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摘要:随着我国经济的发展,高层建筑项目越来越多,对于地基础部分的承载能力要求就更高。因此,CFG桩复合桩技术得到了广泛的应用。本文以实际工程施工为例,探讨了CFG桩复合地基的计算及施工方法,希望对同类施工能有所帮助。
关键词:CFG桩复合地基;方案;施工;处理
中图分类号:TU71 文献标识码: A 文章编号:
Abstract: With China's economic development, high-rise construction projects more and more, higher requirements on the basis of their carrying capacity. CFG pile composite pile technology has been widely used. In this paper, the actual construction, for example, discusses the calculation of CFG pile composite foundation and construction methods, in the hope of similar construction can be helpful.Key words: CFG pile composite foundation; programs; construction; processing
CFG桩复合地基用于高层建筑中性能优良,不仅提高了基础部分的承载能力,而且施工简便,适应性也比较强,在高层建筑工程中应大力推广。
一、CFG桩概述及特点
所谓CFG桩,就是指水泥粉煤灰碎石桩,它是由水泥、碎石、粉煤灰、石屑以及砂加水拌合之后,再通过一定的成桩工艺形成的一种强粘结性桩体。
从形式上看,CFG桩处理地基过程中已经有效的摒弃了传统碎石桩体效应比较差的缺点,CFG桩具有一定的刚性特性。从实践来看,CFG桩可以通过置换、排水、挤密以及垫层等作用,不但可以有效的提高地基的承载能力、减小其沉降变形量,而且还能从总体上降低工程的造价,加之施工简便,因此在高层建筑等工程施工过程中得到了广泛的应用。
从实践来看,CFG桩自身的粘结强度比较大,即便是在一般外力的作用下,桩身也很难向碎石桩那样出现鼓胀等问题。当CFG桩端落在比较好的土层[CFG桩就是长螺旋钻孔灌注桩适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的桩土
]之中时,就会表现出非常好的承载能力,尤其值得一提的是其荷载可以通过桩四周的摩阻力和桩端阻力分别传到深层地基。不仅如此,而且该复合地基的承载能力会随之不断的提高。通常情况下,CFG桩的强度要求为≥C15,桩径取350mm~600mm为宜,对于桩间距的要求一般为桩径的3~5倍。
二、CFG桩施工工艺
从实践来看,CFG桩施工过程中主要会用到的机械有长螺旋钻孔机、起吊设施、机架、水泵以及发电机等。具体施工工艺如下:
1、施工前的准备
首先是施工测量,测量过程中应当严格按照测量规范的要求操作,所有的测量仪器一律要进行事前的校核,以保证其测量的精度和准确度;其次是技术上的准备,当施工设计图纸和施工资料到位以后,应当及时组织相关技术人员对该图纸进行详细的复核,并对有关人员进行培训和技术学习,认真做好施工之前的技术准备工作;再次是施工技术的交底,一定要根据CFG桩施工图,进行技术交底工作。最后是材料上的准备,通过取样试验确定成桩施工中所要用的施工材料。
2、成孔
当成孔施工过程中所用到的钻机就位以后,一定要确保钻杆对准桩位的中心位置,实际操作中CFG桩的垂直度偏差应当保持在1%以内。成孔施工过程中,可采用在钻架的上方挂垂球的方式,在钻架上面刻上对照线,每一根桩柱施工之前都应当有专人对桩位及垂直度进行检查,只有满足要求之后,才可以开钻。钻孔开始时,应当关闭钻头上的阀门,移动钻杆的位置至钻头可以触及到地面为止,然后启动开关开始钻进;实际钻进过程中,应当先慢后快,实施对钻孔有无偏差进行检查。
3、清孔
重复成孔操作一至二次后,回水将孔内的泥浆稀释,同时还要维持好孔口的回水,通过这一操作,可有效的清理孔口。当钻孔达到设计孔深(标高)时,应当停止钻进,实施沉管。
4、沉管
桩机就位须水平、稳固、调整沉管与地面垂直,确保垂直度偏差不大于1%;若采用预制钢筋混凝土桩尖,需埋入地表以下300mm左右;启动电动机,开始沉管过程中注意调整桩机的稳定,严禁倾斜和错位;沉管过程中须作好记录。激振电流每沉1m记录一次,对土层变化处应特别说明,直到沉管至设计标高。
5、灌注
混合料按设计配比进行配制,投入搅拌机加水拌和,加水量由混合料坍落度控制,一般坍落度为30~50mm,成桩后桩顶浮浆厚度一般不不超过200mm。混合料的搅拌须均匀,搅拌时间不得小于1min。实际施工过程中,每一根桩上的投料量都应当多于或等于设计预期的灌注量。实践中,为了有效的保证成桩的连续性和均匀性,施工过程中可采用连续的填料法。需要注意的是,成孔之后不要立刻将钻机提出,而是要将碎石连续的填入到孔内,使它们可以自然的下沉到至孔的底部,其中填料颗粒的直径应当小于10厘米,且含泥量一般也要小于百分之五;如果级配没有特殊的要求,那么一般每米的填料量应当控制在0.7至0.9立方米。
6、振密
当填料下沉至孔的底部时,可借助钻机水平方向上的振动力,使填料挤向周围的土层之中,进而挤密砂层。从实践来看,随着砂层的密实度不断增大,砂层的抗挤入阻力也会不断的增大,因此迫使钻机的输出功率变得更大,进而引起电机的电流值快速升高。当钻井的电流升到60安培以后,我们即可认为CFG桩及其周围的砂土已经振密,时间一般在10至20秒之间。完成以上操作以后,应当将钻机向上提起30至50厘米的高度,然后继续向孔中投料、挤密,依次重复进行,直到孔口为止。
7、拔管
实践施工过程中,当钻杆的芯管充满了混合材料以后,即可开始拔管。施工桩一般要高出设计的高程,当灌注成桩以后,应当在桩顶上盖土封,起到保护的作用。在灌注混合材料过程中,混合材料的控制可采用记录泵压次数的方式,对于同一种类型或型号的传送泵,每次传送的量应当保持一个稳定的数值,同时还要根据泵压的次数计量混合材料的实际投入量。
8、移机与记录
当上一根桩柱施工完毕后,要对钻机头实施保护、位移,之后才可以对下一根柱桩进行施工。在进行现场试验过程中,对于每一盘混合材料,工作人员都要对其坍落度进行认真的检测,只有合格之后,方可完全投入使用。在成桩施工过程中,可通过抽样制作一些混合料块,并测定其抗压强度。同时,还要详细的记录每一根柱桩由成孔至成桩过程中的水压、电流、深度以及填料的高度参数,以备分析和研究之用。
三、CFG桩施工中的注意事项
以上是CFG桩在高层建筑地基处理过程中的应用及施工过程,具体操作過程中还要注意以下几点:首先要制定桩位复核管理机制,尤其在放线过程中要严格按照复核制度进行;桩机就位之前要铺垫平衡,以保证立柱垂直和稳定牢固。同时钻机的机座在水平方向上要保持稳固,中心和桩柱的中心要保持一致。实际钻进过程中没有达到设计标高时不能反转或者提升钻杆,特殊情况下若要反转则要对钻头上的活塞进行重新清洗和疏通。CFG桩体混合料的制作要严格按照要求进行,严格按照试验过程中所得到的配合比例将碎石、水泥以及粉煤灰等施工材料混合在一起进行拌搅拌,大约一分半时间;开始钻进或者穿过了软硬土层的交界处以后,应当保持钻杆的垂直度,并缓慢的进入;压灌之前的几分钟,要先启动砼输送泵,并提前将事先拌合好了的适量混合料充满输送管道,同时还要将砼输送泵料斗储存满。由于压灌和钻杆配合的好坏,直接关系着CFG桩的成桩质量,如果钻杆的提升速度太快,就会在孔底产生一定的负压,而流砂涌入其中就会产生沉渣,进而降低其承载能力。
CFG桩施工过程,直接影响成桩质量及地基处理效果,须严格管理,加以控制。由于CFG桩复合地基施工工艺的特性,对现场施工用地要求较大,场地空间有限,应合理组织CFG桩与周围建筑的施工,统筹安排,以减小对周围建筑的影响。
四、结语
总而言之,CFG桩施工过程是一项十分复杂的工程,但它为现代高层建筑地基处理带来了新的发展活力,对建筑事业的发展起到了很大的促进作用,因此应当进一步创新CFG桩施工技术、优化成桩施工流程,从而保证建筑地基的施工质量。
参考文献:
[1]曾志明.浅谈CFG桩在高层建筑地基处理中的应用[J].中国科技博览,2010(23).
[2]郑舟远.浅析CFG桩复合地基加固机理及在高层建筑地基处理中工程应用[J].城市建设理论研究(电子版),2011(32).
[3]冯晓洲李东东.CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用[J].中国高新技术企业,2011(02).
[4]吕锋.CFG桩在高层建筑复合地基处理中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012(05)
[5]严元龙郝丹章羲.CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用[J].山西建筑,2010(06)
关键词:CFG桩复合地基;方案;施工;处理
中图分类号:TU71 文献标识码: A 文章编号:
Abstract: With China's economic development, high-rise construction projects more and more, higher requirements on the basis of their carrying capacity. CFG pile composite pile technology has been widely used. In this paper, the actual construction, for example, discusses the calculation of CFG pile composite foundation and construction methods, in the hope of similar construction can be helpful.Key words: CFG pile composite foundation; programs; construction; processing
CFG桩复合地基用于高层建筑中性能优良,不仅提高了基础部分的承载能力,而且施工简便,适应性也比较强,在高层建筑工程中应大力推广。
一、CFG桩概述及特点
所谓CFG桩,就是指水泥粉煤灰碎石桩,它是由水泥、碎石、粉煤灰、石屑以及砂加水拌合之后,再通过一定的成桩工艺形成的一种强粘结性桩体。
从形式上看,CFG桩处理地基过程中已经有效的摒弃了传统碎石桩体效应比较差的缺点,CFG桩具有一定的刚性特性。从实践来看,CFG桩可以通过置换、排水、挤密以及垫层等作用,不但可以有效的提高地基的承载能力、减小其沉降变形量,而且还能从总体上降低工程的造价,加之施工简便,因此在高层建筑等工程施工过程中得到了广泛的应用。
从实践来看,CFG桩自身的粘结强度比较大,即便是在一般外力的作用下,桩身也很难向碎石桩那样出现鼓胀等问题。当CFG桩端落在比较好的土层[CFG桩就是长螺旋钻孔灌注桩适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的桩土
]之中时,就会表现出非常好的承载能力,尤其值得一提的是其荷载可以通过桩四周的摩阻力和桩端阻力分别传到深层地基。不仅如此,而且该复合地基的承载能力会随之不断的提高。通常情况下,CFG桩的强度要求为≥C15,桩径取350mm~600mm为宜,对于桩间距的要求一般为桩径的3~5倍。
二、CFG桩施工工艺
从实践来看,CFG桩施工过程中主要会用到的机械有长螺旋钻孔机、起吊设施、机架、水泵以及发电机等。具体施工工艺如下:
1、施工前的准备
首先是施工测量,测量过程中应当严格按照测量规范的要求操作,所有的测量仪器一律要进行事前的校核,以保证其测量的精度和准确度;其次是技术上的准备,当施工设计图纸和施工资料到位以后,应当及时组织相关技术人员对该图纸进行详细的复核,并对有关人员进行培训和技术学习,认真做好施工之前的技术准备工作;再次是施工技术的交底,一定要根据CFG桩施工图,进行技术交底工作。最后是材料上的准备,通过取样试验确定成桩施工中所要用的施工材料。
2、成孔
当成孔施工过程中所用到的钻机就位以后,一定要确保钻杆对准桩位的中心位置,实际操作中CFG桩的垂直度偏差应当保持在1%以内。成孔施工过程中,可采用在钻架的上方挂垂球的方式,在钻架上面刻上对照线,每一根桩柱施工之前都应当有专人对桩位及垂直度进行检查,只有满足要求之后,才可以开钻。钻孔开始时,应当关闭钻头上的阀门,移动钻杆的位置至钻头可以触及到地面为止,然后启动开关开始钻进;实际钻进过程中,应当先慢后快,实施对钻孔有无偏差进行检查。
3、清孔
重复成孔操作一至二次后,回水将孔内的泥浆稀释,同时还要维持好孔口的回水,通过这一操作,可有效的清理孔口。当钻孔达到设计孔深(标高)时,应当停止钻进,实施沉管。
4、沉管
桩机就位须水平、稳固、调整沉管与地面垂直,确保垂直度偏差不大于1%;若采用预制钢筋混凝土桩尖,需埋入地表以下300mm左右;启动电动机,开始沉管过程中注意调整桩机的稳定,严禁倾斜和错位;沉管过程中须作好记录。激振电流每沉1m记录一次,对土层变化处应特别说明,直到沉管至设计标高。
5、灌注
混合料按设计配比进行配制,投入搅拌机加水拌和,加水量由混合料坍落度控制,一般坍落度为30~50mm,成桩后桩顶浮浆厚度一般不不超过200mm。混合料的搅拌须均匀,搅拌时间不得小于1min。实际施工过程中,每一根桩上的投料量都应当多于或等于设计预期的灌注量。实践中,为了有效的保证成桩的连续性和均匀性,施工过程中可采用连续的填料法。需要注意的是,成孔之后不要立刻将钻机提出,而是要将碎石连续的填入到孔内,使它们可以自然的下沉到至孔的底部,其中填料颗粒的直径应当小于10厘米,且含泥量一般也要小于百分之五;如果级配没有特殊的要求,那么一般每米的填料量应当控制在0.7至0.9立方米。
6、振密
当填料下沉至孔的底部时,可借助钻机水平方向上的振动力,使填料挤向周围的土层之中,进而挤密砂层。从实践来看,随着砂层的密实度不断增大,砂层的抗挤入阻力也会不断的增大,因此迫使钻机的输出功率变得更大,进而引起电机的电流值快速升高。当钻井的电流升到60安培以后,我们即可认为CFG桩及其周围的砂土已经振密,时间一般在10至20秒之间。完成以上操作以后,应当将钻机向上提起30至50厘米的高度,然后继续向孔中投料、挤密,依次重复进行,直到孔口为止。
7、拔管
实践施工过程中,当钻杆的芯管充满了混合材料以后,即可开始拔管。施工桩一般要高出设计的高程,当灌注成桩以后,应当在桩顶上盖土封,起到保护的作用。在灌注混合材料过程中,混合材料的控制可采用记录泵压次数的方式,对于同一种类型或型号的传送泵,每次传送的量应当保持一个稳定的数值,同时还要根据泵压的次数计量混合材料的实际投入量。
8、移机与记录
当上一根桩柱施工完毕后,要对钻机头实施保护、位移,之后才可以对下一根柱桩进行施工。在进行现场试验过程中,对于每一盘混合材料,工作人员都要对其坍落度进行认真的检测,只有合格之后,方可完全投入使用。在成桩施工过程中,可通过抽样制作一些混合料块,并测定其抗压强度。同时,还要详细的记录每一根柱桩由成孔至成桩过程中的水压、电流、深度以及填料的高度参数,以备分析和研究之用。
三、CFG桩施工中的注意事项
以上是CFG桩在高层建筑地基处理过程中的应用及施工过程,具体操作過程中还要注意以下几点:首先要制定桩位复核管理机制,尤其在放线过程中要严格按照复核制度进行;桩机就位之前要铺垫平衡,以保证立柱垂直和稳定牢固。同时钻机的机座在水平方向上要保持稳固,中心和桩柱的中心要保持一致。实际钻进过程中没有达到设计标高时不能反转或者提升钻杆,特殊情况下若要反转则要对钻头上的活塞进行重新清洗和疏通。CFG桩体混合料的制作要严格按照要求进行,严格按照试验过程中所得到的配合比例将碎石、水泥以及粉煤灰等施工材料混合在一起进行拌搅拌,大约一分半时间;开始钻进或者穿过了软硬土层的交界处以后,应当保持钻杆的垂直度,并缓慢的进入;压灌之前的几分钟,要先启动砼输送泵,并提前将事先拌合好了的适量混合料充满输送管道,同时还要将砼输送泵料斗储存满。由于压灌和钻杆配合的好坏,直接关系着CFG桩的成桩质量,如果钻杆的提升速度太快,就会在孔底产生一定的负压,而流砂涌入其中就会产生沉渣,进而降低其承载能力。
CFG桩施工过程,直接影响成桩质量及地基处理效果,须严格管理,加以控制。由于CFG桩复合地基施工工艺的特性,对现场施工用地要求较大,场地空间有限,应合理组织CFG桩与周围建筑的施工,统筹安排,以减小对周围建筑的影响。
四、结语
总而言之,CFG桩施工过程是一项十分复杂的工程,但它为现代高层建筑地基处理带来了新的发展活力,对建筑事业的发展起到了很大的促进作用,因此应当进一步创新CFG桩施工技术、优化成桩施工流程,从而保证建筑地基的施工质量。
参考文献:
[1]曾志明.浅谈CFG桩在高层建筑地基处理中的应用[J].中国科技博览,2010(23).
[2]郑舟远.浅析CFG桩复合地基加固机理及在高层建筑地基处理中工程应用[J].城市建设理论研究(电子版),2011(32).
[3]冯晓洲李东东.CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用[J].中国高新技术企业,2011(02).
[4]吕锋.CFG桩在高层建筑复合地基处理中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012(05)
[5]严元龙郝丹章羲.CFG桩复合地基在高层建筑地基处理中的应用[J].山西建筑,2010(06)