摘 要:闡述了CFG樁成樁常用365JT施工方法和工藝流程,詳細論述了振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁施工過程中經常遇到的質量問題,針對這些問題提出了有效的質量控制措施。關鍵詞:CFG樁,流程,質量問題,控制措施
365365JT交通站365jt.comCFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱,一般有三種成樁施工方法:振動沉管灌注成樁(適用于粉土、粘性土及素填土地基)、長螺旋鉆孔灌注成樁(適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土)和長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁(適用于粘性土、粉土、砂土以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地)。CFG樁復合地基,通過改變樁長、樁距、褥墊厚度和樁體配比,能使復合地基承載力幅度的提高有很大的可調性。它具有沉降變形小、施工簡單、造價低、承載力提高幅度大、適用范圍較廣、社會和經濟效益明顯等特點,廣泛地用于工業廠房和民用住宅的地基處理和加固。CFG樁最常用的成樁施工方法有振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁兩種方法。1 施工工藝流程
365交通站365jt.com1.1 振動沉管灌注成樁施工工藝流程1)復核放線樁位、定位點和水準點,確定施打順序,施打順序一般有連續施打和間隔跳打兩種類型。2)根據365JT設計樁長和沉管入土深度確定振動沉管機的機架高度和沉管長度,樁機組裝就位。3)樁機就位后,調整沉管垂直度,垂直度偏差不大于1%。4)混合料攪拌。按設計配比配制混合料,混合料的攪拌須均勻,攪拌時間不得少于2min,混合料坍落度宜為30mm～50mm,成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm。5)開機,開始沉管,沉管過程中要將樁機調整穩定,嚴禁傾斜和錯位。將沉管下沉至設定標高,停機。6)停機后,將攪拌機攪拌好的混合料投入管內,直至混合料面與進料口齊平。7)開機拔管。開機后,留振5s～10s開始拔管,拔管速度按均勻線速度控制,拔管線速度應控制在1.2m/min～1.5m/min左右,如遇淤泥土或淤泥質土,拔管速度可適當放慢。8)沉管拔出地面,確認成樁樁頂標高符合施工組織設計要求的標高后,用粒狀材料或濕粘性土封頂,然后移機進行下一根樁的施工。1.2 長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁施工工藝流程1)鉆機就位。就位后校正好鉆桿的位置和垂直度,垂直度的容許偏差不大于1%。2)混合料攪拌。按設計配比配制混合料,混合料坍落度宜為160mm～200mm。3)鉆進成孔。鉆孔開始時,關閉鉆頭閥門,向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時,啟動電機,將鉆桿旋轉下沉至設計標高,關閉電機,清理鉆孔周圍土。成孔時應先慢后快,這樣能避免鉆桿搖晃，也能及時檢查并糾正鉆桿偏位的差值。4)灌注及拔管。CFG樁成孔到設計標高后,停止鉆進,開始泵送混合料,當鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管,嚴禁先拔管后泵料。成樁的提拔速度宜控制在2m/min～3m/min,成樁過程宜連續進行,應避免供料出現問題導致停機待料。5)移機。移機前對下一根樁的樁位進行清理辨識,確保樁位的準確性。必要時,移機后清洗鉆桿和鉆頭。2 成樁常見施工質量問題和控制措施2.1 振動沉管灌注成樁施工質量問題和控制措施2.1.1 施工擾動使土的強度降低。振動沉管成樁工藝與土的性質具有密切關系,因此,一定要考慮加固前土的密實度。對飽和軟粘土,振動將引起土的孔隙水壓力上升,強度下降。振動時間越長,對土和已打成樁的不利影響越嚴重。在軟土地區施工時,應采取靜壓振拔365JT技術。此外,對密實砂層和硬土層也不宜采用振動沉管成樁法。2.1.2 縮頸和斷樁。在飽和軟土中成樁,當采用連打作業時,新打樁對已打樁的作用主要表現為擠壓,使得已打樁被擠成橢圓形或不規則形,產生嚴重的縮頸和斷樁。在上部有較硬的土層或中間硬土層中成樁,樁機的振動力較大,對已打樁的影響主要為振動破壞。采用隔樁跳打工藝,若已成樁結硬強度不高,在中間補打新樁時,已成樁有時被震裂。為避免上述現象的出現,需要根據不同土質,在施工中選擇合適的成樁順序,并根據土層情況選用適宜的施工工藝和設備。此外提升沉管線速度太快易造成樁徑偏小或縮頸斷樁,經過大量工程實踐證明:拔管速率控制在1.2m/min～1.5m/min為宜。2.1.3 樁體強度不均勻。樁機卷揚系統提升沉管線速度太快時,為控制平均速度,一般采用提升一段距離,停下留振一段時間,非留振時,速度太快可能導致縮頸斷樁。成樁后有時會出現樁的端部樁體水泥含量少,浮漿過多或混合料產生離析,樁體強度不均勻,這主要是因為提升沉管線速度太慢和留振時間過長引起的。因此,在施工過程中要將拔管速度控制在1.2m/min～1.5m/min,且保持速度均勻一致,還要很好地控制留振時間。2.2 長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁施工質量問題和控制措施2.2.1 堵管。堵管是長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁工藝常遇到的主要問題之一。它直接影響CFG樁的施工效率,增加工人勞動強度,還會造成材料浪費。特別是故障排除不暢時,使已攪拌的CFG樁混合料失水或結硬,增加了再次堵管的幾率,給施工帶來很多困難。產生堵管的原因有以下幾點:
365交通站365jt.com1)混合料配合比不合理。當混合料中的細骨料和粉煤灰用量較少時,混合料和易性不好,常發生堵管。因此,要注意混合料的配合比,尤其要注意將粉煤灰摻量控制在70kg/m3～90kg/m3的范圍內,坍落度應控制在160mm～200mm之間。2)混合料攪拌質量有缺陷。在CFG樁施工中,混合料由混凝土泵通過剛性管、高強柔性管、彎頭最后到達鉆桿芯管內。混合料在管線內借助水和水泥砂漿潤滑層與管壁分離后通過管線。坍落度太大的混合料,易產生泌水、離析,泵壓作用下,骨料與砂漿分離,摩擦力加劇,導致堵管。坍落度太小,混合料在輸送管路內流動性差,也容易造成堵管。3)施工操作不當。鉆孔進入土層預定標高后,開始泵送混合料,管內空氣從排氣閥排出,待鉆桿內管及輸送軟、硬管內混合料連續時提鉆。若提鉆時間較晚,在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出,容易造成管路堵塞。4)冬期施工措施不當。冬期施工時,混合料輸送管及彎頭均需做防凍保護,防凍措施不力,常常造成輸送管或彎頭處混合料的凍結,造成堵管。冬施時,有時會采用加熱水的辦法提高混合料的出口溫度,但要控制好水的溫度,水溫最好不要超過60℃,否則會造成混合料的早凝,產生堵管,影響混合料的強度。5)設備缺陷。彎頭曲率半徑不合理也能造成堵管。彎頭與鉆桿不能垂直連接,否則也會造成堵管。混合料輸送管要定期清洗,否則管路內有混合料的結硬塊,還會造成管路的堵塞。2.2.2 竄孔。在飽和粉土、粉細砂層中成樁經常會遇到這種情況,打完X號樁后,在施工相鄰的Y樁時,發現未結硬的X號樁的樁頂突然下落,當Y號樁泵入混合料時,X號樁的樁頂開始回升,此種現象稱為竄孔。發現竄孔的條件有如下三條:1)被加固土層中有松散飽和粉土、粉細砂;2)鉆桿鉆進過程中葉片剪切作用對土體產生擾動;3)土體受剪切擾動能量的積累,足以使土體發生液化。由于竄孔對成樁質量的影響,施工中采取的預控措施:1)采取隔樁、隔排跳打方法;2)設計人員根據工程實際情況,采用樁距較大的設計方案,避免打樁的剪切擾動;3)減少在竄孔區域的打樁推進排數,減少對已打樁擾動能量的積累;4)合理提高鉆頭鉆進速度。2.2.3 樁頭空芯。主要是施工過程中,排氣閥不能正常工作所致。鉆機鉆孔時,管內充滿空氣,泵送混合料時,排氣閥將空氣排出,若排氣閥堵塞不能正常將管內空氣排出,就會導致樁體存氣,形成空芯。為避免樁頭空芯,施工中應經常檢查排氣閥的工作狀態,發現堵塞及時清洗。2.2.4 樁端不飽滿。這主要是因為施工中為了方便閥門的打開,先提鉆后泵料所致。這種情況可能造成鉆頭上的土掉入樁孔或地下水浸入樁孔,影響C
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FG樁的樁端承載力。為杜絕這種情況,施工中前、后臺工人應密切配合,保證提鉆和泵料的一致性。
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