CFG桩知识储备详解.doc

CFG桩知识储备
一、合用范围
本工法合用于建（构）筑物基础桩和基坑支护桩，也可作为复合地基或防水帷幕使用。合用地层为杂填土、素填土、可塑到软塑粉土、粉质粘土、软土，砂粘土、粉土、卵石层等。 采用特殊钻头也可进入强、中风化岩层。 不受地下水位限制，虽然在潜水面如下中粗砂层，由于采用持续压灌混凝土工艺，也能顺利成桩。 尤其合适于钻孔桩、沉管桩和静压桩不合适易坍塌、扩缩径、流砂、怕扰动地层、湿陷性黄土等复杂地质条件。
二、材料构成
CFG 分别代表水泥、粉煤灰与碎石。由于运用工业废料—粉煤灰替代部分水泥，大大地减少了工程造价增长了桩身后期强度。通过柔性褥垫层设置，使 CFG 桩复合地基得到均匀沉降和较高承载力,是加固软土地基最经济、合用、迅速、可靠一种新型灌注桩。CFG 桩复合地基是在碎石桩加固地基法基础上发展起来一种地
基处理技术。由于 CFG 桩改善了碎石桩刚性，使其不仅能很好地发挥全桩侧阻作用，同步也能很好地发挥其端阻作用。因此，得以广泛采用，并获得良好经济和社会效益。
CFG 桩为桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高桩体，与桩间土和褥垫层一起，构成 CFG 桩复合地基。桩间土与基础之间必须设置一定厚度褥垫层，即褥垫层是高粘结强度桩复合地基一部分。
CFG 桩属高粘结强度桩，与素硷桩区别仅在于桩体材料构成不一样，在其受力和变形特性方面无什么区别。复合地基性状和设计计算，对其他高粘结强度桩复合地基都合用。CFG 桩可合用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。就土性而言，CFG 桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好土，又可用于挤密效果差土。
三、应用原理
CFG桩工作原理
水泥粉煤灰碎石桩(Cement Fly - ash Gravel pile) ,简称CFG桩,是由水泥粉煤灰碎石桩、桩间土和褥垫层构成一种复合地基。CFG桩和桩间土一起,通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作。其加固机理为:当基础承受垂直荷载时,桩和桩间土均会发生沉降变形,桩变形模量(Es)远比土变形模量大,也就是桩变形比土小，桩在受力后向上位移,刺入基础下部设置一定厚度褥垫层中,垫层被不停调整并与桩间土良好接触,从而基础通过褥垫层也与桩间土保持良好接触,由此,桩间土与桩协同工作形成了一种复合地基受力整体,共同承担上部基础传来荷载。由于桩作用使复合地基承载力提高,变形减小,再加上CFG 桩不配筋,桩体采用工业废料粉煤灰作掺和料,大大减少了工程造价。CFG 桩地基通过变化桩长、桩距、褥垫厚度和桩体混合料配比，可使复合地基承载力幅度提高有很大可调性。综合来看，CFG桩复合地基具有沉降变形小、施工简朴、造价低、承载力提高幅度大、合用范围较广、社会和经济效益明显等特点, 是一种有效复合地基处理技术,非常合用于高层建筑地基处理,得到越来越广泛应用。
　四、技术特点
（１）适应性强，应用广泛，不受地下水位限制；尤其合用于复杂、难处理地质条件，如软硬夹层、流砂层、深回填土等。
（２）成桩质量好，桩端无虚土，不易发生断桩、缩颈、塌孔等质量问题。
（３）承载力高，可充足发挥地基土端承力和摩阻力。 在施工过程中桩端土及虚土经水泥浆渗透、挤密、固结；桩周土经水泥浆填充、渗透、挤密及超流态混凝土侧向挤压，提高了桩端阻力和桩侧摩阻力，从而大幅度提高单桩承载力。
（４）经多种外加剂配制成超流态混凝土具有摩擦系数低、流动性好、桩分散性好、细石能在混凝土中悬浮而不下沉，钢筋笼放入轻易、施工以便。
（５）桩身强度高，超流态混凝土强度等级可按设计规定配制，桩径可选择性强，目前有饱 ４００、６００、８００、９００、１０００ ｍｍ 等多种桩径可供选择，布桩灵活。
（６）可以紧贴其他建筑物基础施工而不影响原建筑物。
（７）施工环境保护、低噪声、低震动、不扰民。 施工中不需泥浆护壁、不用排污、不需降水，施工现场文明。
（８）施工效率高、速度快，综合经济指标好。
五、.CFG 桩配合比设计
施工机械选择
1、 CFG 桩多用振动沉管机施工，也可用螺旋钻机。振动沉管机合用于：粉性土、粘性土及素填土地基，螺旋钻机合用于：地下水位以上粘性土、粉土、素填土、中等到密实以上砂土。
2、而选用哪一类成桩机和什么型号，要视工程详细状况而定。对大多数存在有硬土层地质条件地区，单纯使用振动沉管机施工，会导致对已打桩形成较大振动，从而导致桩体被震裂或震断。
3、对于敏捷度和密实度较高土，振动会导致土构造强度破坏，密实度减小，引起承载力下降。故不能简朴使用振动沉管机。此时宜采用螺旋钻预引孔，然后再用振动沉管机制桩。这样设备组合防止了已打桩被震坏或扰动桩间土导致桩间土构造破坏而引起复合地基强度减少。因此，在施工准备阶段，必须详细理解地质状况，从而合理地选用施工机械。这是保证 CFG 桩复合地基质量有效途径。
六、CFG 桩施工质量控制
根据土质状况，控制制桩距离。
在施工过程中，成桩施工工艺对 CFG 桩复合地基质量至关重要，不合理施工工艺将导致重大质量问题，甚至导致质量事故，而要选择确定合理施工工艺必须深入理解地质状况。只有在深入理解地质状况基础上，才能确定合理施工工艺，并在施工过程中加强监测，根据详细状况，控制施工工艺，发现特殊状况，做出详细变化。
（1） 在饱和软土中成桩，桩机振动力较小，但当采用连打作业时，由于饱和软土特性，新打桩将挤压已打桩，形成椭圆或不规则形态，产生严重缩颈和断桩。此时，应采用隔桩跳打施工方案。
（2） 而在饱和松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先打桩施工完后，土体密度会有明显增长。并且，打桩越多，土密度越大。在补打新桩时，一是加大了沉管难度，二是非常轻易导致已打桩断桩，此时，隔桩跳打亦不适宜采用。
（3）当满堂布桩时，不适宜从四面转向内推进施工，宜从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工。但仅凭打桩次序变化并不能完全防止新打桩振动对已结硬已打桩产生影响。此时，应采用螺旋钻引孔方案，防止新打桩振动导致已打桩断桩。
2、严格控制拔管速率。
拔管速率太快也许导致桩径偏小或缩颈断桩，而拔管速率过慢又会导致水泥浆分布不匀，桩项浮浆过多。
七、施工工艺流程图
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩简称，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高黏结请度桩，并由桩、桩间土和褥垫一起构成复合地基地基处理措施。
本工程桩体采用长螺旋钻孔压灌砼成桩施工工艺。该桩型具有成桩速度快，桩身强度高，排污量小且无噪音等长处。因钻孔范围内存在粉质粘土及粉砂层，含水量大，采用该施工工艺，既能处理灌注桩在粉质粘土层出现缩径和粉砂层出现跨孔状况，又能加紧施工进度，并且排污量小，还无噪音等长处。其详细施工工艺如下：
测放桩位
钻机对位调平
钻进到设计
深度、停钻
泵送砼、提钻
至设计超灌标高、停泵、提钻
提钻
钻机移位

工 程 监 理
质 量 监 督
商品砼

CFG桩施工工艺流程图
八、设计技术规定
（1） 混凝土坍落度18~22cm。
（2） 混凝土强度等级：商品砼C20。
（3） 桩施工容许偏差按设计及施工规范规定：
A、桩长容许偏差：+100mm
B、桩径容许偏差：-20mm(个别断面)
C、垂直度容许偏差：≤ l .5%
D、桩位容许偏差：满堂布桩基础，桩位偏差不应不小于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应不小于0.25倍桩径。
（4） 成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天做一组（3块）试块（边长150mm立方体），原则养护，测定其立方体28d抗压强度。
打桩次序
本项目为地基处理，虽然桩间距较小，但承台间距较大，施工时按Z字型施工，防止破坏已施工桩。
九、施工工艺与工艺规定
测量放线
（1） 规划红线班运用规划点首先定出该拟建建筑角点及拐角点后经我企业复测无误后，做好永久性标识及轴线引桩埋设。
（2） 运用角点及拐角点测放出各轴线形成轴线控制网，并作好轴线桩；
（3） 运用轴线网测放各工程桩桩位。
（4） 高程点引入现场经检查（误差容许±2mm）合格报监理工程师确认后，埋设永久高程点，并加以标识保护。
误差控制原则：
¨ 控制网不不小于±5mm；
¨ 轴线网不不小于±10mm；
¨ 工程桩位不不小于20mm；
¨ 水准网不不小于5mm。
整个测量放线过程均需复测、检查误差控制在容许范围，方可进入下道工序。控制点、高程点埋设牢固并加以保护，定期复测校验。
认真做好桩位测放记录、高程测量记录，及时提交测量资料，为下部各工序做好准备。
1、 钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心，保证CFG桩垂直度容许偏差不不小于1%。现场控制采用在钻架上挂垂球措施测量该孔垂直度，也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度。每根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查。满足规定后，方可开钻。
2、 钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同步检查钻孔偏差并及时纠正。在成孔过程中发现钻杆摇摆或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。根据钻机塔身上进尺标识，成孔抵达设计标高时，停止钻进。
3、 钻孔至设计标高后，停止钻进，提拔钻杆20～30cm后开始泵送混合料灌注，每根桩投料量应不不不小于设计灌注量。钻杆芯管充斥混合料后开始拔管，并保证持续拔管。施工桩顶高程宜高出设计高程30～50cm，灌注成桩完毕后，桩顶盖土封顶进行养护。
4、 如因钻杆提高晚，导致活门打不开，则将钻头提至地面，将活门疏通，并闭合好重新钻进至设计桩底标高，重新开始压灌。为保证活门打开，在钻进至设计标高后钻机空转5-10秒再停钻，将钻头上泥甩开以保证活门打开。
5、 选用24m3/小时泵速输送砼，15～20秒后开始提钻。对于500mm直径桩，提钻使用II档。灌至设计标高后，班长指挥司泵继续泵送砼20~25秒，后停泵，以保证超灌规定，保证桩头质量。提钻同步应铲除钻杆上渣土。
6、 压灌应持续进行。泵斗内要有一定容量砼，砼容量要高出进料口50mm以上，以防止泵送砼过程吸进空气。当泵斗砼面靠近料口时，司泵及时通过口哨告知前台停止提高钻杆待砼搅拌好后再进行压灌提钻。
7、 移机：灌注时采用静止提拔钻杆（不能边行走边提拔钻杆），提管速度控制在2~3米/分钟，灌注到达控制标高后进行至下一根桩施工。
十、 质量控制技术措施
桩位控制：
(1) 桩位轴线测放后告知监理工程师复测承认后方可进行下道工序。
(2) 桩位定位用φ16钢筋扎入土中，拔出后灌入双飞粉，并插入20-30cm长竹签。
(3) 为防止漏打桩，实行桩位检查制，桩机对位后，由机长、质检员复核桩位、桩号与否对，并签字确认，及时请监理工程师检查，保证桩位、桩号相符。
(4) 桩位偏差按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-）规定，偏差不不小于
0.4倍桩径，本工程为不不小于20cm。
桩身垂直度控制：
桩机就位时，根据钻塔两个方向线锤控制。调整钻塔垂直度，垂直度偏差不得超过1%。若出现钻塔倾斜等状况，应停止钻孔，待纠正后成孔。
桩顶底标高控制：
(1) 桩底标高控制：根据建设单位提供水准点，会同建设方将设计±0.000引至施工现场作好保护，然后根据施工场地标高，钻杆长度，假设护套为地面，计算出钻杆入土深度，然后在钻塔上做好对应标识。
(2) 桩顶标高控制：根据钻杆总长在钻塔上分别作好标识。孔底标高容许偏差±100mm，桩径容许偏差±20mm。
现场记录：
(1) 施工班组记录员应及时、详细、认真地填写《CFG桩施工登记表》，如实反应施工过程中多种状况。
(2) 机长、施工员、质检员每施工完毕一根均及时记录，并在施工图上做好标识，下班时三方查对桩位、桩数，防止漏桩。
(3) 现场技术人员必须写好当日施工日志，按图按桩号上墙，并对当日工作进行总结。
技术控制措施：
（１）钻机要稳固、周正，对位精确，主操作手在操作时，机边２ ～ ３ 人要配合移动灌注管路，清理步履下虚土。
（２）在含水地层施工时，严防提钻太早或太高，钻杆内涌水和泥沙，混凝土见水离析形成“石桥”，导致堵管。 防止措施是先送料至管口，后提钻打开钻头底部“喷门”，并要持续泵送，严防混凝土泵打空。
（３）施工中注意控制孔壁含水量。 如含水量过小，应在压灌混凝土前先灌水或素水泥浆，防止混凝土中水分渗漏过大，使混凝土坍落度减少，导致钢筋笼难以压入。
（４）稳步提高钻具，严禁提钻过快，防止孔内产生负压，引起孔壁坍塌、掉块，影响桩身质量，此外混凝土要将钻头埋深０畅 ３ ～ ０畅 ５ ｍ。 提钻速度要根据泵送混凝土速度和混凝土上顶钻头手感，严禁直灌而不提钻具，以防将长螺旋顶弯，钻具难以提高，导致事故。
（５）防止压灌混凝土时堵管。 产生堵管重要原因是混凝土质量有问题，要严格控制水灰比，尤其注意要添加缓凝剂，增长其流动性和可泵性，此外要严格控制碎石粒径在５ ～ １０ ｃｍ 之间。 混凝土地泵容放位置应与钻机施工次序相配合，尽量减少弯道，以缩短混凝土泵送距离，混凝土输送管与钻杆心管直径要一致，防止压灌混凝土时堵管。
（６）通过试桩确定压灌混凝土充盈系数和配合比，在灌入混凝土出现异常时应找出原因，采用对应措施，应加大混凝土灌入量，待灌注压力恢复后才可提钻继续压灌。
（７）钻至桩底标高后，立即将钻机上软管与地泵管相连，并在软管内倒入水泥浆，起到润湿软管和钻杆作用。 灌注结束后要将钻具提出孔外，用清水冲洗管路。
姓名：李玉飞
班级：铁道1302
学号：24号