CFG桩综合项目施工基本工艺指引.docx

CFG桩施工工艺指导一、适用范围CFG桩适用范围很广，在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基全部有大量成功实例，CFG桩对独立基础、条形基础、筏基全部适用。CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用多种成桩机械制成可变强度桩；是介于刚性桩和柔性桩之间一个桩型。CFG桩和桩间土一起，经过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，故可依据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩通常不用计算配筋，而且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料，深入降低了工程造价。CFG桩应依据设计要求和现场地基土性质、地下水位、场地周围是否有居民、有没有对振动反应敏感设备等多个原因选择成桩工艺。通常有以下成桩工艺可供选择：1、振动沉管灌注成桩工艺适适用于粘性土、粉土、淤泥质土、人工填土及无密实厚砂层地基；振动沉管灌注成桩属挤土成桩工艺，对桩间土含有挤(振)密效应。但振动沉管灌注成桩工艺难以穿透厚硬土层、砂层和卵石层等。在饱和粘性土中成桩，会造成地表隆起，挤断已打桩，且振动和噪声污染严重，在城市居民区施工受到限制。在夹有硬粘性土时，可采取长螺旋钻机引孔，再用振动沉管打桩机制桩。（振动沉管灌注成桩工艺）2、长螺旋钻孔灌注成桩工艺长螺旋钻孔灌注成桩适适用于地下水位以上粘性土、粉土、素填土、中等密实以上砂土，属非挤土成桩工艺，该工艺含有穿透能力强，无振动、低噪音、无泥浆污染等特点，但要求桩长范围内无地下水，以确保成孔时不塌孔。（长螺旋钻孔灌注成桩工艺）3、长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺，是中国近几年来使用比较广泛一个新工艺，属非挤土成桩工艺，含有穿透能力强、低噪音、无振动、无泥浆污染、施工效率高及质量轻易控制等特点，适适用于粘性土、粉土、砂土等地基，和对噪音及泥浆污染要求严格场地。4、泥浆护壁钻孔灌注成桩工艺适适用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石（砾）石土及风化岩层分布地基，和对振动噪音要求严格场地。该方法钻孔速度较快，不过泥浆对场地污染严重，影响后续孔施工，且往往孔底沉渣较大也会影明成桩质量。二、工艺步骤测量放线及复核桩机就位垂直度控制钻孔至设计深度泵送CFG桩混合料拌和CFG桩混合料混合料注满后，按要求速度边泵送边提升钻杆至地表终 孔移位施工下一根桩清除弃土三、施工工艺（本节关键以长螺旋钻孔成桩工艺为案例）1、测量放线施工前依据放出外墙轴线，四面交点用钢钎打入地下，根据桩位部署图统一进行测放桩位线，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示。2、钻机就位按放出CFG桩桩位，现场就位钻机，钻机就位后进行钻机调整。经过悬挂在钻杆导向架侧面垂球及在导向架上标出对照线位置来调整钻机水平和钻杆垂直度。垂直度许可偏差小于1%。同时在钻进过程中，随时注意观察垂球，确保钻机不偏斜。3、钻进成孔3.1钻孔开始时，必需确定桩位编号、孔口标高、孔深，正确无误后，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，开启马达钻进，通常先慢后快，如发觉钻杆摇摆或卡钻时应放慢进尺，钻头抵达设计桩底标高时，于动力头底面停留位置对应钻机塔身处作醒目标识，作为施工时控制桩长依据。3.2钻进过程中，平台应保持平衡，未达成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，对钻头活门重新冲洗、疏通、闭合。3.3开始钻进或穿过软硬地层交界处时，应确保钻杆垂直，缓慢进入；在含有砖头、瓦块杂填土层或软塑粘性土层中钻进时，应尽可能降低钻杆晃动，以免扩大孔径。3.4钻进时，应注意观察电流值改变状态，当电流值靠近140A 时应立即提升排土，直到电流值改变在正常工作状态。钻进过程中，操作人员要亲密注意钻进情况，如遇卡钻、钻杆猛烈抖动、钻机偏斜等异常情况，应立即停钻，查明原因，采取对应方法后方可继续作业。钻进至设计标高后方可停钻。（长螺旋钻孔桩钻孔施工）4、混合料搅拌混合料搅拌根据设计配合比进行配料，每盘料搅拌时间根据一般混凝土搅拌时间进行控制，拌和物应拌和均匀，颜色一致，不得有离析和泌水现象。坍落度控制在160-200mm。5、混凝土灌注及拔管5.1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，提前将搅拌好混凝土充满输送泵料斗，同时备好一罐混凝土备用。5.2压灌时泵斗内要有一定混凝土容量，混凝土容量要高出进料口50mm 以上，以防吸进空气。当泵斗混凝土低于进料口时立即通知停止提升钻杆，待混凝土搅拌好后再进行压灌、提钻。时刻确保管内充满混凝土，钻具内无混凝土严禁提升。5.3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，成桩提拔速度宜控制在每分钟2-3m，提升压灌过程中，如发觉支腿下沉立即停止提升，并调整钻机水平，方可继续压灌。5.4施工桩顶宜高出设计桩顶标高不少于0.5m，以确保桩顶混凝土强度达成设计要求。钻头提升到孔口时，应预防桩周围土掉入孔内。6、成桩及桩机移位灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶进行养护，将桩机移到下一桩位，在桩机移动过程中预防桩机本身和支腿对桩体破坏。四、质量控制关键点1、深入了解地质情况选择合理成桩工艺，严格按施工要求施工。CFG桩复合地基区分于桩基关键特点就是:充足考虑利用桩间土承载力，所以施工中应降低扰动土而引发土强度降低，应依据地质情况合理地选择施工机械，这是确保CFG桩复合地基施工质量有效路径。2、采取正确打桩次序2.1在饱和软土中成桩，桩机振动力较小，当采取连打作业时，因为饱和软土特征，新打桩将挤压己打桩，使已打桩被挤扁形成椭圆状或不规则形状，严重产生缩颈和断桩。此时，应采取隔桩跳打施工方案。2.2在饱和松散粉土中施工，因为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，打桩越多，土密度越大。在补打新桩时，一是加大了沉管难度，二是很轻易造成已打桩断桩。此时，隔桩跳打方法不宜采取。2.3当满堂布桩时，宜从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工。但仅凭打桩次序改变并不能完全避免新打桩振动对己结硬己打桩产生影响。此时，应采取螺旋钻引孔方案，避免新打桩振动造成已打桩断桩。3、严格控制拔管速率控制混合料泵送量和拔管速度相匹配，不得停泵待料。拔管速率太快可能造成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，桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混合料离析现象，造成桩身强度不足。故施工时，应严格控制拔管速率。成桩提拔速度宜控制在每分钟2-3m。 4、控制好混合料坍落度大量工程实践表明，坍落度大小对CFG桩施工质量影响最为显著。混合料坍落度过大，会形成桩顶浮浆过多，形成混凝土离析和泌水，桩体强度也会降低;而且会造成混凝土流动性降低，频繁堵管。坍落度控制在160-200mm，和易性好，成桩质量轻易控制。 5、设置保护桩长每根桩在加料时，要比设计桩长多加0.5m混合料。用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3-5s，提升桩顶混合料密实度。上部用土封顶，增大混合料表面高度，即增加了自重压力，可提升混合料抵御周围土挤压能力。在上部基础施工时再将保护桩长剔除掉，确保成桩和设计标高一致。同时褥垫层铺设应确保桩顶以下30-50mm;即桩体嵌入褥垫层30-50mm。褥垫层铺设宜采取静力压实法，当基础底面下桩间土含水量较小时，也可采取动力扎实法，夯填度(扎实后褥垫层厚度和虚铺厚度比值)不得大于1%。施工垂直度偏差不应大于1%，对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径，对条形基础，桩位偏差不应大寸0.25倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。 6、加强施工过程中监测和反馈在施土过程中，应加强监测，立即发觉问题，方便针对性地采取有效方法。关键应做好施工场地和已打桩桩顶标高观察，经纬仪跟踪进行桩轴线控制，立即抽查浇筑质量，对承压水压力较高场地应钻探深井降低水压力，褥垫层施工前桩间浮土必需清除洁净。7、成品保护7.1 CFG 桩施工时，应调整好打桩次序，以免桩机碾压已施工完成桩头。7.2 CFG 桩施工完成后，待桩体达成一定强度后（通常为37d），方可进行开挖。开挖时，宜采取人工开挖，如基坑较深、开挖面积较大，可采取小型机械和人工联合开挖，应有专员指挥，确保铲斗离桩边应有一定安全距离，同时应避免扰动桩间土和对设计桩顶标高以下桩体产生损害。7.3挖至设计标高后，应剔除多出桩头，剔除桩头时应采取以下方法：（1）找出桩顶标高位置，在同一水平面按同一角度对称放置2 个或4 个钢钎，用大锤同时击打，将桩头截断。桩头截断后，再用钢纤、手锤等工具沿桩周向桩心逐步剔除多出桩头，直至设计桩顶标高，并在桩顶上找平。（2）不可用重锤或重物横向击打桩体。（3）桩头剔至设计标高，桩顶表面应凿至平整。（4）桩头剔至设计标高以下时，必需采取补救方法。如断裂面距桩顶标高不深，可接桩至设计标高，同时保护好桩间土不受扰动。7.4保护土层和桩头清除至设计标高后，应立即进行褥垫层施工，以防桩间土被扰动。7.5冬期施工时，保护土层和桩头清除至设计标高后，立即对桩间土和CFG桩采取草帘、草袋等保温材料进行覆盖，预防桩间土冻涨而造成桩体拉断，同时预防桩间土受冻后复合地基承载力降低。五、质量标准项目序号检 查 项 目许可偏差或许可值检 查 方 法单位数 值主控项目1原材料设计要求查产品合格证书或抽样送检2桩径mm-20用钢尺量或计算填料量3桩身强度设计要求查28d试块强度4地基承载力设计要求按要求措施一般项目1桩身完整性按桩基检测技术规范按桩基检测技术规范2桩位偏差满堂布桩0.40D条基布桩0.25D用钢尺量，D为桩径3桩垂直度%1.5用经纬仪测桩管4桩长mm+100测桩管长度或垂球测孔深5褥垫层夯填度0.9用钢尺量注：1、夯填度指扎实后褥垫层厚度和虚体厚度比值。 2、桩径许可偏差负值是指部分断面。注：上表选自GB50202-建筑地基基础工程施工质量验收规范，表中“桩基检测技术规范”参见JGJ106- 建筑基桩检测技术规范。六、常见质量问题及处理1、堵管堵管是CFG桩成桩中常碰到问题，直接影响施工进度，造成材料浪费，增加施工人员劳动强度。处理不妥，会造成断桩等质量问题。当出现堵管时，应从以下几方面进行检验处理：1.1砼坍落度控制不妥：砼坍落度过大或过小全部会造成砼泵送困难和堵管。混凝土输送阻力随坍落度降低而增大，所以坍落度过小会使混合料可泵性显著降低，不易泵送。但坍落度过大会极易在泵送中造成混合料发生泌水或离析。尤其是在15m以上较长距离输送时，极易造成管内骨料和砂浆分离，浆液上浮先流动，粗骨料下沉相互接触，摩擦力加大，流速变缓、淤积，从而堵管。依据工程实践，CFG桩砼坍落度宜控制在160mm-200mm。1.2管道接口处密封不严：管道接缝密封不严就会漏水或漏浆，使输送阻力增大，造成堵管。1.3钻头阀门老化：破旧钻头其阀门密封不严，当在施工时，液化泥砂经过阀门缝隙进入钻头形成砂塞，使砼下落受阻，砼局部流速变缓、淤积，造成堵管，或泥砂进入使得钻头阀门摩擦力过大，而不能打开到正常位置造成堵塞。1.4设备出现缺点：弯头是连接钻杆和高强柔性管关键部件，当泵送混合料时，弯头曲率半径和弯头和钻杆连接形式，对混合料正常输送起着至关关键作用。若弯头曲率半径过小和过大，全部会发生堵管。另外，施工结束后应立即清洗洁净，不然管内会产生混合料结硬块体，一样造成堵管。2、桩身缩径出现桩身缩径时，应客观分析原因，从以下方面进行处理：2.1控制提钻速度：达成指定深度后，提钻时候速度过快，砼输送速度跟不上，钻头没有完全被砼完全包裹，轻易造成桩身缩径。2.2地基降水：地基降水关键目标是降低地下水位，降低土体含水量，减小土体中孔隙水压力，改善土体力学性质。2.3考虑进行桩复打：当桩机按正常施工工艺步骤完成成孔、边泵送混合料和边提钻至桩顶设计标高1.5-2.0m后，暂停泵送混合料和提钻，钻头和钻杆在原位利用其自重重新插入缩径桩体以下正常桩体内一定深度（0.5-1.5m），再边泵送混合料和边提钻。3、断桩3.1造成原因：堵管；桩体材料强度未达成设计值便受到过大扰动；采取管内泵压施工工艺时，提钻速率不适宜也易造成缩径或断桩，提钻速率太快，而泵送混合料没有跟上，不连续泵送，将造成桩径缩小和断桩，提钻速率过低，常出现高压管路堵塞甚至管路崩开等故障，易使泵送质量降低并深入造成桩身砼质量缺点，进而产生断桩。3.2处理方法：浅部断桩，可对断桩单独进行处理，剔除上部断桩，用和桩身相同混合料按桩径设计标高接桩。假如是因为机械施工造成大范围浅部断桩，应和设计单位、监理单位共同研究制订方案。所以在开挖基坑时，在桩顶标高以上1m处，一定要采取人工开挖，以免碰断桩身，确保CFG桩完整性和质量。4、串孔在高压缩性淤泥层，流塑淤泥质土层，承压水砂土层、流砂层和饱和细砂层、粉砂层中施工常碰到串孔现象。当碰到这种情况时，可采取以下方法处理：4.1采取大桩距设计方案，增大桩距目标在于降低新打桩机器剪切扰动，避免不良影响。4.2改善钻头，改善钻进速度。4.3降低打桩推进排数，如将一次打好几排改为2排或1排，立即离开已打成桩，降低对已打桩扰动。4.4必需时采取隔桩、隔排跳打方案，但跳打要求立即清除成桩时排出弃土，不然会影响施工进度。5、桩身砼离析5.1离析桩多是在搅拌砼步骤造成，必需常常检验砼坍落度，不符合要求砼严禁使用。通常坍落度应控制在160-200mm。坍落度太大，易造成泌水、离析，泵压作用下，骨料和砂浆分离。5.2提拔钻杆中没有连续泵料，尤其是在饱和砂土、饱和粉土层中停泵待料，易造成混合料离析。