長螺旋鉆孔壓灌CFG樁復(fù)合地基施工工法

1、長螺旋鉆孔壓灌CFG樁復(fù)合地基施工工法武漢京冶地基基礎(chǔ)工程有限責(zé)任公司鄧勤波王平企業(yè)工法編號:YYG F-07-2005水泥粉煤灰碎石樁(Cement Fly-ash G ravel pile簡稱CFG樁,CFG樁復(fù)合地基成套技術(shù)是中國建筑科學(xué)研究院地基所20世紀(jì)80年代末開發(fā)的一項新的地基加固技術(shù),具有國際領(lǐng)先水平,1994年被建設(shè)部、國家科委列為國家級全國重點推廣項目。為進一步推廣CFG樁地基加固技術(shù)的應(yīng)用,在結(jié)合以往施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,特編制本施工工法。1特點1.施工時低噪音,無泥漿污染。2.施工時不產(chǎn)生振動,避免擾動已施工的樁和對臨近建筑物產(chǎn)生不良影響。3.成孔穿透能力強,可穿透硬土層,

2、如砂層、圓礫層和粒徑不大于60mm的卵石層。4.可發(fā)揮樁身全長的摩擦阻力作用、具有很好的端承作用及置換作用,還能充分發(fā)揮樁間土的承載能力,地基承載力提高幅度大。 5.施工效率高,質(zhì)量容易控制,工程造價低廉。2適用范圍1.可以設(shè)計樁長幾米到28m,樁徑300800mm,可調(diào)性強。2.可適用于條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ),也可用于筏基和箱形基礎(chǔ)的地基加固。3.可適用于天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值f k>50kPa的飽和及非飽和粘性土、粉土、砂土和填土地基的地基加固。4.可適用于對噪音、振動和泥漿污染要求嚴(yán)格的場地的地基加固。3工藝原理復(fù)合地基是在天然地基中設(shè)置一定比例的增強體,并由原土和增強體共同承擔(dān)由基礎(chǔ)傳

3、來的建筑物荷載。CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁,和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。長螺旋鉆孔壓灌CFG樁采用長螺旋鉆機鉆進成孔,并由混凝土輸送泵通過中空鉆桿泵送混合料,同步帶壓提鉆而成樁。該工藝復(fù)合地基承載力由樁身摩擦阻力、端承力、樁間土的承載力及置換作用組成,從而使地基承載力得以大幅度提高。4工藝流程及要點1.長螺旋鉆孔壓灌CFG樁復(fù)合地基施工工藝流程: 2.長螺旋鉆孔壓灌CFG樁施工工藝流程: 4.1鉆機定位鉆機施工場地必須平整,鉆機就位必須水平、穩(wěn)固,液壓支腿要落在可靠處;加裝導(dǎo)向圈固定鉆具,調(diào)整鉆機立柱的垂直度,確保垂直度誤差1%;定位后應(yīng)進行預(yù)檢,

4、鉆頭與樁點偏移不得大于20mm。4.2鉆進成孔(1開始鉆進前應(yīng)使出料口單向閥密封嚴(yán)實,在鉆進過程中不致張開,防止鉆進地下水位以下的砂類土?xí)r鉆桿內(nèi)進水,且在開始壓灌混合料時能通過壓力打開。(2鉆頭剛接觸地面時,下鉆速度應(yīng)慢。(3在鉆進過程中,應(yīng)根據(jù)地層變化和動力頭工作電流顯示的結(jié)果,及時對鉆壓、轉(zhuǎn)速和鉆進速度進行合理調(diào)整,正常鉆進電流值一般為100A左右,不能超過140A的額定電流;如遇土層抱鉆桿或電流過大時,應(yīng)迅速剎住主卷揚進行空鉆,待電流值降到額定范圍或葉片上的土塊甩出正常后方可繼續(xù)鉆進。對飽和粘性土層可采取慢速高扭矩方式鉆孔;在硬土層中鉆孔,可適當(dāng)往孔中加水。(4鉆進過程中可采用間歇式鉆進

5、方法,即:鉆進空鉆鉆進,以利于被切割的巖土及時排出地面。鉆進過程中不宜反轉(zhuǎn)或提升鉆桿。如遇卡鉆、鉆機搖晃、偏斜或發(fā)出異常聲響時,應(yīng)立即停鉆,查明原因,并采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)作業(yè)。鉆進過程中及時調(diào)整鉆桿垂直度防止鉆桿傾斜太大造成蹩鉆。(5鉆至設(shè)計深度后,應(yīng)空鉆30s60s,待電流穩(wěn)定后停鉆,并向后臺發(fā)出泵送混合料信號,作好泵送準(zhǔn)備。(6鉆孔產(chǎn)生的土方及時清理外運,以免占用施工場地,影響下道工序施工。4.3混凝土(混合料攪拌(1根據(jù)樁身混凝土的設(shè)計強度等級,通過試驗確定混凝土配合比,坍落度宜為140mm180mm,粉煤灰摻量應(yīng)為6080kg/m3。(2混凝土攪拌嚴(yán)格按配合比計量上料,每盤攪拌時間

6、不少于90s,清除粗骨料中的大塊石,質(zhì)檢員應(yīng)經(jīng)常進行抽檢,以確?；炷恋暮鸵仔浴⑽鏊院吞涠葷M足施工質(zhì)量要求,按要求制作混凝土試塊,并編號、記錄、養(yǎng)護和送檢。(3所有材料必須經(jīng)檢驗合格方可使用。4.4壓灌混凝土(混合料(1混凝土泵應(yīng)根據(jù)樁徑選型,安放位置應(yīng)與鉆機的施工順序相配合;泵管布置應(yīng)盡量減少彎道,盡可能保持水平,長距離泵送時泵管下面應(yīng)墊實,泵與鉆機距離不宜超過60m。泵管和高強柔性管必須用卡環(huán)連接牢靠,保持管道暢通,卡環(huán)更換后必須清洗干凈并做好防銹處理。(2混凝土的泵送應(yīng)連續(xù)進行,當(dāng)鉆機移位時,混凝土泵料斗內(nèi)的混凝土應(yīng)連續(xù)攪拌,泵送混凝土?xí)r,料斗內(nèi)混凝土的高度不得低于400mm,以防吸

7、進空氣造成堵塞。(3開始壓灌混凝土?xí)r宜先將鉆桿提升300mm500mm,且灌注首次混凝土?xí)r應(yīng)停頓10s20s加壓,再緩慢提升鉆桿。提鉆速度應(yīng)根據(jù)土層情況確定,且應(yīng)與混凝土泵送量相匹配,保證管內(nèi)有一定高度的混凝土;泵送混凝土過程中,混凝土泵工作壓力值為3.0M pa4.0M pa。(4當(dāng)氣溫高于30時,宜在輸送泵管上覆蓋隔熱材料如麻袋、草袋,每隔一段時間灑水濕潤,以防管內(nèi)混凝土失水離析,造成堵塞泵管。冬季施工輸送管和彎頭做防凍保護,混合料入孔溫度不低于5。(5泵送混凝土過程中,遇到輸送管道堵塞時必須立即停止泵送,并進行泵送的逆操作,直到采取措施清除堵塞后方可繼續(xù)泵送;若鉆頭、鉆桿堵塞時,必須立即

8、停止泵送,并進行泵送的逆操作,并將鉆桿拔出地面,清除堵塞后重新對準(zhǔn)原樁位鉆至設(shè)計深度,再重新泵送混凝土。(6若非連續(xù)施工,應(yīng)分別用水和砂漿濕潤潤滑料斗、分配閥及輸送管道,保證管道暢通,以防泵送混凝土?xí)r發(fā)生堵塞現(xiàn)象。遇到設(shè)備出現(xiàn)故障不能正常施工時,為避免泵送混凝土因長時間停滯造成堵管,必須每隔15min20min按以下程序進行一次:泵送泵送的逆操作泵送泵送的逆操作。(7壓灌樁的充盈系數(shù)應(yīng)不小于1.2。樁身混凝土超灌高度不宜小于600mm。鉆機前臺指揮員必須時刻指揮和監(jiān)控鉆桿的提升速度,與輸送泵操作工相互注意對方傳遞的信號,確定泵送、停泵、提鉆和停止提鉆的時機,保證泵送混凝土量和鉆桿提升速度同步,

9、并控制樁頂標(biāo)高和超灌量。4.5開槽及樁頭處理(1開槽:長螺旋壓灌砼樁施工完畢,待樁體達到一定強度(37天,可進行開槽。對基槽開挖,如果設(shè)計樁頂標(biāo)高離地表不深(一般不大于1.5m宜考慮采用人工開挖,不僅可防止對樁體和樁間土產(chǎn)生不良影響,還可防止對設(shè)計樁頂標(biāo)高以下的樁體產(chǎn)生損害,而且比較經(jīng)濟。如果基坑較深或開挖面積大,采用人工開挖效率太低,可采用機械和人工聯(lián)合開挖,并盡量采用小型機械,不可對設(shè)計樁頂標(biāo)高以下的樁體產(chǎn)生損害,對中、高靈敏性土應(yīng)盡量避免擾動樁間土,必須留置足夠的人工開挖厚度,留置厚度與樁體強度和土質(zhì)條件有關(guān),一般不宜小于700mm。(2樁頭處理:基槽開挖后,設(shè)計樁頂標(biāo)高以上部分樁頭需要

10、鑿除。鑿除樁頭宜采用小鑿沿樁周邊對稱截樁,或在同一水平面按同一角度對稱放置鋼釬用大錘同時擊打截樁,最好采用截樁機截樁;不可用重錘等直接敲擊樁頭,也不可采用推倒樁頭等容易造成對樁體產(chǎn)生破壞的方法處理樁頭。4.6鋪設(shè)褥墊層褥墊層起到調(diào)整樁土垂直、水平荷載分擔(dān)比和減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中等重要作用,褥墊層是由粗砂、中砂、級配砂石或碎石等粒狀材料組成的散體墊層。碎石粒徑宜為830mm,但不宜選用卵石。褥墊層厚度H一般為150300mm,當(dāng)樁徑大或樁距大時宜靠近上限部分取值,施工時先按設(shè)計虛鋪厚度h虛鋪(h=H/,夯填度一般取0.870.90,再均勻壓實至設(shè)計厚度。壓實一般采用靜力壓實法(當(dāng)基礎(chǔ)底面下樁間

11、土的含水量較小時也可采用動力夯實法,施工時多采用平板振搗器,對較干的砂石材料虛鋪后可適當(dāng)灑水再行碾壓或夯實。基礎(chǔ)周邊的褥墊層鋪設(shè)寬度要求比基礎(chǔ)寬度大H以上,褥墊層周邊的原狀約束土為高強度的粘性土?xí)r褥墊層可與素混凝土墊層同寬。基坑頂面周邊需要采用低標(biāo)號砂漿砌體進行砌筑支擋后再鋪設(shè)褥墊層?；有泵嫔系娜靿|層鋪設(shè)可采用以下方法:(1當(dāng)坑底面以上為粘性土層且基坑深度不大于1.5m時,可將基坑斜面設(shè)計為垂直的,垂直面避開CFG 樁位。(2當(dāng)基坑較深時可將斜面改為臺階型,CFG樁位于臺階的踏面中間,臺階邊緣采用低標(biāo)號砂漿砌體進行砌筑支擋后再鋪設(shè)褥墊層。(3將斜面上的CFG樁頭鑿平,在樁頭上先用低標(biāo)號砂漿5

12、0mm80mm厚找平再用與墊層同標(biāo)號的素混凝土填充成斜面。5材料所用材料均應(yīng)符合設(shè)計和規(guī)范要求。1.水泥:應(yīng)當(dāng)具有良好的保水性能,使混合料在泵送過程中不易泌水,一般選用P.O32.5水泥。2.粉煤灰:級以上。3.碎石:粒徑為525mm的碎(卵石。4.砂:中粗黃砂或石屑。5.泵送劑:必要時可按規(guī)定摻入。6主要機具設(shè)備1.長螺旋鉆機:一般為液壓步履式鉆機,根據(jù)工程地質(zhì)條件,選擇合適的鉆機動力頭和鉆頭,彎頭的曲率合理,鉆頭單向閥應(yīng)設(shè)計合理、密封嚴(yán)不透水,配有與設(shè)計樁長樁徑相匹配的鉆桿。2.混凝土輸送泵:按施工泵送要求可配備H BT30A、H BT40、H BT50或H BT60等型號,配有足夠長的高

13、強柔性管和泵管及卡環(huán)。3.混凝土攪拌機:每臺套機組應(yīng)配備2臺0.5m3強制式攪拌機。7勞動組織1.項目經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)人、安全員和測量員各1人,施工員和質(zhì)檢員各2人。2.工人每班宜配備:每臺套機組(長螺旋鉆機和混凝土輸送泵各1臺、2臺0.5m3攪拌機需鉆工2人、前臺4人、后臺16人、電工1人、修理工1人、輔工2人。鉆孔土方采用人工清運則另行安排,若采用機械清運則安排相應(yīng)的小型機械。8質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)表1長螺旋鉆孔壓灌CFG樁復(fù)合地基質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法主控項目1原材料按設(shè)計要求查產(chǎn)品合格證或抽樣送檢2樁徑-20mm(個別斷面用鋼尺量或計算填料量3樁身強度按設(shè)計要求查28d

14、試塊強度4地基承載力按設(shè)計要求復(fù)合地基荷載試驗一般項目1樁身完整性按樁基檢測技術(shù)規(guī)范低應(yīng)變試驗,抽取不少于10%的樁2樁位偏差滿堂布樁0.40D條基布樁0.25D用鋼尺量,D為樁徑3樁垂直度1%用經(jīng)緯儀測鉆桿或樁管4樁長+100mm測鉆桿或樁管長度或垂球測孔深5褥墊層夯填度0.9用鋼尺量注:1、褥墊層夯填度指夯實后的褥墊層厚度與虛體厚度的比值;2、長螺旋鉆孔壓灌樁作為樁基時按現(xiàn)行樁基規(guī)范檢查質(zhì)量。施工時應(yīng)及時做好施工記錄,控制好混合料坍落度、樁位偏差、提拔鉆桿速度、褥墊層厚度、夯填度,及時做好樁體試塊,避免擾動樁間土等。9安全措施1.特殊工種操作人員必須持證上崗,嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,不得擅離工作

15、崗位。2.施工所用的安全防護用品、用具齊全有效;機械、工具符合安全要求。施工人員按規(guī)定著裝和使用防護用品、用具。工作人員進入工地必須“三穿一戴”。3.樁機移位時應(yīng)有專人指揮、專人移動電源線,以防碰壓,支腳下松軟時應(yīng)用枕木鋪墊。樁機移動、回轉(zhuǎn)時嚴(yán)禁用上、下盤頂土或排除障礙物。起落立架應(yīng)有專人指揮與操作,支腳與下盤應(yīng)同時落地,前支腳伸于前方,立架斜撐下嚴(yán)禁站人。4.加強設(shè)備的運行維護管理,機械操作工必須每天對設(shè)備進行日常維護保養(yǎng),認(rèn)真填寫機械狀況記錄。發(fā)現(xiàn)問題及時處理,防止事故隱患,保證安全生產(chǎn)。5.2米以上高空作業(yè)時必須系安全帶、穿防滑軟底鞋;患有高血壓、恐高癥、心臟病等高處不適癥者,或工作人員

16、患感冒等病時嚴(yán)禁上機架作業(yè)。6.在暴風(fēng)雨、大雪、雷雨天氣應(yīng)停止施工;六級以上大風(fēng)時,應(yīng)加纜繩保護鉆機機架?；炷帘帽霉芎透邚娙嵝怨鼙仨氝B接固定牢靠。10效益分析本工法施工效率高、質(zhì)量容易控制、工程造價低廉。由于樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰,可以節(jié)約水泥用量12%15%,不需要使用鋼材,本工法還能充分發(fā)揮樁間土的承載能力,樁間土可承擔(dān)總荷載的25%60%,其工程造價一般為樁基的40%50%,經(jīng)濟效益與社會效益顯著。11工程實例我公司自2000年以來應(yīng)用本工法先后在30多項工程中,施工樁20000余根,取得了良好的經(jīng)濟效益與社會效益。武漢石化外油線改造工程8萬m3大型儲油罐,罐體直徑70m,有效載荷