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摘要:本文根据工程应用CFG桩实际情况,详细介绍长螺旋钻孔管内泵压CFG桩的主要特点,适用范围,技术原理、并对其施工工艺进行了探讨。
关键词:长螺旋钻孔管内泵压CFG桩施工
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1前言:CFG桩是由水泥、粉煤灰、骨料等混合材料加水半合而成的高粘结强度桩。通过设置一定厚度的柔性褥垫层,由桩、桩间土、褥垫层一起组成复合地基,共同承担基础上部传来的荷载,CFG桩当前较为流行的施工工艺是长螺旋钻孔--管内泵压混合料灌注承装工艺。其具有成本低、沉降均匀、承载力较高、无污染、无振动、低噪音、易操作、效率高、工期短等特点,目前已在建筑工程上得到广泛应用。
2工程实例:洛阳某高层住楼工程,地基承载力特征值为110Kpa,满足不了竖向承载力要求,本着满足结构要求和经济的原则,设计选用C25强度等级CFG桩,桩径Ф400mm,桩距为1.6m,桩长15m,施工桩长15.7m,处理后复合地基承载力特征值fak≥350kpa。桩体采用ZKL600B长螺旋钻孔机成孔,管内泵压混合料灌注成桩,共计1219根 。
3技术要求
3.1状体原材料
3.1.1水泥:采用P.O32.5,无受潮结块。其质量应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175等的规定)。水泥应具有良好的保水性能,使混合料在泵送过程中不宜泌水。水泥进场时应有出厂合格证,并有进场复试报告。
3.1.2碎石:采用粒径5~20连续级配的干净坚硬碎石,其针片状颗粒含量不宜大于10%,含泥量不大于2%,且應符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验办法》JGJ53的规定。
3.1.3砂:采用中砂,通过0.315mm筛孔的砂不应少于少于15%。含泥量不大于3%,不得含有草根、垃圾等杂物。
3.1.4搅拌用水:采用饮用水。
3.1.5外加剂及矿物掺合料:为了使拌合料满足可泵性要求,应掺用泵送剂或减水剂,并掺用Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰。粉煤灰的掺量应经试配确定,其进场时应有出厂合格证,并有进场复试报告。所掺用的外加剂及粉煤灰的质量应符合现行国家有关标准、技术规范等的规定。
3.2混合料配合比设计
混合料配合比施工前应按设计要求,由具有相应资质的实验室进行配合比计算,适配确定。
3.2.1CFG桩混合料的设计强度等为C25。
3.2.3混合料的塌落度为18-22cm。
3.2.3混合料的水灰比应控制在0.4-0.5之间。
3.2.4混合料砂率为40%-45%。
3.2.5混凝土拌制前应测定砂、石含水率,本根据测定结果调整材料用量,出具施工配合比。拌制过程中应严格按施工配合比及规范的要求准确计量。
施工前进行成桩工艺试验,以检验设备、工艺、技术参数是否满足设计要求。
4施工工艺
4.1成桩工艺流程
桩定位→装机就位→钻孔至设计深度→钻杆内泵压灌注混凝土→提升钻杆→灌注孔底混凝土→边泵送边提升钻杆→成桩→钻机移位→封桩顶→桩混凝土养护→土方开挖→静载及低应变检测→褥垫层铺设。
打桩顺序:应从外围或两侧向中间打,采用隔排隔桩跳打法,新打桩与已打桩间隔时间不少于7d。
4.2操作工艺要点
4.2.1桩定位:根据设计桩位平面图及现场桩位基准点,用全站仪坐标定位,并进行桩位复核,无误后按沉桩顺序将桩逐一编号,每一个桩位均用钢管打入基底50cm,灌入白灰做标记,并设置样桩,以供桩机就位后定位。
4.2.2桩机就位:应平整、稳固、位置准确,使钻杆垂直对准桩位中心,垂直度允许偏差不大于1%,钻进时不发生倾斜、移位。
4.2.3钻孔前用1:1水泥砂浆润滑混凝土输送管及钻杆内壁。
4.2.4钻进:钻孔前应对桩位进行复核,并在桩架上或桩管上做控制标尺,以控制钻孔深度,后均匀旋转钻杆进行钻孔,钻进速度应控制在2.0m/min左右,钻至设计标高。钻孔时应控制电机的电流及钻杆的倾斜度,若发生斜孔或其他异常情况时,应及时采用相应措施进行处理。成孔过程中应准确记录其钻进速度及地质情况。
4.2.5灌注成桩:当钻至设计标高后空转30s,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆芯管充满一定数量混合料后开始提钻杆,匀速拔管,其提升速度应控制在1.2-1.5m/min左右。送料提钻是保证CFG桩施工质量的关键环节,要准去掌握提钻的时机,钻杆提升的速度必须与泵入混合料的速度相配,不允许拔管工程出现反插,严禁先提管后泵料。在提钻过程中要保证钻杆内有一定高度的混合料,防止提空,且避开在砂土、粉土层停顿、以防止断桩或缩颈。拌合料充盈系数控制在1.2以上。成桩过程宜连续进行,应避免因供料慢而导致停机待料。灌注成桩完成后,桩顶采用湿粘土桩封顶进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
输送泵及输送管应与长螺旋钻具中心管相匹配,现场采用30型混凝土输送泵和Ф125输送管输送混凝土,工作泵压力4Mpa-6 Mpa。Ф125输送软管与长螺旋钻具中心管相连,即可方便钻机移动,又可保持搅拌后台位置相对稳定,无需多次移位,即可满足一个工程的需要,混凝土的搅拌可根据工程实际情况选用以下两种形式:一是现场搅拌;二是用商品混凝土。两者均可通过混凝土泵料斗输送到钻机中心管提料成桩,完成混凝土的灌注施工工作。
4.2.6移机:当上一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩施工。下一根桩施工前,还应将待施工桩位进行复核,确保桩位准确。
4.2.7应及时清除成桩面层的浮浆;成桩时排出的砂、砾石,随二次挖土时挖出,运至指定位置。
4.2.8开槽及桩头处理
CFG桩复合地基应在桩体强度符合实验荷载条件时进行,一般在施工结束2-4周。检测合格方可进行土体开挖,因设计桩顶标高距地表不深,采用人工开挖,以防止对桩体和桩间土产生不利影响。
如果在基槽开挖和剔除桩尖时造成桩体断至桩顶设计标高以下,必须采取补救措施。假如断裂面距桩顶标高不深,可用C20细石混凝土接桩至设计桩顶标高。注意在接桩头过程中保护好桩间土。
4.2.9褥垫层
褥垫层铺设:褥垫层位于桩顶和桩间土的上部,根据地基承载力和装的刚度等因素确定,设计采用300mm厚级配砂石,碎石粒径不宜大于3cm。
褥垫层虚铺厚度按下式控制
h=△H/λ
式中:h-褥垫层虚铺厚度;△H-褥垫层设计厚度;λ-夯填度,一般取0.87-0.9.
褥垫层宽度比基础宽度要大,其宽出的部分不宜小于褥垫层的厚度。可采用碾压、夯实、振动等方法压实。每层材料应铺摊均匀,一般碾压不得少于3遍,压至密实不松动为止。
5结语
长螺旋钻孔管内泵压CFG桩已在本工程上得到成功应用。CFG桩复合地基充分发挥桩、桩间土的承载力,使复合地基具有一定抵抗水平荷载的能力,并对地基不均匀沉降有一定补偿作用,确保结构的安全可靠。
关键词:长螺旋钻孔管内泵压CFG桩施工
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1前言:CFG桩是由水泥、粉煤灰、骨料等混合材料加水半合而成的高粘结强度桩。通过设置一定厚度的柔性褥垫层,由桩、桩间土、褥垫层一起组成复合地基,共同承担基础上部传来的荷载,CFG桩当前较为流行的施工工艺是长螺旋钻孔--管内泵压混合料灌注承装工艺。其具有成本低、沉降均匀、承载力较高、无污染、无振动、低噪音、易操作、效率高、工期短等特点,目前已在建筑工程上得到广泛应用。
2工程实例:洛阳某高层住楼工程,地基承载力特征值为110Kpa,满足不了竖向承载力要求,本着满足结构要求和经济的原则,设计选用C25强度等级CFG桩,桩径Ф400mm,桩距为1.6m,桩长15m,施工桩长15.7m,处理后复合地基承载力特征值fak≥350kpa。桩体采用ZKL600B长螺旋钻孔机成孔,管内泵压混合料灌注成桩,共计1219根 。
3技术要求
3.1状体原材料
3.1.1水泥:采用P.O32.5,无受潮结块。其质量应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175等的规定)。水泥应具有良好的保水性能,使混合料在泵送过程中不宜泌水。水泥进场时应有出厂合格证,并有进场复试报告。
3.1.2碎石:采用粒径5~20连续级配的干净坚硬碎石,其针片状颗粒含量不宜大于10%,含泥量不大于2%,且應符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验办法》JGJ53的规定。
3.1.3砂:采用中砂,通过0.315mm筛孔的砂不应少于少于15%。含泥量不大于3%,不得含有草根、垃圾等杂物。
3.1.4搅拌用水:采用饮用水。
3.1.5外加剂及矿物掺合料:为了使拌合料满足可泵性要求,应掺用泵送剂或减水剂,并掺用Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰。粉煤灰的掺量应经试配确定,其进场时应有出厂合格证,并有进场复试报告。所掺用的外加剂及粉煤灰的质量应符合现行国家有关标准、技术规范等的规定。
3.2混合料配合比设计
混合料配合比施工前应按设计要求,由具有相应资质的实验室进行配合比计算,适配确定。
3.2.1CFG桩混合料的设计强度等为C25。
3.2.3混合料的塌落度为18-22cm。
3.2.3混合料的水灰比应控制在0.4-0.5之间。
3.2.4混合料砂率为40%-45%。
3.2.5混凝土拌制前应测定砂、石含水率,本根据测定结果调整材料用量,出具施工配合比。拌制过程中应严格按施工配合比及规范的要求准确计量。
施工前进行成桩工艺试验,以检验设备、工艺、技术参数是否满足设计要求。
4施工工艺
4.1成桩工艺流程
桩定位→装机就位→钻孔至设计深度→钻杆内泵压灌注混凝土→提升钻杆→灌注孔底混凝土→边泵送边提升钻杆→成桩→钻机移位→封桩顶→桩混凝土养护→土方开挖→静载及低应变检测→褥垫层铺设。
打桩顺序:应从外围或两侧向中间打,采用隔排隔桩跳打法,新打桩与已打桩间隔时间不少于7d。
4.2操作工艺要点
4.2.1桩定位:根据设计桩位平面图及现场桩位基准点,用全站仪坐标定位,并进行桩位复核,无误后按沉桩顺序将桩逐一编号,每一个桩位均用钢管打入基底50cm,灌入白灰做标记,并设置样桩,以供桩机就位后定位。
4.2.2桩机就位:应平整、稳固、位置准确,使钻杆垂直对准桩位中心,垂直度允许偏差不大于1%,钻进时不发生倾斜、移位。
4.2.3钻孔前用1:1水泥砂浆润滑混凝土输送管及钻杆内壁。
4.2.4钻进:钻孔前应对桩位进行复核,并在桩架上或桩管上做控制标尺,以控制钻孔深度,后均匀旋转钻杆进行钻孔,钻进速度应控制在2.0m/min左右,钻至设计标高。钻孔时应控制电机的电流及钻杆的倾斜度,若发生斜孔或其他异常情况时,应及时采用相应措施进行处理。成孔过程中应准确记录其钻进速度及地质情况。
4.2.5灌注成桩:当钻至设计标高后空转30s,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆芯管充满一定数量混合料后开始提钻杆,匀速拔管,其提升速度应控制在1.2-1.5m/min左右。送料提钻是保证CFG桩施工质量的关键环节,要准去掌握提钻的时机,钻杆提升的速度必须与泵入混合料的速度相配,不允许拔管工程出现反插,严禁先提管后泵料。在提钻过程中要保证钻杆内有一定高度的混合料,防止提空,且避开在砂土、粉土层停顿、以防止断桩或缩颈。拌合料充盈系数控制在1.2以上。成桩过程宜连续进行,应避免因供料慢而导致停机待料。灌注成桩完成后,桩顶采用湿粘土桩封顶进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
输送泵及输送管应与长螺旋钻具中心管相匹配,现场采用30型混凝土输送泵和Ф125输送管输送混凝土,工作泵压力4Mpa-6 Mpa。Ф125输送软管与长螺旋钻具中心管相连,即可方便钻机移动,又可保持搅拌后台位置相对稳定,无需多次移位,即可满足一个工程的需要,混凝土的搅拌可根据工程实际情况选用以下两种形式:一是现场搅拌;二是用商品混凝土。两者均可通过混凝土泵料斗输送到钻机中心管提料成桩,完成混凝土的灌注施工工作。
4.2.6移机:当上一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩施工。下一根桩施工前,还应将待施工桩位进行复核,确保桩位准确。
4.2.7应及时清除成桩面层的浮浆;成桩时排出的砂、砾石,随二次挖土时挖出,运至指定位置。
4.2.8开槽及桩头处理
CFG桩复合地基应在桩体强度符合实验荷载条件时进行,一般在施工结束2-4周。检测合格方可进行土体开挖,因设计桩顶标高距地表不深,采用人工开挖,以防止对桩体和桩间土产生不利影响。
如果在基槽开挖和剔除桩尖时造成桩体断至桩顶设计标高以下,必须采取补救措施。假如断裂面距桩顶标高不深,可用C20细石混凝土接桩至设计桩顶标高。注意在接桩头过程中保护好桩间土。
4.2.9褥垫层
褥垫层铺设:褥垫层位于桩顶和桩间土的上部,根据地基承载力和装的刚度等因素确定,设计采用300mm厚级配砂石,碎石粒径不宜大于3cm。
褥垫层虚铺厚度按下式控制
h=△H/λ
式中:h-褥垫层虚铺厚度;△H-褥垫层设计厚度;λ-夯填度,一般取0.87-0.9.
褥垫层宽度比基础宽度要大,其宽出的部分不宜小于褥垫层的厚度。可采用碾压、夯实、振动等方法压实。每层材料应铺摊均匀,一般碾压不得少于3遍,压至密实不松动为止。
5结语
长螺旋钻孔管内泵压CFG桩已在本工程上得到成功应用。CFG桩复合地基充分发挥桩、桩间土的承载力,使复合地基具有一定抵抗水平荷载的能力,并对地基不均匀沉降有一定补偿作用,确保结构的安全可靠。