堆砂預壓固結

2022-11-29 17:42:03 字數 4916 閱讀 5978

樁復合地基

4.1 cfg樁施工技術發展簡況

目前cfg樁復合地基技術在國內許多省市應用,據不完全統計,應用這一技術的有:北京、天津、江蘇、浙江、河北、河南、山西、山東、陝西、安徽、湖北、廣西、廣東、福建、遼寧、黑龍江等23多個省市、直轄市、自治區。

就工程型別而言,有工業與民用建築,也有高聳構築物,有多層建築;結構形式有磚混結構,框架結構,剪力牆結構,也有外框內筒結構;基礎形式有條形基礎,獨立基礎,也有箱基和筏基。

cfg樁復合地基於2023年提出並且用於工程實踐。大量工程實踐表明,cfg樁復合地基設計,就承載力而言不會有太大問題,可能出問題的是cfg樁施工。振動成管cfg樁施工工藝屬於擠土成樁工藝,適用於粘性土,粉土,素填土,軟土地基應通過現場試驗確定其適用性。

它具有施工操作簡便,施工費用較低,對樁間土的擠密效果顯著等優點。長螺旋鑽孔管內幫浦壓cfg樁施工工藝適用於粘性土,粉土,砂土,粒徑不大於60mm厚度不大於5m的卵石層。

除上述兩種常用的cfg樁施工工藝外,cfg樁施工還可根據土質情況、裝置條件採用以下工藝:

(1)長螺旋鑽孔灌注成樁。適用於地下水以上,提鑽不塌孔的土層條件。

(2)人工或機械洛陽鏟成孔灌注成樁。適用於處理深度不大,地下水位以上的粘性土、粉土、填土地基。

(3)泥漿護壁鑽孔灌注成樁。對遇有較厚卵石,砂和孔隙比小液性指數低的粘土層及飽和軟土,樁端持力層具有水頭較高的承壓水或對噪音汙染要求嚴格的場地,不宜採用上述事故工藝時,可採用此工藝。

總之,施工選用何種施工工藝和裝置要考慮場地土質,地下水位,施工現場周邊環境以及當地施工裝置等具體情況綜合分析確定。

4.2 長螺旋鑽孔內幫浦壓cfg樁施工工藝

4.2.1 施工準備

4.2.1.1 施工裝置

裝置包括長螺旋鑽機、混凝土幫浦和強制式混凝土攪拌機。

4.2.2.2 施工程式

4.2.2.3 材料

cfg樁原材料包括砂、石、水泥、粉煤灰和外加劑,可根據需要採用商品混凝土或現場攪拌。當採用現場攪拌,在進場前確定原材料的種類、品質,並將原材料送至實驗室進行化驗和做混合料配合比試驗。

(1)水泥:施工中多用袋裝普通矽酸鹽水泥;

(2)卵石或碎石:粒徑多採用8~25mm;

(3)砂:採用粗砂、中砂或細沙,含泥量小於5%;

(4)粉煤灰:多用袋裝二級、**粉煤灰;

(5)幫浦送劑。

4.2.2.4 施工現場

施工前場地的降水、開挖、水電等需滿足cfg樁施工要求,具體如下:

cfg樁施工要求地下水位應降至基底標高下0.5m~1.0m,確定降水深度還應考慮電梯井、集水坑等的深度。

基坑開挖深度應根據基底設計標高和保護土層厚度來確定。開挖時,要求工作面平整,嚴禁超挖。而開挖範圍需考慮cfg工作面確定取決於機身尺寸和工作特性。

為方面施工機械進出坑底作業面,需在基坑適當位置開挖一坡道。坡道寬度、彎度和坡度需保證施工機械順利進出基坑。坡道表面需做適當硬化處理。

通往坡道、料場的道路及料場的表面應適當做硬化處理。混合料攪拌的用水量要足夠,所用的水對cfg樁混合料沒有侵蝕性。施工用電根據施工工藝所採用的的裝置用電的總容量確定。

4.2.2.5 施工資料

施工前應準備下列資料:

(1)工程地質勘察報告

(2)建築物場地鄰邊的高壓電纜、地下管線、地下障礙物及構築物等調查資料。

(3)地基處理方案

(4)施工組織方案

(5)cfg樁復合地基施工圖

(6)施工中各種記錄、報審、報驗**。

4.2.2 cfg樁施工

(1)鑽機就位

cfg樁施工時,鑽機就位後,應用鑽機塔身的前後和左右垂直標桿檢查塔身導桿,校正位置,使鑽桿垂直對準樁位中心,確保cfg樁垂直容許度偏差。

(2)混合料攪拌

混合料攪拌要求按配合比進行配料,計量要求準確,拌合時間不得少於1min。混合料加水量和坍落度(設計要求長螺旋鑽管內幫浦壓混合料法施工時,坍落度控制在16~20cm)根據採用的施工方法按工藝試驗確定並經監理工程師批准的引數進行控制。在幫浦送前混凝土幫浦料斗應備好熟料。

(3)鑽進成孔

鑽孔開始時,關閉鑽頭閥門,向下移動鑽桿至鑽頭觸及地面時,啟動馬達鑽進。一般應先慢後快,這樣既能減少鑽桿搖晃,又容易檢查鑽孔的偏差,以便及時糾正。在成孔過程中,如發現鑽桿搖晃或難鑽時,應放慢進尺,否則較易導致樁孔偏斜、位移,甚至使鑽桿、鑽具損壞。

當鑽頭到達設計樁長預定標高時,在動力頭底面停留位置相應的鑽機塔身處作醒目標記,作為施工時控制孔深的依據。當動力頭底面達到標記處樁長即滿足設計要求。施工時還需考慮施工工作面的標高差異,作相應增減。

(4)灌注及拔管

cfg樁成孔到設計標高後,停止鑽進,開始幫浦送混合料,當鑽桿心充滿混合料後開始拔管,嚴禁先提管後幫浦料。成樁的提拔速度宜控制在2~3m/min,成樁過程宜連續進行,應避免因後台供料慢而導致停機待料。灌注成樁完成後,樁頂採用溼黏土封頂,進行保護。

施工中每根樁的投料量不得少於設計灌注量。

(5)移機

當上一根樁施工完畢後,鑽機移位,進行下一根樁的施工。施工時由於cfg樁的土較多,經常將臨近的樁位覆蓋,有時還會因鑽機支撐時支撐腳壓在樁位旁使原標定的樁位發生移動。因此,下一根樁施工時,還應根據軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行複核,保證樁位準確。

4.2.3 cfg樁施工常見問題及質量控制措施

4.2.3.1 堵管

堵管是長螺旋鑽孔管內幫浦壓cfg樁成樁工藝常遇到的問題之一。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。

產生堵管有如下幾種原因:

(1)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的範圍內,坍落度應控制在160mm~200mm之間。

(2)混合料攪拌樁質量有缺陷

在cfg樁施工中,混合料由混凝土幫浦通過剛性管、高強柔性管、彎頭最後到達鑽桿芯管內。混合料在管線內借助水和水泥砂漿潤滑層與管壁分離後通過管線。坍落度太大的混合料,易產生泌水、離析,幫浦壓作用下,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)裝置缺陷

彎頭曲率半徑不合理也能造成堵管。彎頭與鑽桿不能垂直連線,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。

(4)冬施措施不當

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,有時會採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)施工操作不當

鑽孔進入土層預定標高後,開始幫浦送混合料,管內空氣從排氣閥排出,待鑽桿內管及輸送軟、硬管內混合料連續時提鑽。若提鑽時間較晚,在幫浦送壓力下鑽頭處的水泥漿液被擠出,容易造成管路堵塞。

4.2.3.2 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1號樁後,在施工相鄰的2樁時,隨著鑽桿鑽進,發現已打完尚未結硬的1號樁的樁頂突然下落,有時甚至達2m以上,當2號樁幫浦入混合料時,能使1號樁的樁頂開始回公升,幫浦入2號樁的混合料足夠多時,1號樁樁頂恢復到原標高,此種現象稱為竄孔。

發生竄孔的條件有如下三條:

(1)被加固土層中有鬆散飽和粉土、粉細砂;

(2)鑽桿鑽進過程中葉片剪下作用對土體產生擾動;

(3)土體受剪下擾動能量的積累,足以使土體發生液化。

由於竄孔對成樁質量的影響,工程中常採用如下的方法防止竄孔:

(1)採取隔樁、隔排跳打方法;

(2)設計人員根據工程實際情況,採用樁距較大的設計方案,避免打樁的剪下擾動;

(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)合理提高鑽頭鑽進速度。

4.2.3.3 鑽頭閥門打不開

施工過程中,發現有時鑽孔到預定標高後,幫浦送混合料提鑽時鑽頭閥門打不開,無法形成灌注樁。對於這一問題,採用下開式鑽頭或調整樁長令樁端穿過砂土,進入粘性土層,可避免這一情況發生。

4.2.3.4 樁體上部存氣

截樁頭時,發現個別樁在樁頂部中心部位存在直徑的空心。主要是施工過程中,排氣閥不能正常工作所致。

為杜絕樁體存氣,必須保證排氣閥正常工作。施工時要經常檢查排氣閥是否發生堵塞,若發生堵塞必須及時採取措施加以清洗。

4.2.3.5 先提鑽後幫浦料

有些施工單位在施工時,當樁端達到設計標高後,為了便於開啟閥門,幫浦送混凝料前將鑽桿提公升30cm,這種操作存在下列問題:

(1)有可能使鑽頭上的土掉進樁孔內。

(2)當樁端為飽和的砂卵石層時,提拔30cm易使水迅速充填該空間,幫浦送混合料後,混合料不足以使水立即全部排走,這樣樁端處的混合料可能存在漿液與骨料分開現象。

以上兩種情況,均會影響cfg樁的樁端承載力的發揮。因此,必須嚴格按規範和施工組織設計施工。

4.3 清土及cfg樁樁頭處理

4.3.1 清土

對長螺旋鑽孔管內幫浦壓cfg樁施工工藝來說,清土包括cfg樁樁身棄土清運和保護土層清運兩部分。在cfg樁正常施工中,由於cfg樁是非擠土樁,其排出的土量取決於樁長和樁間距。在施工中及時清運打樁棄土是保證cfg樁正常施工的乙個重要環節,它可以減少施工中找樁位和裝置就位的時間,提高工作效率。

4.3.2 樁頭處理

樁頭處後乙個工序,將樁頂設計標高以上樁頭截斷。截樁具體方法如下:

(1)找出樁頂標高位置,在同一水平面按同一角度對稱放置兩個或四個鋼釺,用大錘同時擊打,將樁頭截斷。嚴禁用鋼釺向斜下方方向擊打或用乙個鋼釺單向擊打樁身或雖雙向擊打但不同時,以致樁頭受一定的彎矩造成樁身斷裂。

(2)樁頭截斷後,用鋼釺、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設計標高(樁頂標高允許偏差)。

(3)如果在基槽開挖和剔除樁頭時造成樁體斷至設計標高以下,必須採取補救措施。

4.4 褥墊層鋪設及質量控制

樁間土保護土層和cfg樁樁頭清除至樁頂設計標高,cfg樁復合地基檢驗完畢並且滿足設計要求後,可進行褥墊層鋪設施工。

4.4.1褥墊層鋪設

4.4.2 電梯井、集水坑褥墊層鋪設

4.5 施工質量控制

4.6 質量檢驗

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