)量不小于4根，以確定設(shè)備、工藝、施工順序，確定材料選擇、混合料配合比、坍落度、攪拌時(shí)間、拔管速度等各項(xiàng)工藝參數(shù)。作為施工依據(jù)。施工準(zhǔn)備樁機(jī)就位位長(zhǎng)螺旋鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)標(biāo)高泵料注滿芯管轉(zhuǎn)移樁機(jī)測(cè)量放線停鉆邊泵料邊拔芯管成樁28天后檢測(cè)工藝試驗(yàn)安裝樁機(jī)位混合料攪拌計(jì)量投料配合比確定材料試驗(yàn)制作試件褥墊層施工清土、截除保護(hù)樁CFG樁施工流程圖 鉆機(jī)就位移動(dòng)5、鉆機(jī)至設(shè)計(jì)樁位，利用樁機(jī)塔身前后和左右垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心。鉆桿的垂直度偏差不應(yīng)大于1%，樁位偏差不大于5cm。 鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高鉆孔開始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭接觸至地面時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)鉆入，鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)先慢后快。在遇到較硬土層，鉆桿出現(xiàn)搖晃，進(jìn)尺困難時(shí)，應(yīng)放慢速度，直至鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高。鉆桿上應(yīng)作好鉆進(jìn)長(zhǎng)度標(biāo)記，記錄鉆進(jìn)深度。整個(gè)鉆進(jìn)過程中應(yīng)注意保持鉆機(jī)穩(wěn)定，避免傾斜和錯(cuò)位。同時(shí)邊鉆進(jìn)邊清理樁位周邊的土。鉆到硬質(zhì)基底的判定標(biāo)準(zhǔn)：1、鉆進(jìn)電流表達(dá)到試驗(yàn)樁取得的到達(dá)硬底的試驗(yàn)值。2、鉆進(jìn)鉆桿搖晃厲害，進(jìn)尺緩慢。3、通過對(duì)鉆桿取出的芯樣進(jìn)行判別。 混合料拌和、灌注6、施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)室批準(zhǔn)的配合比進(jìn)行施工。CFG 樁要求使用集中拌合站集中供料，攪拌車運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)。混合料的上料順序?yàn)橄妊b碎石，再加水泥、 粉煤灰，最后加中粗砂，攪拌均勻。每盤料攪拌時(shí)間不小于60 秒，混合料坍落度控制在160-200mm，每臺(tái)班制作檢查試件，進(jìn)行28天標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，強(qiáng)度值須滿足設(shè)計(jì)要求。混合料采用泵送。通過試樁確定每沖程的泵送量，混合料的泵送量應(yīng)結(jié)合試樁確定的數(shù)量計(jì)算確定，泵送應(yīng)連續(xù)進(jìn)行不得停泵待料。當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管（鉆桿芯管充滿通過試樁時(shí)泵送沖程次數(shù)確定），嚴(yán)禁先提管后泵料。鉆桿應(yīng)靜止提拔，提拔速度一般應(yīng)控制在2.0-3.0m/min，施工中應(yīng)嚴(yán)格按7、工藝試驗(yàn)確定的參數(shù)控制拔管速度和混合料泵送量，并保證連續(xù)提拔，連續(xù)供料。清土、截除保護(hù)樁鉆桿鉆進(jìn)取出芯土在砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后用小型挖機(jī)裝到施工范圍外，再裝運(yùn)清走，避免擾動(dòng)樁間土，同時(shí)控制開挖深度，不得超挖。樁頭周邊土方采用人工開挖，嚴(yán)禁超挖，保護(hù)樁頭部分截除采用截樁機(jī)切割，嚴(yán)禁使用挖機(jī)挖除。質(zhì)量檢測(cè)當(dāng)鉆桿拔出地面，確認(rèn)成樁符合設(shè)計(jì)要求后用麻袋覆蓋，然后移機(jī)繼續(xù)下一根樁施工。施工過程中，應(yīng)密切關(guān)注地面隆起及樁頂浮漿情況，防止擠壓造成斷樁。全段施工完成，靜置28天后，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)樁身完整性、樁體強(qiáng)度、單樁和復(fù)合地基承載力等進(jìn)行試驗(yàn)。褥墊層施工.1褥墊層在復(fù)合地基中的作用:1保證樁、土共同承擔(dān)荷8、載，它是CFG樁形成復(fù)合地基的重要條件。2通過改變?nèi)靿|層厚度，調(diào)整樁垂直荷載的分擔(dān)，通常褥墊層越薄樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比越大。3減少基礎(chǔ)底的應(yīng)力集中。4調(diào)整樁、土水平荷載的分擔(dān)，褥墊層越厚，土分擔(dān)的水平荷載占總荷載的百分比越大。.2褥墊層施工:褥墊層材料多為粗中砂或碎石,不宜選用卵石。當(dāng)基礎(chǔ)底面樁間土含水量較大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)確定是否采用動(dòng)力夯實(shí)法，避免樁間土承載力降低。對(duì)褥墊層的壓實(shí)采用小型夯實(shí)設(shè)備進(jìn)行夯實(shí)，特別是樁間部分的施工。2.3 施工注意事項(xiàng) 碎石、石屑、粉煤灰、水泥材料經(jīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)，保證其材質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求。施工現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)材料計(jì)量設(shè)備的標(biāo)定工作，確保計(jì)量準(zhǔn)確，材料準(zhǔn)備充足。施工用水應(yīng)9、經(jīng)檢驗(yàn)，PH值、Cl-、SO42-等指標(biāo)合格后才能使用。 施工前確認(rèn)地下水是否具侵蝕性。如具侵蝕性，水泥應(yīng)按規(guī)范采用符合要求的品種，或按規(guī)范要求添加防腐劑。 拔管速率應(yīng)按試樁確定參數(shù)進(jìn)行，拔管速度要均勻。 每班應(yīng)檢查排氣閥，保證其正常工作。 冬季施工時(shí)，對(duì)混合料原材料、拌和工藝等各方面有特殊要求，應(yīng)按照冬季混凝土施工要求進(jìn)行。 施工中注意觀察地面是否隆起，以判斷是否斷樁。打新樁時(shí)注意已打樁頂標(biāo)高的變化，防止擠壓造成斷樁。3 質(zhì)量控制措施3.1 質(zhì)量控制要點(diǎn) 混合料必須嚴(yán)格按照配合比拌和，試驗(yàn)人員要經(jīng)常對(duì)混合料進(jìn)行檢查，并做好現(xiàn)場(chǎng)試件。3.1.2 嚴(yán)把材料采購(gòu)、進(jìn)場(chǎng)、使用檢驗(yàn)關(guān)，對(duì)不合格的材料一10、律禁止使用。3.1.3 技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)拔管速度、灌注連續(xù)性、灌注量控制、樁長(zhǎng)控制、拔管與泵料順序、樁身和樁間土保護(hù)（截樁和清土?xí)r）的檢查，對(duì)不符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的一律要求整改，并對(duì)整改結(jié)果進(jìn)行復(fù)查。3.1.4 CFG 樁施工時(shí)，施工員要全程跟班監(jiān)督。3.2成樁常見問題 堵管1)混合料配合比不合理。當(dāng)混合料中的細(xì)骨料和粉煤灰用量較少時(shí),混合料和易性不好,常發(fā)生堵管。因此,要注意混合料的配合比,尤其要注意將粉煤灰摻量控制在70kg/m390kg/m3的范圍內(nèi),坍落度應(yīng)控制在160mm200mm之間。2)混合料攪拌質(zhì)量有缺陷。在CFG樁施工中,混合料由混凝土泵通過剛性管、高強(qiáng)柔性管、彎頭最后到達(dá)鉆11、桿芯管內(nèi)。混合料在管線內(nèi)借助水和水泥砂漿潤(rùn)滑層與管壁分離后通過管線。坍落度太大的混合料,易產(chǎn)生泌水、離析,泵壓作用下,骨料與砂漿分離,摩擦力加劇,導(dǎo)致堵管。坍落度太小,混合料在輸送管路內(nèi)流動(dòng)性差,也容易造成堵管。3)施工操作不當(dāng)。鉆孔進(jìn)入土層設(shè)計(jì)標(biāo)高后,開始泵送混合料,管內(nèi)空氣從排氣閥排出,待鉆桿芯管及輸送軟、硬管內(nèi)混合料連續(xù)時(shí)開始提鉆。若提鉆時(shí)間較晚,在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出,容易造成管路堵塞。4)冬期施工措施不當(dāng)。冬期施工時(shí),混合料輸送管及彎頭均需做防凍保護(hù),防凍措施不力,常常造成輸送管或彎頭處混合料的凍結(jié),造成堵管。冬季施工時(shí),必要時(shí)應(yīng)采用加熱水的辦法提高混合料的出機(jī)溫度,但要12、控制好水的溫度,水溫不宜超過60,否則會(huì)造成混合料的早凝,產(chǎn)生堵管,影響混合料的強(qiáng)度。5)設(shè)備缺陷。彎頭曲率半徑不合理也能造成堵管。彎頭與鉆桿不能垂直連接,應(yīng)圓順連接。混合料輸送管要定期清洗,否則管路內(nèi)殘余的混合料結(jié)硬后,還會(huì)造成管路的堵塞。3.2.2竄孔在飽和粉土、粉細(xì)砂層中成樁經(jīng)常會(huì)遇到這種情況,打完X號(hào)樁后,在施工相鄰的Y樁時(shí),發(fā)現(xiàn)未結(jié)硬的X號(hào)樁的樁頂突然下落,當(dāng)Y號(hào)樁泵入混合料時(shí),X號(hào)樁的樁頂開始回升,此種現(xiàn)象稱為竄孔。發(fā)生竄孔的條件有如下三條:1)被加固土層中有松散飽和粉土、粉細(xì)砂;2)鉆桿鉆進(jìn)過程中葉片剪切作用對(duì)土體產(chǎn)生擾動(dòng);3)土體受剪切擾動(dòng)能量的積累,足以使土體發(fā)生液化。施工中13、采取的預(yù)控措施:1)采取隔樁、隔排跳打方法; 2)減少在竄孔區(qū)域的一次連續(xù)施工的樁數(shù),減少對(duì)已打樁擾動(dòng)能量的積累;3)合理提高鉆頭鉆進(jìn)速度。 接樁方法如出現(xiàn)零星斷樁，可采用如下接樁方法：將斷樁以上土方開挖，開挖直徑為1.4D（D為設(shè)計(jì)樁徑），將上部斷樁取出，然后將樁四周加深開挖20cm，將斷樁處的樁頭，鑿毛鑿平，然后澆筑砼。如下圖所示： 接樁部分?jǐn)鄻恫糠謹(jǐn)鄻睹?0cm3.2.4樁頭空芯主要是施工過程中,排氣閥不能正常工作所致。鉆機(jī)鉆孔時(shí),管內(nèi)充滿空氣,泵送混合料時(shí),排氣閥將空氣排出,若排氣閥堵塞不能正常將管內(nèi)空氣排出,就會(huì)導(dǎo)致樁體存氣,形成空芯。為避免樁頭空芯,施工中應(yīng)經(jīng)常檢查排氣閥的工作狀態(tài)14、,發(fā)現(xiàn)堵塞及時(shí)清洗。3.2.5樁端不飽滿。這主要是因?yàn)槭┕ぶ袨榱朔奖汩y門的打開,先提鉆后泵料所致。這種情況可能造成鉆頭上的土掉入樁孔或地下水浸入樁孔,影響CFG樁的樁端承載力。為杜絕這種情況,施工中前、后臺(tái)工人應(yīng)密切配合,保證提鉆和泵料的一致性。3.3 檢驗(yàn)項(xiàng)目、數(shù)量及方法主控項(xiàng)目序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目合格標(biāo)準(zhǔn)施工單位檢驗(yàn)數(shù)量檢驗(yàn)方法1水泥和粗細(xì)骨料品種、規(guī)格及質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求每批抽樣檢驗(yàn)1組質(zhì)量證明文件及抽樣試驗(yàn)2混合料坍落度符合工藝試驗(yàn)確定每臺(tái)班抽樣檢驗(yàn)3次現(xiàn)場(chǎng)坍落度試驗(yàn)3混合料強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求每臺(tái)班做1組試件28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)4施工數(shù)量、布樁形式滿足設(shè)計(jì)要求全部檢驗(yàn)觀察、現(xiàn)場(chǎng)尺量5每根樁的15、投料量不少于設(shè)計(jì)灌注量每根樁現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量6樁的有效長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)要求每根樁測(cè)量鉆桿或沉管長(zhǎng)度7樁身質(zhì)量、完整性滿足設(shè)計(jì)要求總數(shù)的10%低應(yīng)變檢測(cè)8單樁和復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求總數(shù)的2，且每檢驗(yàn)批不少于3根平板荷載試驗(yàn)9壓縮模量、變形模量滿足設(shè)計(jì)要求同單樁和復(fù)合地基承載力平板荷載試驗(yàn)一般項(xiàng)目序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目合格偏差施工單位檢驗(yàn)數(shù)量檢驗(yàn)方法1樁位（縱橫向）50mm成樁總數(shù)的10%抽樣檢驗(yàn)，且每檢驗(yàn)批不少于5根經(jīng)緯儀或鋼尺2樁身垂直度1%經(jīng)緯儀或吊線3樁體有效直徑不小于設(shè)計(jì)值開挖50-100cm后，鋼尺丈量每臺(tái)CFG樁施工班組的第一批樁自檢數(shù)量不少于該批CFG樁總數(shù)的20%且不少于40根。4 結(jié)束語通過部分樁的施工，經(jīng)檢測(cè)按此工藝完成的樁體完整性較好，施工質(zhì)量和進(jìn)度都能得到很好的控制。現(xiàn)已成樁2300根，每天施工1300延米，經(jīng)有關(guān)部門檢測(cè)，強(qiáng)度和復(fù)合地基承載力完全滿足設(shè)計(jì)要求。參考文獻(xiàn)CFG樁復(fù)合地基處理天津地區(qū)軟土地基實(shí)例唐建中. 潘宏. 2003/02中國(guó)建筑科學(xué)研究院. 深圳市半島建設(shè)監(jiān)理有限公司 北京100013 . 深圳518026CFG樁復(fù)合地基的檢測(cè)分析應(yīng)用張延軍. 陳勇. 張長(zhǎng)城.四川省建筑設(shè)計(jì)院勘察分院,四川省建筑設(shè)計(jì)院勘察分院 成都610017 ,成都610017素土擠密樁與CFG樁相結(jié)合復(fù)合地基的設(shè)計(jì)與應(yīng)用史宏偉,李瑞吉,劉昌永