長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌超流態(tài)砼成樁工藝

長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌超流態(tài)砼成樁簡(jiǎn)介一、長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌施工方法簡(jiǎn)介CFG樁復(fù)合地基實(shí)際上是在碎石樁復(fù)合地基的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種地基加固方法。是比純粹的碎石樁復(fù)合地基更具有樁基礎(chǔ)特性的一種地基加固技術(shù)。隨著碎石樁復(fù)合地基的施工機(jī)械和成樁工藝的日益成熟和完善，為增加樁自身的剛度和使樁體承擔(dān)更大的設(shè)計(jì)荷載，在原樁體材料的碎石中摻入適量的水泥，便使樁身形成低標(biāo)號(hào)砼；而為增加砼的和易性和提高砼的密實(shí)度和節(jié)約水泥，在低標(biāo)號(hào)砼中加入適量的粉煤灰，最終形成了現(xiàn)在的水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基——CFG樁復(fù)合地基。CFG樁復(fù)合地基實(shí)際是在碎石(卵石、礫石)石屑(粗砂、中砂)、粉煤灰，摻入適量的水泥和水，用各種成樁機(jī)具制成的具有可變粘結(jié)強(qiáng)度、可變樁徑的復(fù)合地基。通過(guò)調(diào)整水泥摻量和配比，可使樁體強(qiáng)度等級(jí)在Ｃ5—Ｃ30之間變化，樁體中的粗骨料為碎石、石屑等中等粒徑骨料可使級(jí)配良好，粉煤灰是一種活性摻料，具有細(xì)骨料及節(jié)約水泥的作用。二、CFG樁復(fù)合地基的技術(shù)特征1、應(yīng)用范圍CFG樁適用于處理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥質(zhì)土等地基，具有承載力高、調(diào)整幅度大、沉降變形小、沉降穩(wěn)定較快等特點(diǎn)。CFG樁復(fù)合地基受力性能亦剛亦柔。對(duì)樁而言，是介于剛性樁與柔性樁之間的樁型。在外載作用下，大部分荷載由樁承受，樁周摩阻力得到充分發(fā)揮，端阻力隨著荷載作用的時(shí)間及樁側(cè)阻力發(fā)揮的程度而逐漸增高。同時(shí)，樁頂褥墊層則發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，使樁間土與樁身進(jìn)入共同工作狀態(tài)，逐漸形成復(fù)合地基。復(fù)合地基的承載力大小取決于樁徑、樁長(zhǎng)、樁距、持力層土質(zhì)及褥墊層厚度等因素。另外，CFG樁不配置受力鋼筋，有時(shí)僅配置構(gòu)造鋼筋。樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰和石屑作為摻和料，降低了工程造價(jià)。2、單樁承載力該種樁的施工工藝決定了其具有較高的單樁承載力。（一）提高承載力的原因：①不用泥漿的干鉆法，避免了泥漿降低土的摩阻力。②長(zhǎng)螺旋鉆孔時(shí)形成“土樁”在回轉(zhuǎn)離心力和輸土擠密作用下把部分土擠向鉆孔壁，擠密了樁間土，提高原土的摩阻值。③砼從鉆頭尖泵出決定了這種樁無(wú)柱底沉碴，從而提高樁底土的極限端阻。④砼泵入時(shí)因孔內(nèi)高壓使砼充盈好，易形成擴(kuò)徑樁。⑤因?yàn)轫诺倪B續(xù)礦壓力泵送，樁身完整性好，不會(huì)出現(xiàn)縮徑樁，露筋樁。⑥由于鉆機(jī)扭矩大，可在短時(shí)間內(nèi)鉆入強(qiáng)風(fēng)化巖，而且把巖屑擠密提出孔外，巖石不軟化，樁底無(wú)沉碴，樁端承載力提高幅度大。（二）、承載力提高幅度：以常用的水下鉆孔樁和沉管灌注樁作比較，僅從鉆孔工藝方面分析，單樁摩阻比沉管樁提高20%～30%，端阻比鉆孔樁提高100%～150%。以下摘錄《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》表5.2.8.1和5.2.8.2中粉土、中砂、礫砂、三層土列表比較。比較內(nèi)容土層極限側(cè)阻標(biāo)準(zhǔn)值（KPa）10m內(nèi)樁極限端阻標(biāo)準(zhǔn)值（KPa）沉管灌注樁壓灌砼樁水下鉆孔樁壓灌砼樁粉土32～5040～60650～9001400～1900中砂42～5850～701300～14002800～3000礫砂92～110110～1301500～25003200～5300再考慮壓灌砼的影響，與普通鉆孔灌注樁比較，該種樁單樁承載力同等條件下可提高30～50%。（三）、長(zhǎng)螺放鉆孔壓灌超流態(tài)砼樁的經(jīng)優(yōu)勢(shì)①單樁承載力提高30～50%，樁身砼量至少減少30～50%。②由于單樁承載力提高，同樣密度樁徑可以變少，這樣可以縮小樁連梁及承臺(tái)尺寸，減少基礎(chǔ)鋼筋砼量。③無(wú)泥漿污染，為業(yè)主單位節(jié)約處理泥漿的一切費(fèi)用。④成樁速度快，帶來(lái)巨大的工期效益。⑤樁身質(zhì)量好，合格率高，有很大的質(zhì)量效益。3、工程特性CFG樁復(fù)合地基的工程特性如下：①CFG樁復(fù)合地基承載力提高較大，而且可調(diào)性強(qiáng)。CFG樁長(zhǎng)可以從幾米到20多米，可全樁發(fā)揮樁的側(cè)阻力，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比可在40%～70%之間變化，使得復(fù)合地基承載力具有很大可調(diào)性。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可通過(guò)改變CFG樁的樁長(zhǎng)、樁距等來(lái)達(dá)到不同的復(fù)合地基承載力；②碎石樁復(fù)合地基，處理后承載力提高系數(shù)一般在1.2～1.6之間，而在同樣的地質(zhì)條件下，CFG樁復(fù)合地基的承載力提高系數(shù)可以高達(dá)2倍以上。特別是天然地基承載力較低，而設(shè)計(jì)要求的承載力較高，用柔性樁復(fù)合地基一般難以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，CFG樁復(fù)合地基則比較容易實(shí)現(xiàn)；③CFG樁復(fù)合地基具有剛?cè)嵯酀?jì)的受力特征，對(duì)柔性樁，它們主要是通過(guò)有限的樁長(zhǎng)(6～10d)傳遞垂直荷載，當(dāng)樁長(zhǎng)大于某一數(shù)值后，樁傳遞荷載的作用已顯著減小。而CFG樁則像剛性樁一樣，可全樁長(zhǎng)發(fā)揮側(cè)阻，樁落在好的土層上還具有明顯的端承作用。這樣就可以通過(guò)增加樁長(zhǎng)或改變樁端持力層的方式，使其進(jìn)入較堅(jiān)硬的土層來(lái)提高CFG樁復(fù)合地基的承載力，以滿(mǎn)足不同的設(shè)計(jì)要求；④CFG樁同其它剛性樁一樣，具有樁體的剛度及變形模量遠(yuǎn)大于樁間土的共同特點(diǎn)。通過(guò)何種構(gòu)造措施來(lái)有效地、可靠地協(xié)調(diào)兩者的變形，是確保CFG樁土共同工作能否在荷載作用下形成復(fù)合地基的關(guān)鍵。因此，通常情況下，在樁頂和基底間設(shè)置褥墊層，有效地調(diào)節(jié)了樁與樁間土在荷載作用下的變形。從而確保樁與樁間土的共同工作。這充分顯示出CFG樁復(fù)合地基的柔性樁特征。另外，CFG樁由于采用長(zhǎng)螺旋鉆施工成樁工藝，因此，樁基礎(chǔ)施工時(shí)，以樁尖到巖面或最大樁長(zhǎng)為控制標(biāo)準(zhǔn)。這樣就避免了斷樁問(wèn)題。同時(shí)，由于采用復(fù)合地基的設(shè)計(jì)理論，樁端的應(yīng)力通常不大，因此，一般情況下不需對(duì)溶洞進(jìn)行處理，只要對(duì)土洞進(jìn)行處理即可。三、長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌施工工藝施工準(zhǔn)備定位放線(xiàn)鉆機(jī)成孔制備樁料壓灌成樁轉(zhuǎn)移鉆機(jī)樁體養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢驗(yàn)1)施工準(zhǔn)備施工前機(jī)械設(shè)備、材料進(jìn)場(chǎng)；有關(guān)施工人員到崗；由技術(shù)人員、安全員組織進(jìn)行技術(shù)與安全交底，使施工作業(yè)人員明確設(shè)計(jì)與施工要求，增強(qiáng)安全生產(chǎn)意識(shí)；并由技術(shù)人員安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)質(zhì)檢與記錄工作。2)施工設(shè)備：長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行安裝及調(diào)試工作，確保成孔鉆機(jī)行走平穩(wěn)，運(yùn)轉(zhuǎn)正常。在鉆機(jī)支架立柱上根據(jù)深度要求標(biāo)注控制尺寸標(biāo)記。3)施工參數(shù)與試成樁：施工人員要明確鉆孔壓灌樁的樁徑、有效樁長(zhǎng)、樁體強(qiáng)度、樁頂標(biāo)高等設(shè)計(jì)控制參數(shù)。4)定位放線(xiàn)以甲方提供的軸線(xiàn)為基準(zhǔn)，由工程技術(shù)人員從軸線(xiàn)控制點(diǎn)引放樁位點(diǎn)，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)線(xiàn)合格后，才能施工。5)成孔鉆機(jī)就位后應(yīng)調(diào)整平穩(wěn)，施工作業(yè)人員應(yīng)從鉆機(jī)正面與側(cè)面兩個(gè)相互垂直方向，采用吊錐線(xiàn)或利用鉆機(jī)平臺(tái)用水平尺進(jìn)行垂直檢查，及時(shí)調(diào)整鉆機(jī)位置，保證鉆具垂直，并將鉆頭錐尖對(duì)準(zhǔn)樁位中心點(diǎn)。同時(shí)檢查鉆頭兩側(cè)閥門(mén)應(yīng)開(kāi)筏自如，成孔階段應(yīng)保證鉆頭兩側(cè)閥門(mén)密閉。啟動(dòng)鉆機(jī)，旋轉(zhuǎn)鉆具進(jìn)行成孔施工。成孔時(shí)作業(yè)人員應(yīng)從兩側(cè)垂直方向，采用鉆機(jī)柱吊掛垂線(xiàn)的方法，檢查鉆具成孔時(shí)的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏斜及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以保證鉆孔的垂直度。成孔深度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，可利用在鉆機(jī)立柱上施劃尺寸標(biāo)記或其它方法進(jìn)行施工深度控制。對(duì)成孔時(shí)鉆出土及時(shí)清理，以保證場(chǎng)地道路通暢、平整，便于鉆孔壓灌鉆機(jī)轉(zhuǎn)移作業(yè)及壓灌成樁樁頂控制。6)配制樁料鉆孔壓灌樁的施工配合比應(yīng)以實(shí)驗(yàn)室配合比試驗(yàn)報(bào)告提供的材料配合比為標(biāo)準(zhǔn)。施工時(shí)應(yīng)在樁料制備現(xiàn)場(chǎng)明顯位置懸掛牌子，明示樁料配合比與每盤(pán)樁料配合比要求。對(duì)砂、碎（礫）石等散體材料，應(yīng)過(guò)磅計(jì)量；對(duì)水泥等袋裝材料，可以袋裝注明重量計(jì)量，但需對(duì)袋裝注明重量與實(shí)際重量是否一致進(jìn)行檢查，以確定增減數(shù)量；對(duì)水可用鐵皮桶施劃刻度線(xiàn)的容積法計(jì)量，也可用抽水泵自動(dòng)定時(shí)控制法計(jì)量。樁體材料必須使用攪拌機(jī)進(jìn)行拌制，將樁料所需各種材料按配合比要示分別計(jì)量后倒入攪拌機(jī)內(nèi)充分拌和，每盤(pán)料攪拌時(shí)間一般不少于2分鐘。把拌制合格的樁料運(yùn)到混凝土輸送泵集料斗內(nèi)待用，樁料應(yīng)可能隨時(shí)拌制隨時(shí)使用，一般情況下，樁料的待用時(shí)間不得超過(guò)0.5小時(shí)。每班組每天制作一組試塊，在試塊上標(biāo)明制作日期，并盡可能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。每作業(yè)班組應(yīng)對(duì)拌制樁料的數(shù)量作好記錄工作，并填寫(xiě)《混凝土（混合料）工程攪拌記錄表》。7)壓灌成樁當(dāng)鉆機(jī)鉆孔到要求深度后停止鉆孔，同時(shí)啟動(dòng)混凝土輸送泵向鉆具內(nèi)輸送樁料，待樁料輸送到鉆具底端將鉆具慢慢上提0.1～0.3m，觀(guān)察混凝土輸送泵壓力有無(wú)變化，以判斷鉆頭兩側(cè)的閥門(mén)是否打開(kāi)，在確認(rèn)鉆頭兩側(cè)的閥門(mén)已經(jīng)打開(kāi)，輸送樁料順暢后，方可開(kāi)始?jí)汗喑蓸豆ぷ?。壓灌成樁時(shí)，邊泵送樁料邊提拔鉆具，輸送泵每泵一次，鉆具的提升高度需按試樁確定的提升量進(jìn)行控制。壓灌成樁過(guò)程中提鈷與輸送樁料應(yīng)自始至終密切配合，鈷具底端出料口不得高于孔內(nèi)樁料的液面，壓灌成樁必須一次連續(xù)灌注完成。壓灌成樁樁頂高應(yīng)高于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5-0.8m。施工時(shí)，記錄員應(yīng)按《鉆孔壓灌樁施工記錄表》要求內(nèi)容做好成樁施工記錄工作。一根樁施工完成后，轉(zhuǎn)移鉆機(jī)到下一樁位，繼續(xù)進(jìn)行壓灌成樁工作。班組長(zhǎng)、項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)對(duì)每班記錄的《混凝土（混合料）工程攪拌記錄表》、《鉆孔壓灌樁施工記錄表》進(jìn)行檢驗(yàn)查，核實(shí)無(wú)誤后簽字。8)關(guān)鍵和特殊過(guò)程在通常情況下鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵過(guò)程為制備樁料，控制方法施工工序.9)特殊過(guò)程為壓灌成樁，控制方法見(jiàn)施工工序（5）。10)冬季施工措施當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于50C時(shí)，即進(jìn)入冬季施工期，必需具備冬施條件后方可進(jìn)行地基處理施工。冬季施工應(yīng)嚴(yán)格遵守中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程冬季施工規(guī)程》。地基處理冬施措施一般可從樁料配合比、施工用水溫度、控制原材料質(zhì)量、施工現(xiàn)場(chǎng)保溫等幾方面采取措施予以解決。在申請(qǐng)施工配合比試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)要求添加防凍劑。當(dāng)配制樁料用水的水溫較低時(shí)，不能保證用其配制出的樁料在（入孔）成樁前不低于50C，則應(yīng)采用電加熱、煤碳加熱等方法對(duì)配制樁料用水進(jìn)行適當(dāng)加溫，以保證配制的樁料成樁前不低于5度。應(yīng)盡可能的調(diào)運(yùn)清潔干砂、碎石（礫、卵）石，當(dāng)只能調(diào)運(yùn)到濕砂、碎石（礫、砂）時(shí)，有條件時(shí)應(yīng)將濕砂、（卵、礫）進(jìn)行烘干后使用。如無(wú)烘干條件，則應(yīng)保證砂、碎石不含冰、雪、凍結(jié)塊及其它易凍裂物質(zhì)，當(dāng)存在結(jié)塊時(shí)，必須將結(jié)塊拍碎后方可使用，且適當(dāng)調(diào)整配制樁料時(shí)的用水量。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)預(yù)留有足夠的防凍覆蓋土層厚度（大于等于凍土層厚度），避免地基處理施工后的樁體和樁間土受凍破壞，保證地基處理施工質(zhì)量。11)施工質(zhì)量要求(1)鉆孔鉆孔質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)在成孔作業(yè)中及時(shí)進(jìn)行，并如實(shí)填寫(xiě)《鉆孔灌注樁施工質(zhì)量檢查記錄表》；孔徑允許偏差±20㎜；孔深允許偏差±300㎜。施工中可能隨時(shí)使用鋼尺測(cè)量，當(dāng)鉆孔孔深偏差在于-300㎜時(shí)，應(yīng)重新孔至要求深度?？孜恢行囊圃试S偏差±50㎜。施工中可隨時(shí)使用鋼尺測(cè)量鉆孔中心與孔位中心控制軸線(xiàn)的距離，當(dāng)孔位中心位移超過(guò)允許偏差值時(shí)，應(yīng)及時(shí)查明原因并加以糾正，采取有效措施進(jìn)行控制。成孔垂直偏差1.5H/100。施工中可隨時(shí)使用吊線(xiàn)和尺量方法進(jìn)行檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)成孔垂直偏差在于允許偏差值時(shí)，應(yīng)及時(shí)查明原因并加以糾正，采取有效措施進(jìn)行控制。(2)制備樁料制備樁料質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)在攪拌現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)工程施工配合比要求隨時(shí)進(jìn)行，并如實(shí)填寫(xiě)《鉆孔灌注樁施工質(zhì)量檢查記錄表》。水泥允許偏差±2%，采用稱(chēng)重法進(jìn)行檢查。碎（卵）石允許偏差±3%，。采用稱(chēng)重法進(jìn)行檢查。砂子允許偏差3%，。采用稱(chēng)重法進(jìn)行檢查。水可用體積法法進(jìn)行檢查。水灰比允許偏差±2%。可用體積法、稱(chēng)重法進(jìn)行檢查。(3)成樁成樁質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)在成樁施工完成后及時(shí)進(jìn)行，并如實(shí)填寫(xiě)《孔灌注樁施工質(zhì)量檢查記錄表》灌注量允許偏差—5%；樁徑允許偏±20%～50㎜；樁長(zhǎng)允許偏差±100%～300㎜；樁體強(qiáng)度在于設(shè)計(jì)強(qiáng)度。四、各樁型特點(diǎn)對(duì)比按現(xiàn)行《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》的成樁方法分類(lèi),有非擠土樁（包括螺旋干作業(yè)法，泥漿護(hù)壁法，套管護(hù)壁法），擠土樁（預(yù)制樁，沉管灌注樁等）兩類(lèi)機(jī)械施工樁，還有人工挖孔樁。這些樁型除預(yù)制外都是先鉆孔再下鋼筋籠最后灌注砼的傳統(tǒng)施工方法，這些樁在護(hù)壁、砼灌注、承載力等方面有許多不足，具體如下：A、預(yù)制樁：配筋率太高，密實(shí)砂層沉入困難，無(wú)法入巖，有震動(dòng)噪音污染，樁長(zhǎng)超過(guò)15m時(shí)需接樁，每立方造價(jià)不低于1000元。B、沉管灌注樁：遇砂層沉管困難，常出現(xiàn)偏樁，縮經(jīng)，砼離析等缺陷，有震動(dòng)躁音污染，樁徑大于500mm不能施工。C、普通螺旋干鉆孔灌注樁：先成孔后灌砼、孔底沉碴易超標(biāo)，僅能用于無(wú)地下水的地層中。D、泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁：泥漿護(hù)壁降低土側(cè)摩阻，樁端沉碴易超標(biāo)從而使承載力降低，成孔效率極低，存在泥漿污染。E、人工挖孔樁：流砂涌水地層中護(hù)壁困難，人工灌注砼質(zhì)量不易