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1、CFG桩在地基处理中的应用 摘要:CFG桩属地基加固的一种方法,目前采用振动沉管灌注桩法和长螺旋芯管泵送混合料灌注成桩两种方法。本文就武汉至广州客运专线CFG桩采用长螺旋芯管泵送混合料灌注成桩的施工方法,浅谈几点个人看法。 关键词:CFG桩;地基处理;应用 Abstract:The CFG pile is the ground reinforcement one method, at present uses the vibration settling tube filling pile law and the long spiral core tube pump over blend po
2、urs into the pile two methods. This article uses the long spiral core tube pump over blend on Wuhan to Guangzhou passenger transportation special line CFG pile to pour into Cheng Zhuang the job practice, discusses several spot individual view. Key words:CFG pile; ground treatment; application 1CFG桩简
3、介 CFG桩属地基加固的一种方法,目前常采用振动沉管灌注桩法和长螺旋芯管泵送混合料灌注成桩两种方法。CFG桩桩体材料采用碎石、砂(石屑)、粉煤灰、水泥配合而成,材料按C15混凝土强度等级进行配比。长螺旋芯管泵送混合料成桩施工的坍落度控制在160 mm200 mm,振动沉管灌注成桩的坍落度控制在30 mm50 mm。CFG桩径一般为0.5 m,呈正方形或三角形布置,桩长必须穿透软土且深入硬层不少于1.0 m,加固区表层为软土或松软土时,CFG桩采用扩大桩头,桩间用细粒土或碎石土进行回填,CFG桩施工完成后及时进行桩身质量、完整性及处理后的复合地基承载力检测。由于振动沉管在施工的过程中,对周边土体
4、进行挤压,致使原地面产生隆起,在桩体强度未达到设计值之前,容易产生断桩,因此在本工地上未采用该种施工方法。 2工程简介 武汉至广州客运专线北起武汉枢纽南端乌龙泉,南至广州枢纽北端花都,线路全长874.406 km。桥隧公司承担的施工任务为DK1 795+411.691 820+029.65管段内的所有线下工程。CFG桩地基加固462 038延米,桩长4 m26 m,桩径0.5 m,间距1.5 m2.0 m正三角形布置,CFG桩采用长螺旋芯管泵送混合料灌注成桩的施工方法。 3长螺旋芯管泵送混合料灌注成桩施工工艺 3.1配合比的确定 根据试桩的结果,CFG桩混合料配合比确定为:水泥河砂碎石粉煤灰外
5、加剂水=13.855.780.600.0160.67,水泥采用郴州东江金磊P.O32.5水泥,砂采用耒河中粗砂,碎石为耒阳小水采石厂生产的5 mm31.5 mm碎石,粉煤灰为耒阳电厂二级粉煤灰,减水剂为JH-5高效减水剂,泵送混合料坍落度控制在160 mm200 mm,搅拌时间控制在120 s左右。 3.2机械的选择 根据各工点设计的要求,管段内CFG桩设计长度的范围在4 m26 m之间,据此选择了两种不同型号的长螺旋钻机,分别为:TS-22步履式长螺旋钻,主要参数:钻孔直径500 mm、最大成孔深度22 m,动力头功率45 kW2。KLB625B步履式长螺旋钻,主要参数:钻孔直径500 mm
6、、最大成孔深度26 m,动力头功率55 kW2。混合料输送泵选用三一重工及中联重科两种泵机,每小时泵送量为60立方。 3.3原地表处理 根据设计图纸放出CFG桩的加固的范围,清除地表腐杂土及种植土,并进行压实,做好临时排水设施。当原地面的坡度陡于15时,自上而下挖成台阶,台阶高度控制在0.6 m左右,台阶的宽度应满足长螺旋钻施工作业的要求。当原地面表层为软土或淤泥时,进行换填处理,换填厚度据实际情况而定,换填宽度每侧超出设计宽度2 m,换填后的高程不能高于原地面高程,换填后的压实系数大于90 %,以保证长螺旋钻行走的安全。 3.4施工工艺 (1)地质复查:施工前,先进行地质探孔以复核设计提供的
7、地质资料,并记录电流变化时的地质情况,以便施工时作为判断地质情况的依据。地质探孔采用长螺旋钻机进行钻探,每25 m为一断面,每断面钻探3个点,也可用地质钻机进行钻探。当与设计地质条件不符时,及时向设计部门提出地质复查申请。 (2)放线:施工前放出地基处理的加固范围及线路中心线,根据施工图放出桩位中心点,并标识清楚,桩位偏差不大5 cm。 (3)成孔:钻机就位后,使钻杆垂直对准桩位中心。在钻架前方、侧方分别悬挂垂球,确保钻杆的垂直小于1 %。每根桩施工前,有专门的人员指挥桩位对中及垂直度检查,满足要求后,方可开钻。 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,
8、同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中,发现钻杆摇晃或难钻时,放慢进尺,以防止桩孔偏斜及钻杆、钻头的损坏。根据钻机机身上的进尺标记,成孔至设计标高且深入硬层不少于1.0 m或钻至灰岩顶面时,停止钻进。 (4)混合料灌注:混合料在拌和站集中搅拌,采用混凝土灌车运输。灌注时采用静止提拔钻杆,先开始泵送混合料,当钻杆芯管内充满混合料后开始拔管,拔管速度控制在1.2 m/min1.5 m/min。灌注的桩顶高程高出设计高程50 cm,以保证桩头的施工质量。 (5)现场试验:每台班配备试验人员进行坍落度的检测,检测次数不少于3次,并做不少于一组的混凝土试件。 4桩间土的清理及桩头截除 施工中采用了两
9、种桩间土清理及桩头截除方法。第一种是在桩身强度达到设计强度后,利用小型挖掘机进行桩间土清理,桩间土清理完成后再用切割机进行桩头切除。第二种是在CFG桩灌注完成后,将桩间土及桩头混合料同时清除,即采取软截除的方法进行桩头的处理。第一种方法,主要是在清理桩间土的过程中,小型机械对桩本体产生拢动,致使在距桩顶0.4 m1.0 m范围内的桩产生断桩,人为增大了断桩数量。第二种方法对桩的挠动较小,但对桩头造成较大破坏,在施工中预留20 cm厚的桩间土,采用人工进行清理,减小对桩头的破坏。 5CFG桩基的检测 5.1低应变检测 (1)桩头的处理,桩头处理好坏直接影响测试信号的质量,要求受检桩桩顶的混凝土质
10、量、截面尺寸与桩身设计条件基本相同,凿除桩顶浮浆及松散、破损的部分,露出坚硬的混凝土面,桩顶表面平整干净无积水。 (2)传感器安装点及激振锤击点:传感器安装点在距桩中心约2/3半径处,激振点在桩的中心,安装点及激振点表面用砂轮机打磨光滑,传感器用耦合剂粘结,粘结层尽可能薄,传感器底安装面与桩顶面紧密接触。安装点与激振点平面夹角等于或略大于90 。 (3)检测:检测时用力锤进行连续均匀4次激振(锤头锤垫均采用工程塑料),实测出时域或幅频信号特征,以确定桩身完整性。 5.2复合地基承载力检测 施工中对DK1 813+330+550段CFG桩进行复合地基承载力检测,该段复合地基设计承载力为320 k
11、Pa,桩间距为1.8 m,单桩承担的处理面积为2.1 m2,试验的最大载荷为2倍的设计载荷2.12320=1 344 kN。载荷分89级进行施加,每级加载量为150 kN200 kN,由9 m9 m的加载平台堆载提供反力,用2 500 kN油压千斤顶分级加载荷。在承载板上对称安装4个大行程百分表,量测复合地在各级荷载作用下的地基沉降量,每级载荷施加后5 min第一次测读承载板的沉降量,以后每半小时测读一次,当一小时内沉降量小于0.1 mm时,即可施加下一级载荷。 6CFG桩施工中常见问题及处理方法 6.1断桩 断桩情况有3种:一种是在清理桩头的过程中,由于机械的操作不当,挠动或碰撞桩体,产生的
12、浅层断桩。处理方法:加强对机械操作人员的管理,杜绝野蛮施工。对断桩进行接桩,接桩的桩径超出设计桩径20 cm,接桩采用C20混凝土浇注至桩顶标高;二是在施工过程中,由于拔管速度过快,混凝土供量不足,桩孔四周土体散落充填至桩体中,形成夹层而产生的深层断桩。处理方法:加强施工过程的控制,混凝土泵送量与拔管度要配合密切,对深层断桩采用补桩的方式进行处理。三是施工过程中,由于混凝土的供应不及时,停机时间长或者是机械故障,桩身混凝土形成的施工“冷缝”而产生的断桩。处理方法:加强拌和站与现场施工的协调与沟通,随时掌握混凝土的供应量与施工进度,减少人为的断桩产生,对断桩采用补桩的方式进行处理。 6.2堵管
13、施工中由于外界环境的变化、混合料坍落度的损失、停机待料时间过长以及机械故障等原因常产生堵管。处理方法:对混凝土泵管进行覆盖洒水降温,减小外界环境对混合料的影响;对坍落度的损失大的混合料运回拌和站进行处理;停机待料时,要每隔10 min左右打一次反泵,缩短混合料的停置时间,减少堵管的发生频次,如停滞时间过长要及时对钻机及泵管进行清洗;如机械故障立即将电源切断,并及时清洗泵管泵机;另外在施工中,由于拔管速度过慢,泵送量过大,使芯管内混合料挤压密实,发生堵管,施工中泵机司机与钻机司机要固定不变,并配备有效的通信联系工具,减少堵管的发生。 6.3串孔 当加固区为软土或淤泥时,常发生串孔,当遇到此类地质条件时,要及时进行跳孔施工,减少串孔数量。 6.4承载力不足 主要是在施工中,桩未穿透软土或置于夹层上,造成深入硬层的假象,或者设计桩长不足,造成承载不满足设计要求。加强地质复查工作,及时与设计单位进行沟通,提出变更建议。
