CFG桩施工工艺流程.ppt

CFG桩施工桩施工1CFG桩简介 CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩 组成：碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加 水拌和而成 强度：等级在C15-C25之间变化，是介于 刚性桩与柔性桩之间的一种桩型 经济性：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。2工作原理 CFG桩复合地基桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。3形成半刚性桩体形成半刚性桩体形成半刚性桩体形成半刚性桩体浇筑浇筑按配比拌和按配比拌和水泥、粉煤灰、石子水泥、粉煤灰、石子成孔成孔 CFG桩桩加固原理加固原理4水水泥泥粉粉煤煤灰灰碎碎石石桩桩施施工工 工工艺艺流流程程图图5振动沉管灌注桩施工工艺和流程6CFG桩施工工艺的分类 (1)长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基；(2)泥浆护壁钻孔灌注成桩，适用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石（砾）石土及风化岩层分布的地基；(3)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩，适用于粘性土、粉土、砂土等地基，以及对噪音及泥浆污染要求严格的场地；(4)振动沉管灌注成桩，适用于粘性土、粉土、淤泥质土人工填土及无密实厚砂层的地基。此处将以振动沉管灌注桩为例，对其具体施工工艺和流程进行讲解。7振动沉管灌注桩简介振动沉管灌注（亦称为沉拔管灌注桩），其主要是依靠桩锤产生的激振力，使桩管沉入土中，在桩管内灌入砼，并伴随着振动拔管的过程，使桩身砼密实。8 水泥粉煤灰碎石（水泥粉煤灰碎石（CFG）桩）桩-振动沉管灌注施工振动沉管灌注施工 振动沉管灌注施工应符合下列规定：振动沉管灌注施工应符合下列规定：1 振动沉管过程中每沉振动沉管过程中每沉1m应记录电流表一次，并对土层沿桩长变化情应记录电流表一次，并对土层沿桩长变化情况。况。2 在钻进过程中，应严格控制钻机沉管垂直度偏差，钻杆偏差不大于在钻进过程中，应严格控制钻机沉管垂直度偏差，钻杆偏差不大于1%。3 水泥、粉煤灰、碎石混合料应用搅拌机拌合。坍落度、拌合时间应按水泥、粉煤灰、碎石混合料应用搅拌机拌合。坍落度、拌合时间应按工艺性试验确定的参数进行控制，且拌合时间不得少于工艺性试验确定的参数进行控制，且拌合时间不得少于1min。4 沉管至设计深度后应向管内一次投放混合料，投料后留振沉管至设计深度后应向管内一次投放混合料，投料后留振510s方方可上提沉管。可上提沉管。5 拔管速率应按试桩确定参数控制（规范要求拔管速率应按试桩确定参数控制（规范要求1.21.5m/min），如遇），如遇淤泥或淤泥质土，放慢拔管速度。拔管过程中不允许反插，如上料不足，淤泥或淤泥质土，放慢拔管速度。拔管过程中不允许反插，如上料不足，在拔管过程中加料。在拔管过程中加料。6 机械移位不得挤压已施工桩，混合料初凝后，人工将桩顶松散部分和机械移位不得挤压已施工桩，混合料初凝后，人工将桩顶松散部分和浮浆挖除，将桩顶挖平至设计标高。浮浆挖除，将桩顶挖平至设计标高。9振动沉管灌注桩的优缺点优点：施工工期短，操作工艺简易，承载力高，施工方便，节省材料等优点，被广泛地应用于软弱地区的地基处理。缺点：由于其成孔、灌注砼、成桩等都处于隐蔽状态，无法用测绳准确测量出灌注砼的高度，在灌注雨污水管道部位的CFG桩时，对桩身长度控制不理想，施工质量无法准确控制。10测量放样测量队根据图纸，对施工基桩和边桩进行交底，进行桩位布置。用白灰撒出左右边线，按布置图和现场实际情况拉线放样，并且测出原地面高程。11布桩图12现场实际放样图13钻机就位对中 CFG桩机就位完成后，按照设计要求在桩中心点插一个标杆(可以一次性方便筷代替)，放好桩位后，移动CFG桩机到达指定桩位，用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心。开钻前量好钻具长度，并在机架上画上明显的进尺深度，保证成孔深度和有效桩长。桩机就位必须铺垫平稳，立柱垂直稳定牢固，钻头对准桩位。检查钻头活门是否闭合后，进行钻机就位，成孔钻机就位后必须平整稳固，在施工中不发生倾斜、移动，同时调整钻机水平。14钻进成孔 钻孔开始时，必须确认桩位编号、孔口标高、孔深，准确无误后，关闭钻头阀门，向下移动，钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进，一般先慢后快，如发现钻杆摇晃或卡钻时应放慢进尺，钻头到达设计桩底标高时，于动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制桩长的依据。钻进过程中，平台应保持平衡，未达到设计标高不得反转或提升钻杆，如因特殊情况要提升钻杆或反转，应将钻杆提升至表面，对钻头活门重新清洗疏通、闭合。开始钻进或穿过软硬地层交界处时，应保证钻杆垂直，缓慢进入；在含有砖头、瓦块的杂填土层或软塑粘性土层中钻进时，应尽量减少钻杆晃动，以免扩大孔径。钻进时，应注意观察电流值变化状态，及时记录电流变化情况为后期做资料提供依据。钻进过程中，操作人员要密切注意钻进情况，如遇卡钻、钻杆剧烈抖动、钻机偏斜等异常情况，应立即停钻，查明原因，采取相应措施后方可继续作业,钻进至设计标高后方可停钻。15灌注及拔管CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，压灌之前几分钟，应开动混凝土输送泵，提前将搅拌好的混凝土充满输送泵的料斗，同时备好一罐混凝土备用。机手时刻保证管内充满混凝土，钻具内无混凝土严禁提升。开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料，成桩的提拔速度宜控制在每分钟1-2m提升压灌过程中，如发现支腿下沉立即停止提升，并调节钻机水平，方可继续压灌。灌注成桩完成后，用水泥袋盖好桩头，进行保护，施工桩顶高程宜高出设计桩顶标高不少于0.5m，以保证桩顶混凝土强度达到设计要求。钻头提升到孔口时，应防止桩周土掉入孔内。如遇堵管或其它故障，应及时处理，若钻头提出原灌入混凝土料面，先将钻头盖进行闭合处理，再将钻头插入混凝土面下1.02.0m 深度后再对桩体进行灌注。16移位、施工下一根桩 当上一根桩施工完成后，重复以上步骤进行下一根桩的施工，在桩机移动过程中防止桩机本身和支腿对桩体的破坏。桩机移机至下一桩位施工时，应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。17CFG桩常见问题桩常见问题影响复合地基承载力影响复合地基承载力堵管堵管窜孔窜孔桩头空芯桩头空芯桩端不饱满桩端不饱满缩颈缩颈断桩断桩二、二、CFG桩桩1、常见问题、常见问题18常见通病分析常见通病分析二、二、CFG桩桩 常见通病分析常见通病分析及应对措施及应对措施1 堵管堵管堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响接影响CFG桩的施工效率，增加工人劳动强度，还会造成材料浪费。特别是故障排桩的施工效率，增加工人劳动强度，还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时，使已搅拌的除不畅时，使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬，增加了再次堵管的几率，给施工桩混合料失水或结硬，增加了再次堵管的几率，给施工带来很多困难。产生堵管的原因有以下几点：带来很多困难。产生堵管的原因有以下几点：1)混合料配合比不合理。混合料工作性能差产生原因：低强度混凝土混合料中混合料配合比不合理。混合料工作性能差产生原因：低强度混凝土混合料中细骨料和粉煤灰用量较少时，混合料的流动性差。外加剂与水泥相容性差，混合料细骨料和粉煤灰用量较少时，混合料的流动性差。外加剂与水泥相容性差，混合料的黏聚性、保水性差，容易离析。混合料坍落度太大，易产生泌水和离析，管内浆的黏聚性、保水性差，容易离析。混合料坍落度太大，易产生泌水和离析，管内浆液在泵压作用下，先流动，骨料和砂浆分离，摩擦力增大容易堵管。坍落度太小，液在泵压作用下，先流动，骨料和砂浆分离，摩擦力增大容易堵管。坍落度太小，混合料在输送管内流动性差，容易堵管。防治措施：在试用配合比前室内试验必须混合料在输送管内流动性差，容易堵管。防治措施：在试用配合比前室内试验必须保证混凝土的和易性，控制混凝土施工坍落度在保证混凝土的和易性，控制混凝土施工坍落度在1618 cm，保证混凝土的泵送，保证混凝土的泵送工作性能，防止堵管。要注意混合料的配合比，尤其要注意将粉煤灰掺量控制在工作性能，防止堵管。要注意混合料的配合比，尤其要注意将粉煤灰掺量控制在70 kgm390 kgm3，混凝土坍落度应控制在混凝土坍落度应控制在160 mm200 mm之间。之间。19常见通病分析常见通病分析二、二、CFG桩桩 2)混合料搅拌质量有缺陷。混合料搅拌质量有缺陷。3)施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后，开始泵送混合料，管内空气从排施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排出，待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚，在气阀排出，待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出，管内剩下少浆混合料塞体，造成堵管。防治泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出，管内剩下少浆混合料塞体，造成堵管。防治措施：施工时应在管内填充混凝土后及时提钻，避免造成堵管。措施：施工时应在管内填充混凝土后及时提钻，避免造成堵管。4)冬期施工措施不当。冬施时，有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温冬期施工措施不当。冬施时，有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温度，但要控制好水的温度，水温最好不要超过度，但要控制好水的温度，水温最好不要超过60，否则会造成混合料的早凝，否则会造成混合料的早凝，产生堵管，影响混合料的强度。产生堵管，影响混合料的强度。5)设备缺陷。混合料输送管要定期清洗，否则管路内有混合料的结硬块，还会设备缺陷。混合料输送管要定期清洗，否则管路内有混合料的结硬块，还会造成管路的堵塞。造成管路的堵塞。6）施工气温高，管壁浆液容易凝固产生原因：夏季施工管内温度高，管壁砂浆）施工气温高，管壁浆液容易凝固产生原因：夏季施工管内温度高，管壁砂浆易凝固，增大管壁阻力，容易堵管。防治措施：施工时在管壁覆盖草袋并经常洒水易凝固，增大管壁阻力，容易堵管。防治措施：施工时在管壁覆盖草袋并经常洒水保持草袋湿润，降低管道温度。保持草袋湿润，降低管道温度。20常见通病分析常见通病分析二、二、CFG桩桩 2 窜孔窜孔 发生窜孔的条件有如下发生窜孔的条件有如下3条：条：1)被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂；被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂；2)钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动；钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动；3)土体受剪切扰动能量的积累，足以使土体发生液化，使已施工未凝固桩体相土体受剪切扰动能量的积累，足以使土体发生液化，使已施工未凝固桩体相邻桩内混凝土突然下落。邻桩内混凝土突然下落。由于窜孔对成桩质量的影响，施工中采取的预控措施如下：由于窜孔对成桩质量的影响，施工中采取的预控措施如下：1)采取隔桩、隔排跳打方法；采取隔桩、隔排跳打方法；2)设计人员根据工程实际情况，采用桩距较大的设计方案，避免打桩的剪切扰设计人员根据工程实际情况，采用桩距较大的设计方案，避免打桩的剪切扰动；动；3)减少在窜孔区域的打桩推进排数，减少对已打桩扰动能量的积累；减少在窜孔区域的打桩推进排数，减少对已打桩扰动能量的积累；4)合理提合理提高钻头钻进速度。高钻头钻进速度。3.桩头空芯桩头空芯桩头空芯主要是施工过程中排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时，管内充满空桩头空芯主要是施工过程中排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时，管内充满空气，泵送混合料时，排气阀将空气排出，若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出，气，泵送混合料时，排气阀将空气排出，若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出，就会导致桩体存气，形成空芯。为避免桩头空芯，施工中应经常检查排气阀的工作就会导致桩体存气，形成空芯。为避免桩头空芯，施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞及时清洗。状态，发现堵塞及时清洗。21常见通病分析常见通病分析二、二、CFG桩桩 4 桩端不饱满桩端不饱满桩端不饱满主要是因为施工中为了方便阀门的打开，先提钻后泵料所致。这种情桩端不饱满主要是因为施工中为了方便阀门的打开，先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔，影响况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔，影响CFG桩的桩端承载力。为桩的桩端承载力。为杜绝这种情况，施工中前、后台工人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性。杜绝这种情况，施工中前、后台工人应密切配合，保证提钻和泵料的一致性。5 缩颈、断桩缩颈、断桩CFG桩施工过程中，混合料现场灌注过程一定要确保其密实性。保证桩截面尺寸，桩施工过程中，混合料现场灌注过程一定要确保其密实性。保证桩截面尺寸，灌注过程中随时监控混合料的质量确保混合料的和易性和坍落度，应每车检查坍落灌注过程中随时监控混合料的质量确保混合料的和易性和坍落度，应每车检查坍落度，混合料的坍落度严格按设计要求控制。确保混合料供应及时，钻头提升应保持度，混合料的坍落度严格按设计要求控制。确保混合料供应及时，钻头提升应保持匀速，提升速度不得大于混凝土灌注速度，拔管时必须保证管的埋深，防止发生缩匀速，提升速度不得大于混凝土灌注速度，拔管时必须保证管的埋深，防止发生缩颈、断桩现象。颈、断桩现象。(1)拔管太快，桩体存在缺陷拔管太快，桩体存在缺陷产生原因：成桩过程中拔管速度太快，在桩内容易形成空洞或桩内掉泥，使桩身产生原因：成桩过程中拔管速度太快，在桩内容易形成空洞或桩内掉泥，使桩身存在缺陷或桩身夹泥，造成断桩或缺陷。防治措施：控制拔管速度在存在缺陷或桩身夹泥，造成断桩或缺陷。防治措施：控制拔管速度在225 mmin，使泵送混凝土速度与拔管速度相匹配，确保桩身混凝土质量。，使泵送混凝土速度与拔管速度相匹配，确保桩身混凝土质量。(2)成品未进行保护，成桩后外力破坏成品未进行保护，成桩后外力破坏产生原因：产生原因：CFG桩为素混凝土桩，抗弯、抗剪能力较差，在未施工褥垫层前大型桩为素混凝土桩，抗弯、抗剪能力较差，在未施工褥垫层前大型 22常见通病分析常见通病分析二、二、CFG桩桩 机械进入机械进入CFG桩加固区，造成断桩；另外，使用大型挖机在混凝土终凝后清理桩桩加固区，造成断桩；另外，使用大型挖机在混凝土终凝后清理桩间土触碰混凝土桩体，造成断桩。防治措施：混凝土终凝后，禁止使用大型机械在间土触碰混凝土桩体，造成断桩。防治措施：混凝土终凝后，禁止使用大型机械在没有任何垫层情况下清理桩间土，采用小型机械清理桩间土时，必须有专人指挥，没有任何垫层情况下清理桩间土，采用小型机械清理桩间土时，必须有专人指挥，防止机械触碰桩体；成桩后，在没有垫层情况下禁止任何机械进入加固区。防止机械触碰桩体；成桩后，在没有垫层情况下禁止任何机械进入加固区。5.断桩拟采取处理措施断桩拟采取处理措施1.浅部浅部3 m以内断桩时，在桩上距边缘以内断桩时，在桩上距边缘10 cm采用手风钻对称凿采用手风钻对称凿3个个d)42 mm孔孔至断桩位置下至断桩位置下05 m，注，注M30水泥浆后插入水泥浆后插入,18 mm螺纹钢补强处理；螺纹钢补强处理；3 m以以下断桩时，在桩侧重新补桩处理。下断桩时，在桩侧重新补桩处理。2.吊脚桩产生原因：螺旋钻未钻至岩面停钻，导致桩尖悬空，成吊脚桩，无法满吊脚桩产生原因：螺旋钻未钻至岩面停钻，导致桩尖悬空，成吊脚桩，无法满足承载力要求。防治措施：由有经验的操作手操作钻机，根据钻机钻至岩面后，钻足承载力要求。防治措施：由有经验的操作手操作钻机，根据钻机钻至岩面后，钻机摇摆情况及钻杆钢丝绳的松驰情况判断钻头是否到达岩面。处理措施：全部重新机摇摆情况及钻杆钢丝绳的松驰情况判断钻头是否到达岩面。处理措施：全部重新施工，以确保工后沉降。施工，以确保工后沉降。3.施工记录不准确。对小应变检测桩长产生困难产生原因：主要为责任不清、施施工记录不准确。对小应变检测桩长产生困难产生原因：主要为责任不清、施工责任心不强，导向架标识不清楚，对工责任心不强，导向架标识不清楚，对CFG桩的施工桩长及桩头截除长度记录不准桩的施工桩长及桩头截除长度记录不准确造成。确造成。防治措施：清晰标识导向架标识，在每次桩机组装后复核标识，明确责任，提高防治措施：清晰标识导向架标识，在每次桩机组装后复核标识，明确责任，提高施工的责任心，采用双人记录复核签认制，准确记录桩长。施工的责任心，采用双人记录复核签认制，准确记录桩长。23水泥粉煤灰碎石（水泥粉煤灰碎石（CFG）桩）桩-灌注施工灌注施工 长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工应符合下列规定：长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工应符合下列规定：1）在钻进过程中，应严格控制钻机钻杆垂直度偏差，钻杆偏差不大于在钻进过程中，应严格控制钻机钻杆垂直度偏差，钻杆偏差不大于1%。2）钻孔一般应先慢后快，当出现钻杆晃动幅度较大或钻进困难时，应钻孔一般应先慢后快，当出现钻杆晃动幅度较大或钻进困难时，应降低钻速，以免孔身严重偏斜。降低钻速，以免孔身严重偏斜。3）混合料的泵送量按试桩确定的数量进行，每根桩的投料量不得少于混合料的泵送量按试桩确定的数量进行，每根桩的投料量不得少于设计灌注量，泵料时不得停泵待料设计灌注量，泵料时不得停泵待料,料不足时，应先停止拔管。料不足时，应先停止拔管。4）混合料充满泵送管路后方可提钻，钻头应始终埋入混凝土内混合料充满泵送管路后方可提钻，钻头应始终埋入混凝土内1m左左右，以防断桩。右，以防断桩。24注意事项 1.拔管速度过快，根据规范规定振动沉管灌注桩在管内灌满砼后宜振510s，再开始拔管，应边振边拔，每拔0.51.0米停拔振动510s，如此反复，软弱土层中宜控制在0.60.8m/min，由于拔管速度快，停拔振动时间短，或根本不停振，极容易造成缩径、夹泥，桩身断裂，造成工程桩质量事故。2.由于是属于挤土桩，土体受挤后，向薄弱处传递挤压力，而使地面出现隆起现象，形成对邻桩的摩擦，构成一个向上的拉力，在相邻桩未达到初凝前，使砼像地表隆起，最终造成缩径和串孔，可以采用隔桩跳打的方式。3.在一段CFG桩施工完成后，要计算出充盈系数和损耗量，充盈系数太小或者损耗量太大，要积极寻找原因，在下一段CFG桩施工时及时作出调整。4.振动沉管灌注桩从成孔、灌注砼及成桩的整个过程看，都是处于隐蔽工程，因此桩基施工除应严格按照规范中的有关规定精心施工外，对于不同的工程施工，还应制定出相应的施工方案，采取相应措施，加强工程的施工管理与监督。25三、水泥粉煤灰碎石（三、水泥粉煤灰碎石（CFG）桩）桩26三、水泥粉煤灰碎石（三、水泥粉煤灰碎石（CFG）桩）桩27三、水泥粉煤灰碎石（三、水泥粉煤灰碎石（CFG）桩）桩28三、水泥粉煤灰碎石（三、水泥粉煤灰碎石（CFG）桩）桩29常见通病分析常见通病分析二、二、CFG桩桩 施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于0.5m，清土和截桩时，不得造成桩，清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。30二、二、CFG桩桩 桩头清理只能采用切割，或人工剔造，不得动力扰动（挖机等）。桩头清理只能采用切割，或人工剔造，不得动力扰动（挖机等）。31二、二、CFG桩桩 32二、二、CFG桩桩 桩头清理只能采用切割，或人工剔造，不得动力扰动（挖机等）。桩头清理只能采用切割，或人工剔造，不得动力扰动（挖机等）。333435谢谢观看谢谢观看36