CFG樁工藝流程

2021-03-04 09:52:47 字數 5025 閱讀 4638

cfg樁即水泥粉煤灰碎石樁,是在碎石樁基礎上加進一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和製成的一種具有一定粘結強度的樁。其施工工藝與普通沉管碎石樁基本相同。

1.工程材料

1.1粉煤灰

粉煤灰是燃煤發電廠排出的一種工業廢料。它是磨至一定細度的粉煤灰在煤粉爐中燃燒(1100~1500oc)後,由收尖器懼的細灰(簡稱乾灰)。其主要化學成分有sio2、al2o3、fe2o3、cao和mgo等,其中粉煤灰的活性決定於各種粒度al2o3和sio2、的含量,cao對粉煤灰的活性也極為有利。

粉煤灰的粒度組成是影響粉煤灰質量的主要指標,一般粉煤灰越細,球形顆粒越多,因而水化及接觸介面增加,容易發揮粉煤灰的活性。

1.2碎石

碎石為不溶於地下水或不受侵蝕影響的硬骨料,一般採用礫石、碎石等,其粒徑為20~50mm,密度為2.7t?m-3,鬆散密度為1.

39t?m-3,含水率0.96%,含泥量不得大於5%。

1.3石屑

摻入一定數量的石屑是填充碎石的孔隙,使其級配良好。石屑宜選用與同一種碎石原料進行加工,摻入的數量應由試驗確定,不能隨意新增。其各項引數如下:

粒徑2.5~10mm,密度2.7t?

m-3,鬆散密度1.47t?m-3,含水率1.

05%,含泥量不得大於5%。

1.4水泥

一般採用425號普通矽酸鹽水泥,質量優良,新鮮無結塊。

2.機具裝置

2.1主要機具

振動打樁機是振動沉管法施工的主要機具。目前國產型號有dz60ks/dz30/dz20/dz60/dz120等,對於地質情況較複雜的地基,功率大的打樁機比功率小的效果好,在一般的砂粘性土地基dz90能滿足孔徑小於80cmcfg樁的施工。

2.2配套裝置

2.2.1吊機的起吊能力應不小於10t,可用起落架代替吊機。

2.2.2電氣控制裝置是施工機械的心臟,控制電流操作台要有250a以上容量的電流錶3塊,500v電壓表3塊。

2.2.3加料可用架子車或小翻斗車完成,按一次不超過0.5立方計算需要運輸工具的數量。

3.施工準備

施工前,應作好以下準備工作:

3.1認真核對施工現場地質情況,防止施工時沉管振動破壞;

3.2按設計要地求布置樁位,繪出布樁平面圖,標出打樁順序和註明樁位編號,具體施工注意事項應詳加說明;

3.3對現場及鄰近的地下管線、地上建築物等應事前進行清理;

3.4搞好現場測量工作,水準控制點及平面控制點應按測規要求引至現場,以控制樁的調程及位置;

3.5完成施工現場「三通一平」工作,保證沉管機械進場。

4.施工方法

cfg樁施工前,一般須進行試驗,以便確定成樁有關技術引數,待引數確定後再行組織施工。

4.1沉管

⑴樁機就位須水平、穩固、調整沉管與地面垂直,確保垂直度偏差不大於1%;

⑵若採用預製鋼筋混凝土樁尖,需埋入地表以下300mm左右;

⑶啟動電動機,開始沉管過程中注意調整樁機的穩定,嚴禁傾斜和錯位;

⑷沉管過程中須作好記錄。激振電流每沉1m記錄一次,對土層變化處應特別說明,直到沉管至設計標高。

4.2投料

⑴在沉管過程中可用料斗進行空中投料。待沉管至設計標高後須盡快投料,直到管內混合料麵與鋼管料口平齊;

⑵如上料量不多,須在拔管過程中進行孔中投料,以保證成樁樁頂標高滿足設計要求;

⑶混合料配比應嚴格按設計檔案規定執行,碎石和石屑含雜質不大於5%;

⑷按設計配比配製混合料,投入攪拌機加水拌和,加水量由混合料坍落度控制,一般坍落度為30~50mm,成樁後樁頂浮漿厚度一般不不超過200mm;

⑸混合料的攪拌須均勻,攪拌時間不得小於1min。

4.3拔管

⑴當混合料加至鋼管投料口平齊後,開動電動機,沉管原地留振10s,然後邊振動邊拔管;

⑵拔管速度按均勻線速控制,一般控制在1.2~1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥質土,拔管速率可適當放慢;

⑶當樁管拔出地面,確認樁符合設計要求後用粒狀材料或溼粘土封頂,然後移機繼續下一根樁施工。

4.4施工順序

連續施打可能造成的缺陷是樁徑被擠扁或縮頸,但很少發生樁完全斷開;跳打一般很少發生已打樁樁徑被擠小或縮頸現象,但土質較硬時,在已打樁中間補打新樁時,已打樁可能被振斷或振裂。

在軟土中,樁距較大可採用隔樁跳打;在飽和的鬆散粉土中施打,如樁距較小,不宜採用隔樁跳打的方案;滿堂布樁,無論樁距大小,均不宜從四周向內推進施工。施打新樁時與已打樁間隔時間不應小於7天。

4.5混合料坍落度

為避免樁頂浮漿過多,混合料坍落度一般為3~5cm。

4.6保護樁長

所謂保護樁長是指成樁時預先設定加長的一段樁長,基礎施工時將其剔掉。

保護樁長越長,樁的施工質量越容易控制,但浪費的料也就越多。

設計樁頂標高離地表距離不大於1.5m時,保護樁長可取50~70cm,上部用粒狀材料封頂直到地表。

4.7樁頭處理

cfg 樁施工完畢待樁體達到一定強度(一般為7天左右),方可進行基槽開挖。在基槽開挖中,如果設計樁頂標高距地面不深(一般不大於1.5m),宜考慮採用人工開挖,不僅可防止對樁體和樁間土產生不良影響,而且經濟可行;如果基槽開挖較較深,開挖面積大,採用人工開挖不經濟,可考慮採用機械和人工聯合開挖,但人工開挖留置厚度一般不宜小於700mm。

4.8褥墊鋪設

為了調整cfg樁和樁間土的共同作用,宜在基礎下鋪設一定厚度的褥墊層,其鋪墊厚度應嚴格按設計規定辦理。其材料多為粗砂、中砂或級配砂石,限制最大粒麼不超過3cm。

施工時先虛鋪,再採用靜力壓實,當樁間土含水量不大時也可夯實。樁間土含水量較高,特別是高靈敏度土,要注意施工擾動對樁間土的影響,以避免產生橡皮土。

5.施工質量控制

5.1施工監測

⑴打樁過程中隨時測量地面是否發生隆起,因為斷樁常常和地表隆起相聯絡;

⑵打新樁時對已打但尚未結硬樁的樁頂進行樁頂位移測量,以估算樁徑的縮小量;

⑶打新樁時對已打並結硬樁的樁頂進行樁頂位移測量,以判斷是否斷樁。一般當樁頂位移超過10mm,需開挖進行查驗。

5.2逐樁靜壓

對重要工程或施工監測發現樁頂上公升量較大且樁數較多時,可對樁進行快速靜壓,將可能斷裂並脫開的樁連線起來。但這一處理方式應根據施工現場實際情況確定或設計檔案有特別規定需做處理。

5.3靜壓振拔技術

靜壓振拔是指沉管時不啟動電動機,借助樁機自重將沉管沉至預定標高,填料後啟動電動機振動拔管。對飽和土採用這一技術對保證施工質量是有益的。

5.4大直徑預製樁尖的採用

在軟土地區,當樁長範圍內樁端有可能落在好的土層上時,可採用比通常用的更大的預製樁尖,樁尖的直徑增大到沉管外徑的1.5~2.0倍,即「大頭樁尖」,其目的是為了獲得更大的端阻力。

6.質量檢驗

cfg樁施工結束後,應間隔一定時間方可進行質量檢驗。一般養護齡期可取28天。

6.1樁間土檢驗

樁間土質量檢驗可用標準貫入、靜力觸探和鑽孔取樣等試驗對樁間土進行處理前後的對比試驗。對砂性土地基可採用標準貫入或動力觸探等方法檢測擠密程度。

6.2單樁和復合地基檢驗

可採用單樁載荷試驗、單樁或多樁復合地基載荷試驗進行處理效果檢驗。檢驗點數量可按處理面積大小取2~4點。

7.常見問題及施工措施

6.1施工中常見問題

6.1.1施工擾動土的強度降低

振動沉管cfg樁施工時,對土體擾動較大,而不同密度的土受到擾動後,承載力變化也不一樣,對密實較高的土,如採用振動沉管成樁工藝,振動使土的結構強度破壞,承載力反而可能下降。

6.1.2縮頸和斷樁

在飽和軟土中沉樁時,樁機的振動力較小,當採用連打作業時,新打樁對已打樁的作用主要表現為擠壓,使得已打樁被擠壓成不規則形狀,影響承載力,嚴重時還會造成縮頸和斷樁。而在上部有較硬土層或中間夾有硬土層的土中成樁,樁機振動較大,會對已打樁產生振動破壞。採用跳打法時,若已打樁硬結強度又不太高,在中間補樁時,已打樁可能被振裂口

6.1.3樁體強度不均勻

樁機捲揚機系統沉管線速度太快時,為控制平均速度,一般採用提公升一級距離,停下留振一段時間,非留振時速度太快可能導致縮樁或斷樁。拔管速度太慢或留振時間過長,都會使樁端水泥含量少,樁頂浮漿過多,混合料也容易產生離析,造成樁身強度不均勻。

6.1.4樁料與土的混合

當採用活瓣樁靴成樁時,可能出現的問題是樁靴開口寬度不夠,混合料下落不充分,造成樁端與土接觸不密實或樁端一段樁徑偏小。若採用反插法施工,如果樁管不垂直,反插時使土體與樁體材料混合,造成樁身摻土等缺陷。

6.2施工措施

施工措施由於振動沉管cfg樁容易出現以上種種缺陷,因此為保證質量,應盡量做到:

6.2.1施工前進行工藝試驗

工藝試驗的目的是考查設計的樁距和沉樁順序能否有效的保證樁身質量。工藝試驗可結合工程樁施工進行,並做如下觀測:

首先,考查新打樁對尚未結硬的已打樁的影響。觀測前應在已打樁的樁頂設定標桿,沉新樁時,測量已打樁的上公升高度,據此推測其直徑的縮小值,直至已打樁完全結硬後,開挖以檢測其質量及樁徑。

其次,考查新打樁對已結硬的已打樁的影響。具體作法是將標桿埋設於尚未結硬的已打樁的樁頂,持樁體結硬後,測量打新樁時已打樁的樁頂位移。

對擠密效果好的土,打樁振動會引起地表下沉,樁頂因為受擠上公升而產生斷樁的可能性不大,如果發現樁頂向上位移過大時,樁可能發生斷開,若上公升超過10mm,則斷樁可能性較小。

6.2.2加強施工監測

施工過程中,如能加強對沉樁的監測,可以使技術人員及時發現施工中的問題。便於施工管理人員進行決策,從而保證工程質量。

施工前,要選擇足夠的有代表性的測點,以測量場地標高,沉管過程中也應隨時測量地面標高是否隆起,防止斷樁口施工過程中,應加強對樁頂標高的觀測,必要時,對樁頂上公升幅度較大或懷疑發生質量事故的樁應開挖探查。

6.2.3逐樁靜壓對重要工程或監測中發現樁頂上公升量較大且樁數量多,樁距小的工程可採用逐個樁,快速靜壓,以消除可能出現的斷樁對地基承載力產生的消極影響。

此技術在沿海一帶應用廣泛,稱為跑樁。

施工時,可在沉管樁樁架上配置適量壓重,一般以樁頂壓力不小於1.2倍單樁設計荷載為宜,當樁身達到一定強度後進行逐樁靜壓,每根樁靜壓時間一般為3min。採取靜壓技術可以將可能發生的斷樁連線起來,使之正常傳力。

6.2.4靜壓振拔技術靜壓振拔是指沉管時不啟動馬達,借助樁機自重將沉管壓至設計標高,填滿混合料後再啟動馬達振動拔管。

這種做法主要適用於飽和軟土中,特別是塑性指數較高的軟土中,它可以避免因振動土體而導致的過大孔隙水壓力對樁體影響,也可以防止土體受到劇烈擾動而使其強度大幅度降低。

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