水泥粉煤灰碎石桩的施工工艺

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date水泥粉煤灰碎石桩的施工工艺水泥粉煤灰碎石桩的施工工艺水泥粉煤灰碎石桩的施工工艺 水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成CFG桩复合地基，是近几年研究采用的一种新型地基处理方案，该方案施工简单、速度快、质量便于控制。它不同 于简单的碎石桩，碎石桩是由松散的碎石组成，在荷载作用下将会产生鼓胀变形

2、，当桩周土为强度较低的软粘土时，桩体易产生鼓胀破坏；而且碎石桩仅在上部约3 倍桩径长度的范围内传递荷载，超过此长度，增加桩桩长承载力提高不显著。而CFG桩可充分利用桩间土的承载力，共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，具 有较好的技术性能和经济效果。CFG桩一般不用计算配筋，并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，进一步降低了工程造价。 某工程采用振动沉管灌注桩机成孔，桩身混凝土强度等级为C20，设计桩复合承载力值为200KPa。CFG桩桩距为1.4m，排距为1.2m。 1、 施工工艺流程 施工时，根据土质情况和荷载要求，分别选用单打法、复打法等，其中单打法是最基本的工法。分为移机就位、沉管

3、造孔、填料加密和成桩四道工序，其中分层填料加密是关键工序。由于它是一项新兴发展起来的地基处理技术，工程施工经验尚不够成熟，施工前进行了试桩，数量为9根，经试验桩确定的有关技术参数后，再精心组织正常施工。 CFG桩工艺流程图（图1）： 2、施工工艺 2.1施工顺序 桩位的施工流水顺序,依次向后退打，以有利于保护先施工的桩不被挤坏或挤歪。施工顺序考虑隔排桩跳打（即隔一根桩位），施工新桩时与已打桩间隔时间不少于7天。 2.2混合填料配制 严格选择原材料，水泥选用大厂生产优质32.5强度等级普通硅酸盐水泥（并有出厂合格证及生产日期）、质量优良、新鲜无结块，选择洁净的河砂、卵石、级粉煤灰等。施工前按设计

4、要求由试验室进行 了配合比试验，配合比（1m3）为：水186.0kg、水泥252.4kg、中砂452.0kg、粉煤灰175.0kg、砾石11350kg；施工时按配合比配制混合料，以保证混合料强度等同于C20混凝土。混合料中掺入的粉煤灰主要是改善拌和物的和易性，提高桩的施工质量。 混合料配比严格执行规范规定，碎石和中砂含杂质不大于5%。按设计配合比配制混合料，投入搅拌机加水拌和，加水量由混合料的坍落度控制，为避免桩顶浮浆过多，一般坍落度为30-50mm，成桩后浮浆厚度一般不超过200mm。混合料的搅拌须均匀，每盘搅拌时间不得少于60s。后台设磅秤计量装置，保证砂、石、粉煤灰计量准确。 2.3 测

5、量放线定桩位 在填土分层压实后，具备了处理条件时，根据施工图开始按照南北向间距1.20m，东西向间距1.40m，“梅花型”布设测放CFG桩位，并打入木桩与地面平齐。 2.4 移机就位 振动打桩机是振动沉管法施工的主要机具。目前国产型号有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60DZ120等，对于地质情况较复杂的地基，功率大的打桩机比功率小的效果好，在一般的砂粘性土地基DZ90能满足孔径小于80cmCFG桩的施工。配套设备：1）吊机的起吊能力应不小于10t，可用起落架代替吊机；电气控制设备是施工机械的心脏，控制电流操作台要有250A以上容量的电流表3块，500V电压表3块；3）加料可用架子车或小

6、翻斗车完成，按一次不超过0.5立方计算需要运输工具的数量。 桩机就位须平整、稳固，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。采用活瓣式桩尖和D325mm桩管，桩尖对准桩位。 2. 5 沉管造孔2.5.1沉管过程中注意桩机的稳定，严禁倾斜和错位。沉管过程中做好记录，激振电流每沉1m记录本一次和沉管所耗的总时间，严格控制最后30s电机的电流电压值。并对土层变化处理应特别说明，直到沉管至设计标高。 2.5.2 沉管过程中观察沉管的下沉速度是否正常，沉管是否有挤偏现象，若有异常情况应分析原因，及时采取措施。 2.5.3当沉管到达设计深度或持力层时，应判定该深度或贯入度是否已达到规范规定和设计要求，

7、或试桩时规定的并经设计认可的要求，满足了这些要求和规定，方可终止沉管。该工程控制贯入度标准为每30秒加压一次，最后30秒贯入度4-5cm。 2.6 填料加密 2.6.1沉管达到要求深度后，立即填灌桩芯混合料，尽量减少间隔时间。填料前检查沉管内是否吞进桩尖或进水进泥。若存在则及时处理。 2.6.2在沉管过程中可用料斗进行空中投料。待沉管至设计标高后须尽快投料，直到管内混合料面与钢管投料口平齐。如上料量不够，须在拔管过程中空中投料，以保证成桩桩顶、桩高满足设计要求。控制管内混合料面不低于自然地面。 2.6.3填料量应按沉管外径和桩长计算出的体积再乘上充盈系数值（大于1.3）。 2.7 成桩 2.7

8、.1当混合料填加至钢管投料口平齐后，开动电动机，先振动510s，再开始拔管，边振边拔，每拔0.51.0m，停拔留振510s，如此反复，直至沉管全部拔出。沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1.21.5m/min。 2.7.2沉管拔出地面后，若发现桩身填料超出桩的设计顶面甚多或溢出地面较多，应及时核实充盈系数，若充盈系数小于1，则可认为桩身可能存在缩径或断桩隐藏患，应及时研究补救措施。 2.7.3若发现桩身填料面低于设计院标高，应立即补填填料使其顶面高于设计标高0.5m，并用振捣器振实。补填填料时，应将桩顶上的浮土清理干净，必要时可向孔内先插入钢模，再清理浮土。 2.7.4确认

9、成桩符合设计要求后用粒状材料或混粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。 2.8桩头处理CFG 桩施工完毕待桩体达到一定强度（一般为7天左右），方可进行基槽开挖。在基槽开挖中，如果设计桩顶标高距地面不深（一般不大于1.5m），宜考虑采用人工 开挖，不仅可防止对桩体和桩间土产生不良影响，而且经济可行；如果基槽开挖较较深，开挖面积大，采用人工开挖不经济，可考虑采用机械和人工联合开挖，但人 工开挖留置厚度一般不宜小于700mm。 2.9褥垫铺设为了调整CFG桩和桩间土的共同作用，宜在基础下铺设一定厚度的褥垫层，其铺垫厚度应严格按设计规定办理。其材料多为粗砂、中砂或级配砂石，限制最大粒么不超过3cm。施工

10、时先虚铺，再采用静力压实，当桩间土含水量不大时也可夯实。桩间土含水量较高，特别是高灵敏度土，要注意施工扰动对桩间土的影响，以避免产生橡皮土。 3、CFG桩复合地基在施工中的质量控制 为保证CFG桩复合地基的施工质量，应控制好以下几个问题： 3.1 选用合理的施工机械设备。在施工准备阶段，必须详细了解地质情况，从而合理地选用施工机械。这是确保CFG桩复合地基质量的有效途径。 3.2 深入了解地质情况，采用合理的施工工艺。在施工过程中，成桩的施工工艺对CFG桩复合地基的质量至关重要，不合理的施工工艺将造成重大的质量问题，甚至导 致质量事故，而要选择确定合理的施工工艺必须深入了解地质情况。只有在深入

11、了解地质情况的基础上，才能确定合理的施工工艺，并在施工过程中加强监测，根据具体情况，控制施工工艺，发现特殊情况，做出具体的改变。 3.2.1 在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，但当采用连打作业时，由于饱和软土的特性，新打桩将挤压已打桩，形成椭圆或不规则形态，产生严重的缩颈和断桩。此时，应采用隔桩跳打施工方案。而在饱和的松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先打桩施工完后，土体密度会有显著增加。而且，打的桩越多，土的密度越 大。在补打新桩时，一是加大了沉管难度，二是非常容易造成已打桩断桩，此时，隔桩跳打亦不宜采用。 当满堂布桩时，不宜从四周转向内推进施工，宜从中心向外推进施工，或从一边向另一

12、边推进施工。 3.2.2 严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀，桩项浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。故施工时，应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制在1.21.5m分。 3.2.3 控制好混合料的坍落度。大量工程实践表明，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度控制在35cm，和易性好，当拔管速率为1.21.5m分时，一般桩顶浮浆可控制在10cm左右，成桩质量容易控制。 3.2.4 设置保护桩长。使桩在加料时，比设计桩长多加0.5m，将沉管拔出后，用插入式振捣棒对桩顶混合料加振35秒

13、，提高桩顶混合料密实度。上部用土封项，增 大混合料表面的高度即增加了自重压力，可提高混合料抵抗周围土挤压的能力，避免新打桩振动导致已打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。 3.2.5 拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插，由于桩管垂直度的偏差，容易使土与桩体材料混合，导致桩身掺土影响桩身质量，应避免反插。 3.3加强施工过程中的监测。在施工过程中，应加强监测，及时发现问题，以便针对性地采取有效措施，有效控制成桩质量，重点应做好以下几方面的监测： 3.3.1施工场地标高观测。施工前要测量场地的标高，并注意测点应有足够的数量和代表性。打桩过程中则要随时测量地面是否发生降起。因为断桩常和地表隆起

14、相联系。 3.3.2已打桩桩顶标高的观测。施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化，尤其要注意观测桩距最小部位的桩。因为在打新桩时，量测已打桩桩顶的上升量，可估算桩径缩小的数值，以判断是否产生缩径。 3.3.3对有怀疑的桩的处理。对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应开挖查看，并做出必要的处理。 4、质量检验：CFG桩施工结束后，应间隔一定时间方可 进行质量检验。一般养护龄期可取28天。 4.1桩间土检验：桩间土质量检验可用标准贯入、静力触探和钻孔取样等试验对桩间土进行处理前后的对比试验。对砂性土地基可采用标准贯入或动力触探等方法检测挤密程度。 4.2单桩和复合地基检验：可采用单桩载荷试验、单桩或

15、多桩复合地基载荷试验进行处理效果检验。检验点数量可按处理面积大小取24点。 4、结论与效果 经过工程质量检测中心进行桩土复合地基载荷试验，所测28个桩点，桩土复合地基承载力特征值fak=200 KPa，满足设计要求；对107根桩进行基桩低应变动力检测，桩身混凝土实测强度等级均满足设计要求的C20，除17根桩为类桩，其余90根均为类 桩，桩身质量满足设计。 CFG桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。由于CFG桩改善了碎石桩的刚性，使其不仅能很好地发挥全桩的 侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。CFG复合桩与桩基相比，由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力。 工程造价一般为桩基的1/2-2/3，经济效益和社会效益非常显著。-