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1、CFG樁工藝應用及質量控制要點2023年7月20日0101020203030404項目背景介紹項目背景介紹第一部分喀什融和新城項目為多棟高層住宅項目，結構形式剪力墻，依據地勘報告顯示，經勘察單位對本項目建設場地勘探后發現原地基承載力為130kpa無法滿足建設需求，便提出了3種地基處理方案：1、砂夾石換填碾壓方案，地基承載力可達到 250kPa；2、水泥土換填墊層方案，地基承載力可達到 180kPa；3、CFG 樁復合地基方案，地基承載力可達到 450kPa；01最 終 方 案一、勘察情況一、勘察情況初 步 方 案依據樁基設計圖，以1#樓為例：復合地基采用CFG樁+褥墊層的方式，共705根樁，樁2、徑400mm（建筑地基處理規范JGJ79-2018中要求樁徑宜取350600mm），樁間距1.4m（建筑地基處理規范JGJ79-2018中要求樁距宜取35倍樁徑），有效樁長22m，呈正方形布置，褥墊層為200mm厚級配良好的天然戈壁料（建筑地基處理規范JGJ79-2018中要求褥墊層厚度宜取150300mm），經處理后的地基承載力450kpa。01二、設計情況二、設計情況CFG樁工藝概述CFG樁工藝概述第二部分02一、一、CFG樁簡介樁簡介CFG(Cement Flyash Grave)樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂和水按一定配合比均勻攪拌形成的高粘結強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復合地3、基，既能較充分的發揮樁體材料的潛力，又可充分利用天然地基承載力，并能因地制宜利用地方材料，具有工效高、成本低、工后變形小、沉降穩定快的優點。二、二、CFG樁施工工藝分類樁施工工藝分類泥漿護壁鉆孔+水下灌注混凝土（正循環鉆、反循環鉆），適用于粘性土、粉土、砂土、人工填泥漿護壁鉆孔+水下灌注混凝土（正循環鉆、反循環鉆），適用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石（礫）石土及風化巖層分布的地基；泥漿的作用：平衡水土壓力、冷卻鉆頭、護壁、土、碎石（礫）石土及風化巖層分布的地基；泥漿的作用：平衡水土壓力、冷卻鉆頭、護壁、攜帶鉆渣；攜帶鉆渣；長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁，適用于粘性土、長螺旋鉆孔、管內泵壓4、混合料成樁，適用于粘性土、粉土粉土、砂土等地基，以及、砂土等地基，以及對噪音及泥漿污對噪音及泥漿污染要求嚴格的場地染要求嚴格的場地；（本項目采用該工藝）；（本項目采用該工藝）振動沉管灌注樁，適用于粘性土、粉土、淤泥質土人工填土及無密實厚砂層的地基。振動沉管灌注樁，適用于粘性土、粉土、淤泥質土人工填土及無密實厚砂層的地基。02泥漿護壁鉆孔灌注樁長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料振動沉管灌注成樁三、試樁的目的三、試樁的目的采用的機械確定后，需通過現場試樁確定設備的適用性、配套設備的型號及采用的機械確定后，需通過現場試樁確定設備的適用性、配套設備的型號及數量；數量；初步選定施工工藝和施工順序的合理性，通過確5、定施工控制參數及工序時間；初步選定施工工藝和施工順序的合理性，通過確定施工控制參數及工序時間；檢驗樁身質量、處理后單樁承載力或地基承載力是否達到設計要求。檢驗樁身質量、處理后單樁承載力或地基承載力是否達到設計要求。02四、施工機械設備選用四、施工機械設備選用項目結合試樁確定人、材、機、工期，并進行合理配置；項目結合試樁確定人、材、機、工期，并進行合理配置；本項目施工CFG樁用到的機械設備有本項目施工CFG樁用到的機械設備有長螺旋鉆機長螺旋鉆機、砼輸送泵砼輸送泵、裝載機裝載機、自自卸汽車卸汽車、挖掘機挖掘機、砼罐車砼罐車。長螺旋鉆機長螺旋鉆機CFG樁施工及質量控制CFG樁施工及質量控制第三部分一6、工藝流程一、工藝流程03試樁測量放線就位、鉆進樁間土清完樁間土開挖壓灌、提鉆破樁頭樁身檢測靜載試驗地表處理地表處理樁位檢測放樣樁位檢測放樣樁機就位樁機就位鉆桿垂直度檢查與調整鉆桿垂直度檢查與調整鉆桿內填滿混合料鉆桿內填滿混合料混合料拌和運輸與泵送混合料拌和運輸與泵送移機到下一樁位移機到下一樁位鉆孔至設計標高鉆孔至設計標高停鉆停鉆邊提鉆桿邊泵壓灌注混合料邊提鉆桿邊泵壓灌注混合料清土清土混合料試件制作混合料試件制作樁頭處理樁頭處理樁體承載力抽檢樁體承載力抽檢樁體完整性檢查樁體完整性檢查CFG樁驗收CFG樁驗收樁間土開挖樁間土開挖測量放樣測量放樣將施工邊樁與基準樁交底后，進行樁位布置。用白灰撒出左7、右邊線，按樁位布置圖逐樁放樣。03樁機就位、對中樁機就位、對中CFG樁位定好后，按設計要求在樁中心點上插一標桿，放好樁位后，移動CFG樁機到達指定樁位，用鉆機塔身的前后和左右的垂直標桿檢查塔身導桿，校正位置，使鉆桿垂直對準樁位中心。開鉆前量好鉆具長度，并在機架上畫上明顯的進尺深度標志，保證成孔深度和有效樁長。樁機就位必須鋪墊平穩，立柱垂直穩定牢固，鉆頭對準樁位。檢查鉆頭活門是否閉合后，進行鉆機就位，成孔鉆機就位后必須平整穩固，在施工中不發生傾斜、移動，同時調整鉆機水平。鉆孔至設計標高鉆孔至設計標高鉆孔開始時，必須確認樁位編號、孔口標高、孔深，準確無誤后，關閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地8、面時，啟動鉆進，一般先慢后快，如發現鉆桿搖晃或卡鉆時應放慢進尺，鉆頭到達設計樁底標高時，在鉆機塔身處作醒目標記，作為施工時控制樁長的依據。開始鉆進或穿過軟硬地層交界處時，應保證鉆桿垂直，緩慢進入；在含有磚頭、瓦塊的雜填土層或軟塑粘性土層中鉆進時，應盡量減少鉆桿晃動，以免擴大孔徑。03灌注及拔管灌注及拔管CFG樁成孔到設計標高后，停止鉆進，壓灌之前幾分鐘，應開動混凝土輸送泵，提前將攪拌好的混凝土充滿輸送泵的料斗，同時備好一罐混凝土備用。壓灌時泵斗內要有一定的混凝土容量，混凝土容量要高出進料口50mm 以上，以防吸進空氣。開始泵送混合料，當鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，嚴禁先提管后泵料，成樁的提拔9、速度宜控制在每分鐘2-3m，提升壓灌過程中，如發現支腿下沉立即停止提升，并調節鉆機水平，方可繼續壓灌。灌注成樁完成后，對樁頭進行保護，施工樁頂高程宜高出設計樁頂標高不少于0.5m，以保證樁頂混凝土強度達到設計要求。鉆頭提升到孔口時，應防止樁周土掉入孔內。移位、施工下一根樁移位、施工下一根樁當上一根樁施工完成后，重復以上步驟進行下一根樁跳孔施工，在樁機移動過程中防止樁機本身和支腿對樁體的破壞。樁機移機至下一樁位施工時，應根據軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行復核，保證樁位準確。03樁間土開挖樁間土開挖混合料齡期達7d后進行樁間土開挖、清理。清理時采用小型挖掘機配合人工進行，現場開挖時指定專人進10、行現場指揮，施工過程中嚴禁挖掘機碰撞樁頭，以免造成斷樁，樁周土采用人工清理干凈。樁頭處理樁頭處理樁頭破除采用環切工藝以盡量減小對樁頭的擾動形成淺層斷樁的情況，每邊切入深度不小于15cm，切完后再樁頭切縫處同一水平面按同一角度插入三根鋼釬，用錘擊打將樁頭截斷，再用鋼釬鐵錘將樁頭從四周向中間修平，在環切過程中注意工人的防護工作，配備防護鏡及手套。樁基檢測樁基檢測成樁7天后成樁7天后對CFG樁采用低應變動力試驗檢測，檢測數量為總總樁數的10樁數的10，且不低于3根不低于3根。成樁28天后成樁28天后采用復合地基載荷試驗進行承載力檢驗，檢驗數量為樁數的2，且不小于3根樁數的2，且不小于3根.成樁28天11、后成樁28天后在樁體中心處，樁長范圍內垂直鉆孔取芯垂直鉆孔取芯，觀察樁體完整性與均勻性。樁體完整性與均勻性。0303二、質量通病二、質量通病CFG樁常見問題CFG樁常見問題影響復合地基承載力影響復合地基承載力堵管堵管竄孔竄孔樁端不飽滿樁端不飽滿縮頸、斷樁縮頸、斷樁堵管：堵管：1)混合料配合比不合理。1)混合料配合比不合理。原因：原因：低強度混凝土混合料中細骨料和粉煤灰用量較少時，混合料的流動性差。坍落度太大，易產生泌水和離析，管內漿液在泵壓作用下，先流動，骨料和砂漿分離，摩擦力增大容易堵管。坍落度太小，混合料在輸送管內流動性差，容易堵管。防治措施：防治措施：在試用配合比前室內試驗必須保證混凝土12、的和易性，控制混凝土施工坍落度在1618 cm，保證混凝土的泵送工作性能，防止堵管。混凝土坍落度應控制在160 mm200 mm之間混凝土坍落度應控制在160 mm200 mm之間。2)混合料攪拌質量有缺陷。2)混合料攪拌質量有缺陷。3)施工操作不當。3)施工操作不當。原因：原因：鉆孔進入土層預定標高后，開始泵送混合料，提鉆時間較晚，在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出，管內剩下少漿混合料，造成堵管。防治措施：防治措施：施工時應在管內填充混凝土后及時提鉆，避免造成堵管。4)設備缺陷。4)設備缺陷。混合料輸送管要定期清洗，否則管路內有混合料的結硬塊，還會造成管路的堵塞。5）混合料凝固。5）混合料凝13、固。原因：原因：施工氣溫高，管壁漿液容易凝固，夏季施工管內溫度高，管壁混合料易凝固，增大了管壁阻力，容易造成堵管。防治措施：防治措施：施工時在管壁覆蓋草袋并經常灑水保持草袋濕潤，降低管道溫度。堵管是長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁工藝常遇到的主要問題之一。它直接影響CFG樁的施工效率，增加工人勞動強度，還會造成材料浪費。特別是故障排除不暢時，使已攪拌的CFG樁混合料失水或結硬，增加了再次堵管的幾率，給施工帶來很多困難。產生堵管的原因有以下幾點：03竄孔：竄孔：可能發生竄孔的情況有如下3種：可能發生竄孔的情況有如下3種：1)被加固土層中有松散飽和粉土、粉細砂；2)鉆桿鉆進過程中葉片剪切作用對土14、體產生擾動；3)土體受剪切擾動能量的積累，使土體發生“液化”，使已施工未凝固樁體相鄰樁內混凝土突然下落。03施工中采取的預控措施如下：施工中采取的預控措施如下：1)采取隔樁隔樁、隔排跳打隔排跳打方法；2)根據工程實際情況，采用樁距較大的設計方案，避免打樁的剪切擾動采用樁距較大的設計方案，避免打樁的剪切擾動；3)減少在竄孔區域的打樁減少在竄孔區域的打樁，減少對已打樁擾動能量的積累；4)合理提高鉆頭鉆進速度提高鉆頭鉆進速度。樁端不飽滿：樁端不飽滿：發生樁端不飽滿的原因：發生樁端不飽滿的原因：1）CFG樁在灌注砼時，上部1-3米因為砼的壓力 變小，砼中有細微氣泡排不出來，而CFG樁的主要受力部分都在15、上部，因此上部樁體的不密實，極易造成樁在工程使用過程中的破壞；2）施工中為了方便閥門的打開，先提鉆后泵料所致，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；3）樁端混凝土未超灌。03施工中采取的預控措施如下：施工中采取的預控措施如下：1)在施工完成后，砼凝固之前使用振搗棒振搗上部砼振搗棒振搗上部砼，加強砼的密實性；2)加強砼的坍落度控制坍落度控制，坍落度過小易造成蜂窩現象；3)超灌0.5m-1m的高度超灌0.5m-1m的高度；縮頸、斷樁：縮頸、斷樁：1)拔管太快，樁體存在缺陷。1)拔管太快，樁體存在缺陷。原因：原因：成樁過程中拔管速度太快，在樁內容易形成空洞或樁內掉泥，使樁16、身存在缺陷或樁身夾泥，造成斷樁或缺陷。防治措施：防治措施：控制拔管速度在23 mmin，使泵送混凝土速度與拔管速度相匹配，確保樁身混凝土質量。2)成品未進行保護，成樁后外力破壞。2)成品未進行保護，成樁后外力破壞。原因：原因：CFG樁為素混凝土樁，抗彎、抗剪能力較差，在未施工褥墊層前大型機械進入CFG樁加固區，造成斷樁；使用大型挖機在混凝土終凝后清理樁間土觸碰混凝土樁體，造成斷樁。防治措施：防治措施：混凝土終凝后，禁止使用大型機械在沒有任何墊層情況下清理樁間土，采用小型機械清理樁間土時，必須有專人指揮，防止機械觸碰樁體；成樁后，在沒有墊層情況下禁止任何機械進入加固區。3）灌注混凝土時，混凝土灌17、注供應不及時。灌注混凝土時，混凝土灌注供應不及時。原因：原因：混凝土灌注過程中不連續，供應不及時，導致前一次灌注的混凝土表面初凝形成硬殼。防治措施：防治措施：選擇產能較高的商混站，提前計劃好需要的方量，與商混站保持良好的溝通聯系，加強混凝土調度。CFG樁施工過程中，混合料現場灌注過程一定要確保其密實性。保證樁截面尺寸，灌注過程中隨時監控混合料的質量確保混合料的和易性和坍落度，應每車檢查坍落度，混合料的坍落度嚴格按設計要求控制。確保混合料供應及時，鉆頭提升應保持勻速，提升速度不得大于混凝土灌注速度，拔管時必須保證管的埋深，防止發生縮頸、斷樁現象。03工藝總結工藝總結第四部分CFG樁復合地基粘結強18、度樁是復合地基的代表，目前多用于高層和超高層建筑中。CFG樁復合地基通過褥墊層與基礎連接，無論樁端落在一般土層還是堅硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應力比樁間土表面應力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應減少了樁間土承擔的荷載。這樣，由于樁的作用使復合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價。04在復合地基設計中，基礎與樁和樁間土之間設置一定厚度散體粒狀材料組成的褥墊層，是復合地基的一個核心技術。基礎下是否設置褥墊層，對復合地基受力影響很大。若不設置褥墊層，復合地基承載特性與樁基礎相似，樁間土承載能力難以發揮，不能成為復合地基。基礎下設置褥墊層，樁間土載力的發揮就不單純依賴于樁的沉降，即使樁端落在好土層上，也能保證荷載通過褥墊層作用到樁間土上，使樁土共同承擔荷載。04謝謝大家THANKS