前言:CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。CFG桩可以通过改变桩体的长度,桩体之间的距离,以及褥垫厚度,将其以合适的比例进行配比,从而加大复合地基对重物的承载能力。CFG桩复合地基是一项新发展起来的地基处理新技术,在设计理论和施工经验等方面尚不成熟,以及在施工中容易出现诸多问题(如斜孔、堵管、窜孔、断桩、短桩等),施工质量难以控制,对桩体的强度难以保证,所以在CFG桩复合地基施工过程中,必须适当采取有效措施,来对复合地基的质量做到充分的保证,解决各种疑难问题。
一、施工准备阶段对复合地基施工质量的控制措施
第一, 在施工准备阶段,应根据设计要求和现场地基土的性质、地下水埋深、场地周
边是否有居民、有无对振动反应敏感的设备等多种因素,因地制宜,合理选择施工工艺,这是确保CFG桩复合地基质量的前提条件。可选择下列施工工艺:
(1)长螺旋钻灌注成桩,适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土地基;
(2)长螺旋钻中心压灌成桩,适用于粘性土、粉土、砂土和素填土地基,以及对噪音及泥浆污染要求严格的场地;穿越卵石夹层时应通过试验确定适用性;
(3)振动沉管灌注成桩,适用于粘性土、粉土、素填土地基;挤土造成地面隆起量大时,应用较大桩距施工;
(4)泥浆护壁钻孔灌注成桩,适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层等地基。
第二,重点对所使用的机器设备作出细致的检查,检查的方面包括:记录设备使用情况的记录器,安装在制作桩基设备的各种仪表,用来测试垂直性能设备的准确度以及测试钻进深度的刻度线等等。
第三,根据CFG桩施工工艺要求,从品种、规格、质量等方面确定施工所采用的材料,并用所选定的材料在试验作配合比。
(1)水泥是CFG桩建造中价格比较高、用量大的材料,也是对CFG桩强度起决定作用的材料,施工中通常采用425#普通硅酸盐水泥。在选择水泥生产厂家时除要求证件齐全外,还应使用有信誉、质量好的大厂大窑生产的水泥。
(2)碎石一般选择选用5-20mm的卵石或碎石,要求其针、片状颗粒含量不大于25%,含泥量不大于2%,杂质少,含泥量过大的碎石禁止使用。
(3)砂应尽可能去挑选细砂,要求其含泥量小于5%,且不含根须、块状粉土、杂质等,对于质量不合格的砂禁止使用,施工中砂避免使用含碱骨料。
(4)粉煤灰就选用Ⅲ级或Ⅲ级以上等级的粉煤灰。
第四,施工前应进行试桩,以检验施工工艺的可靠性,并且要在桩体的芯部钻取样本,衡量混合料填入的密实程度及强度,这些实验的结果都将成为可靠的资料,为具体施工提供重要的参考。
二、复合地基施工质量的控制措施
施工过程中对质量的控制是最为有效的,下现对如何有效控制CFG施工质量所采取措施的作详细介绍,本环节施工步骤较为复杂,大体可以从以下几个方面入手:
第一,垂直度控制,在CFG桩成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺,否则较易导致桩孔严重偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具扭断或损坏。CGF桩垂直度容许偏差≤1%。
第二,确定打桩顺序,在对CFG桩复合地基施工打桩的方法中,最为主要的方法就是连续打桩和间歇打桩即跳打,对于地表土壤呈现饱和状态时应选择跳打的方法为宜,桩体分布过密时,应该采取由中部向四周逐渐推进的方式展开施工,或者选择有某一边向对应的另一面推进的方式,都是可行的。
第三,保护桩长是指成桩时在桩顶预留一定长度的桩长,基础施工时将其剔掉,保护桩长越长,施工质量越易控制,但浪费越大,一般预留桩长不小于0.5m。用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3-5s,提高桩顶混合料密实度,上部用土封顶,增大混合料表面的高度,即增加自重压力,可提高混合料抵抗周围土挤压的能力。
第四,混合料的配合比、坍落度的控制,施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验,施工时按配合比配制混合料。CFG桩混合料要有良好的可泵性,要求混合料要有适宜的流动性,能够充满整个管道并易于管线内流动。对振动沉管灌注成桩,混全料的搅拌时间不得小于两分钟,混合料的坍落度宜为30-50mm,成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm;对长螺旋钻中心压灌成桩,混合料的坍落度一般以160-200mm为宜,坍落度过小,影响泵送效率甚至发生堵管,坍落度过大,则易产生泌水,离析,泵压作用下,骨料与砂浆分离,同样容易发生堵管。
第五,拔管速率的控制,拔管速率太快易造成桩径偏小或缩颈断桩,拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀,出现桩顶水泥含量少,浮浆过多或混合料产生离析,桩体强度不均匀。对振动沉管灌注成桩,经大量工程实践证明:拔管速率控制在1.2-1.5m/min为宜,如遇淤泥或淤泥质土,拔管速度应适当放慢;对长螺旋钻中心压灌成桩,成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先拔管后泵料,成桩的拔管速率控制在2-3m/min为宜,成桩过程宜连续进行,应避免供料出现问题导致停机待料。
第六,褥垫层的铺设,其主要材料多为粗砂、中砂、级配砂石或碎石,最大粒径一般不大于30mm,不宜选用卵石,由于卵石咬合力差,施工时扰动较大,使褥垫层厚度不容易保证均匀。褥垫层铺设宜采用静力压实法,当基础底面桩间土的含水量较小时,也可采用动力夯实法,夯填度(夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值)不得大于0.9。
三、完工后复合地基施工质量的检验工作
(1)施工质量检验,应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位编差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等。
(2)桩间土的检验,对CFG桩复合地基桩间土的变化可通过如下方法检验:施工后可取土做室内土工试验,检测土的物理力学指标的变化;进行土的原位测试,包括标贯试验、静力触探、侧胀试验等,必要时可做桩间土的静载荷试验。
(3)低应变检测,对施工工龄达到28天的桩按桩基规范数量进行检测,判断桩身完整性。
(4)单桩静载荷试验:成桩28天后按桩基检测规范数量进行单桩静载荷试验,检测单桩承载力及沉降量。
(5)复合地基静载试验:桩体达到设计强度后,随机按检测规范数量抽测做复合地基静载试验,检测复合地基承载力特征值。
本文概述了CFG桩复合地基的基本工作原理,并从复合地基建设的三个阶段,即施工前、施工期间及施工的完工阶段,给出了提高施工质量的具体可行方法,同时对施工质量造成影响的各种因素进行分析,给出了有效的解决方法,提出相应的防治和预防措施,为以后从事CFG桩复合地基建设的技术人员提供理论上的支持和帮助。
参考文献:
[1]石帅,王晓琦.浅谈CFG桩复合地基在建筑工程中的应用[J]城市建设理论研究2014(13)
[2]韩冰.浅谈CFG桩复合地基的加固机理及其应用[J]中国高新技术企业2009(7)
[3]刘斌.CFG桩复合地基施工工艺及质量控制研究[J]城市建设2009(26)
评论 (0)