水泥粉煤灰碎石桩施工工法

'CFG桩施工工法1.前言CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌制后制成具有一定强度的桩体。目前多用混凝土来代替，为素混凝土桩。CFG桩是一种低强度混凝土桩，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。2.特点（1）改变桩长、桩径、桩距等设计参数，可使承载力在较大范围内调整。（2）有较高的承载力，承载力提高幅度在250%～300%，对软土地基承载力提高更大。（3）沉降量小，变形稳定快，如将CFG桩落在较硬的土层上，可较严格地控制地基沉降量（在10mm内）。3.适用范围适于多层和高层建筑地基，如砂土、粉土、松散填土、粉质粘土、粘土、淤泥质粘土等的处理。4.工艺原理机械成孔后压灌混凝土成桩。5.工艺流程与操作方法5.1工艺流程平整场地→钻机安装、调试→桩位对中→钻孔→边提钻边投混凝土→ 压灌混凝土至设计标高→清理桩间土、提升钻杆→成桩验收。施工工艺流程图泵压砼三通一平砼输送泵安装调试测量复核材料配合比计量铺设砼管道钻机就位搅拌砼连接动力头软管与钢管钻孔坍落度试验及砼试块制作钻孔至桩底标高提升钻杆及清土压灌砼至桩顶标高空桩提升钻杆及清土移至下一桩位终孔验收 5.2操作方法5.2.1平整场地：施工前，做好“三通一平”，满足施工需要。5.2.2测量放线（1）在施工现场确认业主或规划部门提供的控制点。（2）依据提供的控制点及CFG桩位平面图，用全站仪或经纬仪测设桩位轴线、定位点。（3）埋设半永久性控制点：将控制点引至相对稳定的位置，且注意保护，以便施工中随时复核。（4）测定桩位点：按照复验合格后的各轴线控制点进行桩位放样，具体放样时，采用双控法，且保证对中误差≤1cm。用φ8钢筋在桩处扎入深度不小于300mm的孔，灌白灰并插上竹签，标识桩位。（5）放完桩位后，由技术负责人组织质检员、施工员、班组长共同对桩位进行检查，确认准确无误后，与甲方或监理办理预检签字手续。5.2.3桩机就位：桩机就位必须平整、稳固，沉管与地面保持垂直，垂直度偏差不大于1.5%；桩机就位平面位置偏差小于10mm。如带预制混凝土桩尖，需埋入地面以下300mm。5.2.4钻孔（1）调整底盘平整度，确定桩位无误后，使钻杆轴线垂直对准孔位中心位置，利用双线锤对钻杆垂直和钻机底盘水平作校正，钻杆垂直度满足≤1%L要求。并用水准仪测出地面标高标高，确定该承台的成孔钻杆入土深度，并在主立杆上标记准确位置。（2）施工时根据桩基设计情况可采用隔一打一的方式（即跳打） 以减少挤土效应。（3）钻孔过程中钻进速度要先慢后快，具体钻进速度根据施工过程中电流值的大小随时调整，确保施工过程中电流值≤120A，防止因钻杆晃动幅度过大或挠度过大而导致桩径偏差过大。（4）钻孔过程中如发现钻杆剧烈跳动、摇晃、或进尺较慢、电流偏大而难以钻进时，可能是遇到硬土、石块或其他硬物等，要立即停钻检查，待查明原因并取得处理意见后方可继续施工。严格避免桩孔偏斜、桩机位移，杜绝钻具损坏、钻杆扭断等事故发生。（5）钻孔过程应及时清理孔口周边钻出的泥土，其间如发现钻杆偏斜、桩位不准等情况应立即停钻上提，重新定位、调直后再钻，直至设计桩底标高。（6）钻到预定深度后，必须在原处进行空转清土然后停止转动，提钻杆。注意在空转清土时不得加深钻进；提钻时不得回转钻杆。孔底虚土厚度不得超过10cm。5.2.5混凝土搅拌：根据设计的混凝土料的强度等级，按照实验室提供的配合比进行配置，塌落度控制在180～200mm。搅拌用水要符合国家现行标准《混凝土搅拌用水标准》。5.2.6地泵输送混凝土（1）混凝土地泵的安放位置要与钻机的施工顺序相配合，尽量减少弯道，混凝土泵与钻机的距离一般在60m以内为宜。（2）混凝土泵送前采用水泥砂浆进行润湿。（3）混凝土的泵送要连续进行，当钻机移位时，地泵料斗内的混凝土应连续搅拌，泵送时，应保持料斗内混凝土的高度，不得低于400mm ，以防吸进空气造成堵管。5.2.7压灌混凝土（1）钻孔直径、深度等各项指标经现场监理工程师检验合格后，方可灌注砼。应先泵送混合料后提管。提拔速度控制在2～3m/min。（2）根据砼施工配合比，严格配料，按要求进行搅拌，确保混凝土的和易性、均匀性。（3）搅拌好的砼应通过砼输送泵进行压注，混凝土压灌应连续进行。（4）按规范要求，控制最后混凝土的灌注量，确保保护桩长≥500mm。（5）及时作好施工日记、施工记录，详细记录施工日期、成桩时间、各种钻孔、灌注参数。6.材料准备及要求采用商品混凝土或现场搅拌混凝土。7.机具准备长螺旋钻机：(1)型号ZKL800BD，功率200KW，最大成孔深度25米，成孔直径400mm-600mm,公司目前工地常用。这种钻机在基坑内施工时停机作业面要求基坑边距离边桩中心最小距离为1.5米。(2)型号JKL20，功率200KW，最大成孔深度20米，成孔直径400mm,高压混凝土输送泵：型号HBTS60，输送距离不大于80米CFG桩施工机械设备配备计划序号机械设备名称型号及规格额定功率（KW）数量备注 1长螺旋钻机ZKL800BD200KW12高压砼输送泵HBT6090KW13双涡砼搅拌机JS50050KW1现场搅拌混凝土时4配料机PL120030KW1现场搅拌混凝土时5电焊机BS1-33030KW16经纬仪ET-0217水准仪DSC32018手推车16运输弃土8.劳动组织、安全文明及工期8.1劳动组织：针对CFG桩的施工特点和施工工艺的需求，每台桩机成孔作业具体用工明细见下表：CFG桩施工人员进场计划（单机）序号工种数量工作内容1机长2人负责安全生产2钻机机手4人操作钻机3指挥2人控制孔深和桩长4前台把头6人找桩位、调整钻机水平和钻杆垂直5搅拌手2人搅拌混凝土6泵送手4人泵送混凝土7后台上料12人运送砂石料 注：如采用商品混凝土，每台班需要7人。8.2安全文明措施：1、现场实行封闭式施工，严禁与施工无关的人员进入施工区。2、施工机械的防护措施（1）施工中，各种施工机械设专人操作，持证上岗。（2）机械设备防护装置一定要齐全有效，不准带病运转，不准超负荷作业，不准在运转中维修保养。（3）定期对施工机械进行维修保养，对其状态进行标识、记录。（4）施工机械防护设施设专人管理，发现安全隐患及时消除。（5）电缆线路必须符合《施工现场临时用电安全技术规范：GBJ46-88》要求，电气设备必须全部接地接零。3、施工后的空桩桩孔要及时回填，确保施工安全4、施工人员劳动安全防护措施（1）进入施工现场必须戴好安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋。（2）钻机操作人员施工时要戴劳保手套、穿绝缘胶鞋，以防触电事故。8.3效率（单机每天24小时）一般土层（粉土、粉质粘土），桩径D=400，有效桩长14米，65根一般情况下每天（24小时）施工桩长850米-1050米。9.质量要求（1）施工前应对原材料进行检验。（2）施工中应检查桩身混合料的配合比、坍落度、提拔杆速度（或提套管速度）、成孔深度、混合料灌入量等。 （3）施工结束后应对桩顶标高、桩位、桩体强度及完整性、复合地基承载力以及褥垫层的质量进行检查。（4）CFG桩复合地基的质量检验标准如下表。项序检查项目允许偏差或允许值检查方法主控项目1原材料符合有关规范、规程要求、设计要求检查出厂合格证及抽样送检2桩径－20mm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规定方法一般项目1桩身完整性按有关检测规范按有关检测规范2桩位偏差满堂布桩≤0.4D，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+100mm测桩管长度或垂球测孔深5褥垫层夯填度≤0.9用钢尺量9.2CFG桩质量控制措施（1）桩位偏移控制桩基在施工过程中产生的弃土容易覆盖桩位造成桩位偏差，桩机移动的碾压也易造成桩位偏差，为保证桩位偏移满足规范及设计要求，桩机施工过程中对施工产生的弃土应及时清除，设备移动过程中应尽量减少对桩位点的碾压，避免对桩位偏差造成不良影响。桩基施工过程中用双控法对桩位进行控制，确保桩位偏差在设计图纸及规范允许范围之内。（2）桩身桩头混凝土强度的控制 CFG桩做为一种复合地基处理方法，其工艺要求的泵送混凝土塌落度较大，尤其是在地下水位较浅的情况下，桩头浮浆较厚对桩头混凝土强度会造成一定的不良影响，致使桩头混凝土强度不足，为此，在桩基施工过程中要根据空桩的长短留有足够的保护桩长，避免浮浆对桩头桩身质量的不良影响，确保桩头桩身质量满足设计要求。（3）桩身夹泥桩基施工过程中产生的弃土、泥块落入桩孔内会造成桩身夹泥，尤其在空桩较长的情况下弃土、泥块落入桩孔内尤易造成桩身夹泥，因此，桩基施工过程中应避免弃土、泥块落入桩孔内，并适当增加保护桩长，避免桩身夹泥质量通病的产生。(4)桩身气泡桩基在正常灌注施工过程中，如果排气阀堵塞，施工产生的空气不能从排气阀及时排出，施工产生的空气将会和混凝土一起进入桩孔内，致使桩孔内气泡的产生，从而产生桩身气泡造成桩身疏松多孔，混凝土强度不足，为此，在桩基施工过程中要经常、定期、定时检查排气阀是否畅通，确保桩身质量。(5)桩身断裂桩基施工正常灌注过程中，如果设备故障、停水、停电、停工待料等现象发生，将造成桩基正常一次灌注过程的停顿，致使该桩两次灌注完成，会在两次灌注的交接部位造成断桩。为此，在桩基施工过程中应尽最大努力避免设备故障、停水、停电、停工待料等现象的发生，如果出现上述现象，该桩要进行重新施工一次灌注完毕。(6)桩身外观形状不规则 桩基在施工过程中，在桩间距较近、场地地层软弱的情况下容易造成桩与桩之间的相互挤压干扰等不利影响，致使桩身形状不规则。为此，在桩基施工过程中，要根据不同的桩间距和施工现场的具体情况采取隔桩隔排的二次施工法或三次施工法进行施工，以减少桩与桩之间相互挤压的不良影响，以保证桩身质量。10.效益分析根据CFG桩的特点可知，桩中的土体是碎石、砂和粉煤灰，粉煤灰可以材料第二次利用，材料来源附近火力电厂。降低了工程投资，减少工程不必要的资源投入，并且是消除湿陷性黄土地基处理的最好方法，其承载力是桩身与桩间土共同承载的复合地基处理，CFG桩因具有如此大的优越性和简单的施工工艺，在工程建设中已经广泛推广应用。11.工程实例实例一：工程名称：许昌大厦CFG桩基工程，工程地点：郑州市西大街中段南侧，设计单位：郑州市建筑设计院。拟建许昌大厦，基础下采用直径400的CFG桩复合地基进行处理，共有工程桩744根，其中设计桩长17米的为515根，其中设计桩长17.4米的为229根.'