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CFG桩施工技术方法及施工中的问题

法律快车官方整理
2019-11-29 02:25
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　　1 CFG桩施工技术方法的对比分析

　　目前，CFG桩复合地基技术在国内许多省市应用,就工程类型而言，有工业与民用建筑，也有高耸构筑

　　物;有多层建筑，也有高层建筑。大量工程实践证明,CFG桩复合地基设计,就承载力而言不会有太大问题，

　　可能出现的问题是CFG桩的施工。了解CFG桩施工技术的发展，不同工艺的特点,可使设计人员对CFG桩施工

　　工艺有一个较全面地认识，便于在方案选择、设计参数的确定以及施工措施上考虑得更加全面。CFG桩的施

　　工，应根据现场条件选用下列施工工艺：

　　1.1 长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工工艺

　　1.1.1 长螺旋钻孔、管内泵压混合料CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌

　　机组成的施工体系，其中，长螺旋钻机是该工艺设备的核心部分;该工艺是国家“九五”攻关项目，经大

　　量的工程实践，施工设备和施工工艺已趋于完善。

　　1.1.2 长螺旋钻孔、管内泵压混合料CFG桩施工工艺，适用于粘性土、粉土、砂土，以及对噪声和泥

　　浆污染要求严格的场地 。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;混

　　合料坍落度宜为160～200mm,施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速

　　度相匹配，遇到饱和砂土或粉土层，不得停泵待料。

　　1.1.3 长螺旋钻孔、管内泵压混合料CFG桩施工中常见的问题及解决方法：

　　1.1.3.1 堵管。它直接影响CFG桩的施工效率，增加工人劳动强度，造成材料浪费。特别是故障排除

　　不畅时，使已搅拌的混合料失水或结硬，增加了再次堵管的几率，给施工带来很多困难。应根据不同的原

　　因及时排除故障，采取合理的措施减少堵管次数。一般情况下有下面几种原因：混合料配合比不合理;混

　　合料搅拌质量有缺陷;设备原因;冬季施工措施不当;施工操作不当等。

　　1.1.3.2　 窜孔。在饱和粉土、粉细砂层中施工常遇到这个问题，钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土

　　体产生扰动;土体受剪切扰动能量的积累，使土体发生液化。工程实践证明，被加固的土层中虽有松散粉

　　土、粉细砂,但没有地下水，施工中没发现有窜孔现象;被加固的土层中有松散粉土、粉细砂，有地下水，

　　但桩距很大，每根桩成桩时间很短，也很少发生窜孔;只有在桩距较小，桩的长度大，成桩时间长，成桩

　　时一次移机施打周围桩数量过多时才发生窜孔。施工中根据不同情况采取相应的措施。

　　1.1.3.3 钻头阀门打不开。当钻头构造缺陷、桩端落在透水性好、水头高的砂土或卵石层中时，会出

　　现此问题;可采用改进阀门的结构型式或调整桩长令桩端穿过砂土，进入粘性土层的措施来避免这一情况发

　　生。

　　1.1.3.4 桩体上部存气。主要是施工过程中，排气阀不能正常工作所致;为杜绝桩体存气，必须保证

　　排气阀正常工作;施工过程中,要经常检查排气阀是否发生堵塞。若发生堵塞必须及时采取措施加以清洗。

　　1.1.3.5 先提钻后泵料。这样操作会出现下列问题：有可能使钻头上的土掉进桩孔，当桩端为饱和的

　　砂卵石层时，提拔30cm易使水迅速填充该空间，泵送混合料后，混合料不足以使水立即全部排走，桩端处

　　的混合料可能存在浆液与骨料分开现象。两种情况均会影响CFG桩的桩端承载力的发挥。

　　1.2　振动沉管灌注CFG桩施工工艺

　　振动沉管CFG桩施工工艺属于非排土成桩工艺，主要适用于粉土、粘性土及素填土地基及松散砂土等[page]

　　地质条件，尤其适用于松散的粉土、粉细砂的加固;它既有施工操作简便、施工费用较低、对桩间土的挤

　　密效应显著等优点;采用振动沉管CFG桩施工工艺的CFG桩复合地基可以提高地基承载力、减少地基变形以

　　及消除地基液化。

　　振动沉管CFG桩施工的坍落度宜为30～50mm，成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm;施工拔管速度应按

　　匀速控制，拔管速度应控制在1.2～1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度应适当放慢。振动沉管

　　CFG桩施工中常见的问题有：

　　1.2.1 施工扰动土的强度降低.振动沉管CFG桩施工工艺与土的性质有密切的关系,根据土的挤密性，

　　可将地基土分为三类：一类为挤密性好的土，如松散填土、粉土和砂土等;其二为可挤密土，如塑性指数

　　不大的松散的粉质粘土和非饱和粘性土;三为不可挤密土，如塑性指数高的饱和软粘土和淤泥质土。土的

　　密实度对土的挤密性影响很大，密实的砂土或粉土会振松，松散的砂土或粉土可振密。也就是说振动沉管

　　成桩工艺，对密实度较高的土，振动使土的结构强度、密度减小，承载力降低。

　　1.2.2 缩颈和断桩。在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，当采用连打作业时，新打桩对已打桩

　　的作用主要表现为挤压，使得已打桩挤压成不规则形状，严重时会产生缩颈和断桩;在上部有较硬的土层

　　或中间夹有较硬土层的土中成桩，桩机的振动力大，对已打桩的影响主要是振动破坏,采用隔桩跳打工艺，

　　若已打桩结硬强度又不太高，在中间补打新桩时，已打桩有时被振裂。

　　1.2.3 桩体强度不均匀。当提升沉管线速度太快时，为控制平均速度，一般采用提升一段距离，停

　　下留振一段时间，非留振时，速度太快可能导致缩颈断桩。拔管太慢或留振时间过长，都会使得桩的端部

　　桩体水泥含量较少，桩顶浮浆过多，且混合料也容易产生离析，造成强度不均匀。

　　1.2.4 桩料与土的混合。采用活瓣桩靴成桩时，可能出现的问题是桩靴开口的宽度不够，混合料下

　　落不充分，造成桩端与土接触不密实或桩端一段桩径过小;若采用反插办法，由于桩管垂直度很难保证，

　　反插容易使土与桩体材料混合 ，导致桩身掺土等缺陷。所以，振动沉管CFG桩施工时，要控制拔管速率，

　　选择合理的桩距、施打顺序及混合料的坍落度，设置合理保护桩长等。

　　除以上两种施工工艺外，还有长螺旋钻孔灌注成桩施工工艺，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;泥浆护壁钻孔灌注成桩，适用于粘性土、砂土、人工填土、砾(碎)石土

　　及风化岩层分布的地基。

　　2 郑州市区常用的GFG桩施工技术方法对比分析

　　2.1　根据郑州地区的地质条件，CFG桩施工多采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料CFG桩施工工艺，对

　　西南部黄土地质单元来说，由于地下水位埋深较深，只要严格按照施工程序，一般都会达到设计要求;且

　　施工过程中不会出现问题;施工充盈系数一般取1.05即可满足要求;经济效益很好，施工质量容易保证。

　　2.2　对东北部泛滥平原地质单元，由于土的含水量较大，地下水位埋深较浅，且主要为松散饱和粉

　　土、粉细砂，采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺，由于钻进过程叶片剪切作用，极易使饱和

　　粉土、粉细砂发生液化，引发“窜孔”;甚至对周边环境造成扰动影响;因此，在本地区施工时，要注意

　　与周围建筑物的净间距;提钻前应先泵送，预防阀门打不开;充盈系数一般取1.4左右;桩长也相应加长一[page]

　　些。为保证施工质量，需通过低应变检测和静载试验，进一步确定桩身完整性和承载力。

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