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1、素砼灌注CFG桩 施工技术,2017年1月9日,CFG桩简介 CFG(Cement Flyash Grave)桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂和水按一定配合比均匀搅拌形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基，既能较充分的发挥桩体材料的潜力，又可充分利用天然地基承载力，并能因地制宜利用地方材料，具有工效高、成本低、工后变形小、沉降稳定快的优点。,CFG桩简介 CFG桩地基处理包括CFG桩身、桩帽（板）、褥垫层几部分组成。 结构型式：桩板，桩帽褥垫层(本标段采用此种形式）,CFG桩施工工艺 1、设备的选型 CFG桩可选用振动沉管钻机或长螺旋钻机施工。具体选用哪一类成桩机械和什么型号，
2、要视工程的具体情况而定。对于粘性土、粉土、淤泥质土采用振动沉管成桩工艺。对存在的夹有硬土层地质条件的地区，使用振动沉管机施工，会对已成的桩造成较大的振动，导致桩体被震裂或震断。对于灵敏度较高的土，振动会造成土的结构强度破坏、承载力下降，可采用螺旋钻预引孔，再用振动沉管成桩工艺。对于成孔要求质量高的地区，使用长螺旋钻孔管内泵压成桩工艺。本标段设计采用长螺旋钻机施工。,CFG桩施工工艺,步 履 式 长 螺 旋 钻 机,1、施工机械的配备 2、选用材料和配合比 3、工艺流程,CFG桩施工工艺,CFG桩施工工艺 1、施工机械配备 根据进度计划及工艺试验，落实好设备配置， 并及时维护，使所有机械处于正常
3、状态，满足施工 的需要，不影响施工的进度和质量。,CFG桩施工工艺 2、选用材料和 配合比 选用的水泥、粉煤灰、碎石及外加剂等原材料应符合要求及原材料质量验收有关标准，并按规定进行抽检。 按设计要求进行室内配合比试验，选定合适的配合比。,CFG桩施工工艺流程 3、工艺流程 （如右图）：,地表处理,桩位检测放样,桩机就位,钻杆垂直度检查与调整,钻杆内填满混合料,混合料拌和运输与泵送,移机到下一桩位,钻孔至设计标高,停 钻,边提钻杆边泵压灌注混合料,清 土,混合料试件制作,桩头处理,桩体承载力抽检,桩体完整性检查,CFG桩验收,桩间土开挖,CFG桩施工工艺 3-1 平整场地 对施工场地内地上和地下
4、管线进行核查、拆迁和防护。清除地表植被，根据所测得的原地面标高和设计桩顶标高对照结果，平整钻孔场地，地面标高宜高于设计桩顶标50cm， 预留排水坡度，做好排水沟等措施,并用压路机将原地面碾压至K3030MPa/m，以满足长螺旋钻机自重和抗倾覆的要求。,CFG桩的施工工艺 3-2 施工放样 在桩位用直径8mm的钢钎竖直打入20cm深孔，在孔内灌注石灰水或石灰粉，并在孔内插入标记物，可用一次性木、竹筷，便于桩位被埋没后查找。,CFG桩施工工艺,施 工 现 场,CFG桩施工工艺 3-3 钻机就位 钻杆垂直度控制：钻机就位后，桩机悬挂双向垂球，旁站人员通过测设垂球与钻杆上下端的相对距离，判定机身的垂直
5、度偏差是否满足规范或设计要求，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1.0%。 桩位控制；在每一根桩施工前，通过已经标明临近的纵向、横向桩位用尺量，来确定桩机是否对准桩心。 每根桩施工前由旁站人员对桩机进行桩位对中和钻杆垂直度检查，满足要求后方可开钻。,桩位偏差超标,CFG桩的施工工艺流程 3-4 钻进 钻进开始时，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，一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又能检查钻孔的偏差，以便及时纠正。在成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻时应放慢进尺，并及时检查钻杆垂直度和桩位，否则容易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。 桩长控制：在桩机机身上做明确的长
6、度标识，为方便 夜间施工控制，需用反光材料进行标识；标识的最小刻度 一般为50cm或25cm；根据钻机塔身上的进尺标记，成孔 达到设计标高时，停止钻进。钻孔弃土应及时转运到指定 场地。,CFG桩的施工工艺流程 3-5 灌注混凝土 长螺旋钻机钻至设计标高，停止钻进，向钻杆芯管泵送混凝土灌注，当钻杆芯管中充满混合料，开始提升钻杆，压灌混合料，一边拔管，一边泵送，严禁先提管后泵料。混凝土坍落度、拌合时间应按工艺性试验确定的参数进行控制,搅拌时间不得少于1min。泵送混凝土，严禁先拔管后泵送混凝土（特别是端承桩），拔管时钻杆必须停止转动，拔管速率应按试桩确定参数进行控制，拔管速度均匀,穿透地质较硬地段
7、，采用低档慢速钻进，软弱地层，快速钻进，以降低扩孔系数；混凝土泵送也必须连续。若混凝土供应不及时，造成钻机等料的情况，时间较长可能造成断桩或抱钻现象，尤其是在饱和砂土、粉土层。混凝土应灌注至设计CFG桩顶标高以上50cm，停止泵送混凝土。灌注混凝土方量不得少于设计桩长加超灌桩头的体积。,3-6 钻机移位 根据钻机的具体情况，一般钻4、5个孔移动一次钻机。 无论桩距大小，均不宜从四周转向圈内推进施工，因为这样 限制了桩间土向外的侧向变形，容易造成土体大面积隆起， 断桩的可能性较大，可采用由中心向外推进或一边向另一边 推进的方案。当地下出现软弱层，发生窜孔现象时，钻机应 采用跳孔作业，待相邻位置混
8、合料凝固后，再钻相邻桩位。 3-7清除钻泥 钻泥在钻孔过程中必须随时清除，钻机移位后把剩余的钻 泥清除。应当注意： 除50小型挖掘机外，任何机械设备不得进入CFG桩钻孔 灌注场地。 挖土时不得扰动设计桩顶标高以下的桩间原土。 不得挖动已经灌注的CFG桩，使桩头破坏。,CFG桩的施工工艺流程,CFG桩施工工艺流程 3-8 CFG桩都埋在地面以下，桩顶有湿黏土封顶，无需专门养护。桩灌注完成后混合料龄期达14天后方能进行桩间土开挖、清理。自然养护期间必须保护钻孔灌注现场，任何机械不得进入钻孔灌注区。,CFG桩的施工工艺流程 3-9 截桩头和开挖桩间土 桩间土开挖时，挖掘机易碰撞桩头造成浅层断桩，施工
9、中采取桩头两次截桩方案，避免人为造成桩头破坏：一是在CFG桩灌注完成后砼凝固之前，湿截桩即采用小挖掘机将桩头砼和钻泥一起清理出去， 留3050cm不截，强度达到80%后，使用小挖掘机（斗宽0.6m）开挖桩间土，使用改装后的切割机进行切割，减少对桩体的破坏，切割完成后，断面平整。,CFG桩的施工工艺流程 3-10 桩的检测 3.10.1桩身完整性检测 CFG桩桩身完整性采用低应变动力试验检测。根据检测结果判定桩身完整性。 3.10.2 CFG桩混合料强度 每台班制作混合料标准立方体试件1组，进行28d标准养护后，进行试件抗压强度检测。根据检测 结果判定其质量情况。 3.10.3 CFG桩复合地基
10、静力载荷试验 分别进行单桩、复合地基载荷试 验，计算沉降与承载 力。检 验数量： 桩数的0.2%，且不少于3根,桩身低应变检测,堆载法地基承载力检测,CFG桩的施工工艺流程 3-11 质量要求,CFG桩质量控制措施 1）施工中严格按照设计配合比进行，每台钻机每台班随机抽取 混凝土试件一组，根据抗压强度作为混合料强度判定标准； 2）钻机进场后先用钢尺检查钻机钻杆的直径，钻杆直径不小于 设计桩径，钻机主塔高度大于桩长5m左右； 3）开钻前放出控制桩位，对钻机人员进行技术交底，钻机人员 根据控制桩位，用钢尺放出每根桩位。 4）开钻前根据桩基设计桩长和桩头保护层厚度，在钻机主塔位 置作明显标记，作为控
11、制钻机钻进深度的依据。 5）钻机到位后，指挥人员指挥钻机调整位置，利用机架上悬挂 的两个方向垂直标确定钻机垂直度满足要求； 6）在CFG桩开始施工时，担心逐桩施工会造成串孔，用隔桩跳 打的施工方式，但是隔桩跳打时，第二遍桩机就位又容易对已 施工的桩的挤压破坏， 应根据地质不同选用跳打和逐桩打。,CFG桩质量控制措施 7、CFG桩在灌注砼时，上部1-3米因为砼的压力 变小，砼中有细微气泡排不出来，而CFG桩的 主要受力部分都在上部，因此上部桩体的不密 实，极易造成桩在工程使用过程中的破坏，解 决办法，一是在施工完成后，砼凝固之前使用 振捣棒振捣上部砼，加强砼的密实性；二是加 强砼的坍落度控制，
12、坍落度过小易造成蜂窝现 象。,CFG桩质量控制措施 3、拔管速率的控制 拔管速率太快将造成成桩桩径偏小或缩径断 桩，而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不均， 桩顶浮浆过多，桩身强度不足和形成混合料离析 现象，导致桩身强度不足。故施工时，应严格控 制拔管速率，拔管速度一般控制在2 2.5m/min 比较适宜，此处的拔管速度为线速度，不是平均 速度，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率适当放慢。 拔管过程不允许反插。,CFG桩质量控制措施 4、断桩的原因分析和处理 断桩，是指CFG桩成桩后，桩身混凝土面不连续， 中间有垂直于桩中心轴线的开裂或间隔。断桩是CFG桩 最大的质量事故。断桩的原因有很多，主要有：
13、1）施工保护不够，有大型工程机械在强度未达到的CFG 桩区域运行，使桩被压断或把桩头压碎； 2）长螺旋钻机的排气阀被堵； 3）灌注混凝土时，混凝土灌注供应不及时； 4）地质原因，地下水丰富，易产生断桩； 5）拔管和泵送混凝土配合不和谐； 6）截除桩头时操作不当遭到破坏。,切割后的桩头,浅层断桩及处理方法,CFG桩质量控制措施,防止断桩的方法 1）对于施工保护不足造成断桩，最有效的方法是加强已 经灌注CFG桩区域的保护，用钢管或其它较结实的 材料将场区围护起来，严禁一切大型机械进入。 2）对于排气阀设置不当造成断桩的解决办法，一般在钻 机在出厂时排气阀位置已经设置的很好，不需要作改 进，只有极少
14、数的钻机才出现这种问题， 要经常检 查排气阀，并将包裹排气阀的混凝土凿除。 3）混凝土供应不及时造成断桩，加强混凝土调度，及时 供应CFG桩混凝土，保证混凝土连续供应，就可以 防止因混凝土供应不及时造成断桩。,CFG桩质量控制措施,防止断桩的方法 4）对于地质原因造成的断桩，施工中是很难控制的，对 流塑状和地下水丰富的地质情况应对CFG桩处理进行 适应性论证。 5）对拔管和泵送混凝土配合不和谐造成的断桩，应寻求 操作人员之间的默契配合。 6）对截除桩头时人为遭到破坏的情况，对作业工人进行 培训，提高操作技能，可避免此种情况。,CFG桩质量控制措施,1、桩帽施工 各种桩帽形式的工艺比较表,桩帽施
15、工工艺,2、桩帽形式 各种桩帽形式的施工工艺,钢模施工,土 模 施 工,在京沪高速铁路济南西客站工地程建设施工中，集团公司针对CFG桩复合基施工进行了研究，通过科技创新，采用开挖土模，运用自主研制的旋切截桩机截桩，而后现浇混凝土的方法进行桩帽网结构施工，优质、高效的完成了施工任务，并总结形成了土模旋切截桩现浇桩帽的施工工法。本工法具有桩体完整率高、桩间土扰动小、高效、经济、便捷等特点，2008年通过了山西省建设厅工法关键技术鉴定，技术水平达到国内领先，有较大的推广价值及借鉴意义。,土模旋切截桩现浇桩帽施工工法,1、流程简捷，工效高，速度快。 采用先机械填筑后人工开挖的土模法，无需进行CFG 桩
16、成桩后桩间土的挖除与回填，简化了作业工序，提升 了施工速度；运用自行研制的旋切截桩机截除桩头，降 低了作业人员劳动强度，大幅提高了工效。 2、操作灵便，扰动小，质量好。 土模法可避免因清运保护土层和去桩头作业对桩顶设 计平面以下桩间土的过度扰动，解决了机械开挖作业磕 碰桩身造成断桩及桩间土回填质量不高的问题。旋切截 桩机构思新颖，在狭小土模空间内作业灵便，可解决采 用普通截桩机无法在土模内作业，而采用风镐去除桩头 又费时耗力、观感较差、易伤桩身的问题。,工艺特点,3、工艺先进，施工便利，便于推广。场地的硬化填 筑、桩帽土模开挖和截桩机旋切截桩施工工艺容 易掌握，施工组织要素配置易于实现，有利于推 广。 4、设备精巧，成本低廉，效益显著。自主研制的截 桩机构造精巧、结构简单、配件易购
