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1、,学习单元10 碎石桩处理软基,学习目标,1.掌握碎石桩加固软土地基的原理 2.碎石桩施工的基本方法 3.水泥粉煤灰碎石桩施工的基本设计参数 4.水泥粉煤灰碎石桩施工准备工作 5.水泥粉煤灰碎石桩施工工艺流程 6.水泥粉煤灰碎石桩质量检验评定 7.水泥粉煤灰碎石桩整改措施,CFG桩施工主要内容,CFG桩施工案例 CFG桩定义和特点 CFG桩设计参数 CFG桩原材料组成,CFG桩施工 CFG桩施工质量控制 CFG桩施工常见问题 CFG桩竣工资料整理,工程案例,某工程路基DK1273+794.03DK1273+855段地基采用CFG桩加固，共有CFG桩915根，共长18188延米。 桩径：0.5m
2、 桩间距：1.5m 桩平面布置型式：等边三角形布置 桩长：12-23m 桩顶：60cm碎石垫层+双向土工格栅 原材料：水泥、骨料、外加剂、掺合料、水,工程案例,施工,质量控制,设计参数,原材料组成,定义特点,常见问题,竣工资料,主要施工机具设备,长螺旋钻机：步履式和履带式,履带式长螺旋钻机,步履式长螺旋钻机,配合比设计,表6.2 CFG桩材料配合比表,混合料配合比：C15号 坍落度：160mm200mm,CFG桩施工工艺流程,钻机就位,混凝土搅拌,钻进成孔,停钻,灌注及拨管,移位,截桩头,桩位偏差：5cm 桩身垂直度：1% 钻架上挂垂球,搅拌时间：60120s 塌落度控制：160200mm,先
3、慢后快 钻机进尺控制,控制灌注量 提管速率控制 桩顶高程控制 桩顶防护 测定混凝土强度,钻机就位,back,钻进成孔,灌注混凝土,截桩头,back,桩的检测,桩身完整性检测 低应变动力试验检测 CFG桩混合料强度 每台班制作混合料标准立方体试件3组，进行28d标准养护后，进行试件抗压强度检测。 CFG桩复合地基静力载荷试验 分别进行单桩、单桩复合地基静力载荷试验，计算沉降与承载力。,桩身低应变检测,堆载法地基承载力检测,质量控制,CFG桩施工注意事项,不可用重锤或重物横向击打桩体,长螺旋钻机的排气阀的问题,长螺旋钻机的排气阀，是在动力头下面的排气孔，一般出厂时都已经设计好，其作用是排除砼在泵管
4、和钻杆中的气体，防止空气在砼灌注过程中被挤入桩体形成断桩。 砼经过泵管到达动力头处的弯头后，在钻杆中是自由落体的，因此泵机的泵压只要能够达到把砼送到弯头后就可以了，再提高泵压，并不能对成桩质量产生影响，也不影响扩径系数。,长螺旋钻机的排气阀的问题,CFG桩施工质量保证措施,CFG加密探测桩 钻机钻进情况 与设计桩长对比 混凝土方量的控制,搅拌时间和坍落度控制 运输到现场砼坍落度控制 控制提管速率,如何控制桩长满足设计要求？,1、通过电流的控制 2、钻具晃动 当钻进硬层后，钻进速度缓慢，机具晃动很剧烈； 3、与设计桩长比较 在钻进过程中，通过钻机上的刻录线可以判断钻进深度，与设计桩长比较； 4、
5、做CFG复核桩 每个地段正式施工前，必须按规范要求做CFG复核桩，按每1m进行取土样，通过土样与设计地质情况进行比较； 5、混凝土方量的控制 灌注砼的过程中，通过拖泵的次数，确定每根桩的实际混凝土用量，计算出实际的桩长，与设计桩长进行比较。,通过刻度尺寸确定实际钻进深度,通过拖泵泵压的次数确定实际的混凝土用量,桩长判断,CFG桩施工环境保护措施,一、水泥粉煤灰碎石桩定义和加固机理,水泥粉煤灰碎石桩（Cement Flyash Gravil Pile,简称CFG桩）是由碎石、石屑和粉煤灰掺适量水泥加水拌和，用各种成桩机械在地基中制成的强度等级为C5C25的桩。 水泥：作为胶结材料 粉煤灰：增加混
6、合料的和易性，低强度等级水泥的作用 石屑：改善级配。 CFG桩与桩间土、褥垫层一起构成CFG桩复合地基,CFG桩特点,1.桩体作用 2.挤密作用 3.褥垫层作用 4.置换作用 5.排水作用 6.桩对土的约束作用 7.桩间土的改良作用,级配碎石、粗砂、碎石组成 提供了桩向上和向下刺入的条件,CFG桩设计参数,桩径 3560,桩长,间距 (35)d,桩体配合比,褥垫层 1030,桩体配合比,石屑率：石屑与碎石的组成比例,石屑用量,碎石用量,混合料28天强度,混合料强度与水泥标号、水灰比的关系,石屑率,水泥标号,用水量,水泥用量,桩体配合比,水灰比与粉灰比关系,粉灰比,桩体混合料28天立方体抗压强度
7、,桩体抗压强度,水灰比,桩的截面积,单桩竖向承载力标准值,CFG桩原材料组成,水泥掺量 水泥品种,碎石与石屑比例,粉煤灰性能 粉煤灰掺量,三、CFG桩施工方法,1.振动沉管灌注法 振动沉管法为不排土工法，挤土效应明显。适用于无坚硬土层和粉土、粘性土及素填土、松散的饱和粉细砂地层条件，对振动噪音限制不严格的场地。 当遇到较厚的坚硬粘土层、砂层和卵石层时，振动沉管会发生困难；在饱和粘性土中成桩，会造成地表隆起，挤断已打桩。,CFG桩沉管法施工分类,单打法成桩 反插法成桩 复打法成桩 夯扩法成桩,锤击沉管法 振动沉管法 振动冲击沉管法,1.按沉管的方法,2.按成桩的工艺,振动沉管灌注法施工工艺流程,
8、振动沉管灌注法施工步骤,振动沉管过程中每沉1m应记录电流一次，并对土层变化处予以说明。 用搅拌机拌合水泥、粉煤灰、碎石混合料，检查其坍落度。振动沉管灌注法施工的坍落度宜为3050mm。 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1min。 向管内一次投放混合料，投放数量按试桩时确定的数量进行，投料后留振510s。,振动沉管灌注法施工步骤,拔管速率应按试桩确定参数进行控制。 拔管过程中不允许反插，如上料不足，须在拔管过程时空中加料，不允许停拔再投料，拔管至桩顶。 施工桩顶标高宜高于设计桩顶标高50cm，浮浆厚度不宜超过20cm。 桩顶采用粒状材料或湿黏土封顶。,【问题】
9、：振动沉管灌注法施工过程中需要控制的主要内容有哪些？,(1)混合料配合比控制、坍落度控制、搅拌时间控制 (2)沉管深度控制 (3)投料数量控制 (4)拨管速度控制 (5)桩顶标高控制 (6)桩顶处理,CFG桩长螺旋钻孔灌注法施工分类,将固结料通过高压泵灌入到长螺旋钻杆的内管内，再提升钻杆 具有低噪音、无泥浆污染、无振动的优点,长螺旋钻杆钻进排土成孔，提升钻杆后向管内灌入固结料。 钻杆提出来后桩孔会发生缩径现象,长螺旋钻孔灌注成桩,长螺旋钻孔管内 泵压混合料成桩,履带式、步履式桩架长螺旋钻孔机,CFG系列长螺旋钻机,长螺旋钻管内泵压混合料灌注法,长螺旋钻管内泵压混合料灌注法:排土成桩工艺，适用于
10、分布有砂层的地质条件，以及对噪音和泥浆污染要求严格的场地。 施工工艺：用长螺旋钻孔到达设计的预定深度，然后提升钻杆，同时用高压泵将桩体混合料通过高压管路的长螺旋钻杆的内管压到孔内成桩。,长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工工艺流程图,机械设备配备工程案例,施工机械配备：,长螺旋钻管内泵压混合料灌注法施工步骤,(1)机械按设计桩位就位。 (2)钻至设计深度，停钻。 (3)搅拌水泥、粉煤灰、碎石混合料，检查其坍落度 向管内泵送混合料，混合料的泵送量按试桩确定的数量进行，泵送时不得停泵待料。 (4)拔管速率应按试桩确定参数进行控制，拔管速率均匀，拔管至桩顶。,桩位放样,施工前放出施工桩位，桩位中心点用钎子
11、插入地下，并用白灰明示,用砂浆润泵、清洗混凝土运输管道,砂浆清管,钻机就位后，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。 在钻架上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，每根桩施工前都有专人进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻,钻机就位,钻孔开始时，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。 先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。 钻进时，发现钻杆摇晃或难钻时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、钻杆位移、钻具损坏等。 根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计标高。,钻进成孔,岩土试样标签,现场取土样,地质复核,桩顶面混凝土,混凝土灌注,灌注及拨管,截桩头
12、,CFG桩施工完毕，待桩体达到一定强度（一般37d）后，可进行开槽，清土和截桩时，不得造成桩顶设计标高以下的桩体断裂和扰动桩间土。,桩间土开挖时，挖掘机易碰撞桩头造成浅层断桩，施工中采取桩头两次截桩方案，避免人为造成桩头破坏。 软截桩 硬截桩,截桩头和开挖桩间土工程案例,湿截桩：在CFG桩灌注完成后砼凝固之前，采用小挖掘机将桩头砼和钻泥一起清理出去，留3050cm不截 硬截桩：当CFG桩强度达到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。,截桩头和开挖桩间土工程案例,灌注完成后钻机移至下一桩位钻孔，履带式长螺旋钻机一般后
13、退移动。 根据钻机的具体情况，一般钻4、5个孔移动一次钻机。,钻机移位,钻泥在钻孔过程中必须随时清除，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桩埋在地面以下，无需专门养护，桩灌注完成后强度达到80%方可进行下一步工序，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。,清除钻泥,问题与探讨 及时清运钻泥与成桩质量的关系,CFG桩长螺旋钻孔属于排土成桩工艺。在施工过程中，随着长螺旋钻杆的钻进，排出的土体在孔口堆积，单桩排出的土量随着桩长的增加而增加。灌注成桩后这部分
14、堆积弃土中还有一定的混合料与上部浮浆。 在孔口超灌混合料及浮浆尚处于初凝前湿浆状态对其进行挖除，称为“湿挖”。湿挖的浆体随弃土一起清运。 这部分被围裹在孔口松散的钻孔排土中的混合料若不湿挖去除，凝结后将会在桩顶形成性状不规则的扩大头。,问题与探讨 及时清运钻泥与成桩质量的关系,施工中及时清运钻孔弃土对施工带来如下好处： 保持施工场地的平整，便于钻机的移机和定位。 避免形成桩顶蘑菇头，从而降低保护土层清运工作的难度和凿桩头的工作量。 避免和减轻钻孔排出的泥浆渗水使场地及其周围桩间土层含水量的增高。 避免给钻机的稳定和周边场地的施工带来不利影响。,钻孔时排出的弃土,成桩后孔口堆积的弃土、混合料及浮
15、浆,清除钻泥,孔口混合料的湿挖与弃土清运,保护土层清运后出露的桩头,清除钻泥,清理和未清理弃土施工后形成的不同桩头,未清理弃土施工后形成的蘑菇头,清除钻泥,补桩,CFG桩施工顺序,注意问题,跳打,连打,易导致断桩与缩颈,振动开裂或振断,四、CFG桩施工顺序,1.连打 “连打”指一个桩接一个桩不间隔的进行打桩 2.跳打 “跳打”指间隔一个桩位或几个桩位施打，之后回头再进行补打。,CFG桩施工准备工作,（1）核查地质资料，选择施工机械和施工方法 （2）测量放样，平整场地，清除障碍物，进行放桩。 （3）原材料（水泥、粉煤灰、碎石及外加剂）试验检验及备料。,二、CFG桩施工准备工作,（4）进行室内配合
16、比试验，确定合适的配合比。振动沉管灌注成桩施工的坍落度宜为3050mm，长螺旋钻孔管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为160200mm。 （5）进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数，试桩数量应符合设计要求且不得少于2根。,五、CFG桩质量检测,桩身完整性检测：低应变试验（成桩28天后进行） 单桩承载力检测：载荷试验 复合地基承载力检测：平板载荷试验 桩的检测结果：桩身完整、轻微缺陷、出现断裂,结论：当软土的标准承载强度 时，不适宜采用CFG桩。 值最好不小于80100kPa，否则很难收到良好的效果。,小应变检测,现场钻芯取样检测,钻芯芯样,五、CFG桩质量检测,表3.1 CFG桩单桩载荷试验结果,六、CFG桩施工质量控制内容,（1）水泥、粉煤灰、粗骨料应满足设计和施工要求。 （2）CFG桩混合料强度应符合设计要求。 （3）CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。 （4）CFG桩施工中，每台班均须制作检查试件，成桩28d后进行桩
