邵冠宇
摘 要:CFG樁制作過程中的主要材料是碎石,按照相應(yīng)的比例進(jìn)行配置,同時(shí)還要加入適量的粉煤灰,能夠改善材料的和易性,水泥的使用能夠增強(qiáng)樁的粘結(jié)性。CFG樁施工工藝較為簡(jiǎn)單,具有較高的性價(jià)比,能夠有效的提高施工質(zhì)量?;诖?,本文闡述了CFG樁應(yīng)用的作用,對(duì)CFG樁施工的技術(shù)要點(diǎn)及常見問題處理進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。
關(guān)鍵詞:CFG樁;作用;施工;技術(shù)要點(diǎn);問題;處理;
CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的英文簡(jiǎn)稱,是指以碎石為基礎(chǔ),摻入一些石屑、少量水泥和粉煤灰,加水拌合而制成的樁。CFG樁在施工過程中存在諸多問題,例如卡管、堵管、竄孔、先提鉆后泵料、斷樁等問題。以下就CFG樁施工的技術(shù)要點(diǎn)及常見問題處理進(jìn)行探討。
一、CFG樁應(yīng)用的作用
CFG樁應(yīng)用的作用主要有:(1)CFG樁的樁體作用。CFG樁的樁體壓縮性在荷載作用下明顯比其周圍的軟土小,因此基礎(chǔ)傳給復(fù)合地基的附加應(yīng)力會(huì)隨著地基的變形而逐漸集中到樁體上,出現(xiàn)應(yīng)力明顯集中的現(xiàn)象。由于樁體承受了大部分的荷載,使得樁間土的應(yīng)力相應(yīng)減小,因此軟土地基的承載力比原有地基的承載力大。此外,地基沉降量減小,伴隨著CFG樁樁體的剛度增加,樁體的作用更加明顯。(2)排水作用。CFG樁施工過程中,當(dāng)采用沉管灌注施工法時(shí),在施工和成樁后一段時(shí)間內(nèi),會(huì)不同程度地降低地層中的地下水含量,改善地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。在飽和的粉上、沙土中施工時(shí),沉管和拔管的振動(dòng)會(huì)讓上體產(chǎn)生超孔隙壓力,孔隙水將會(huì)沿著樁體排出,且排出方向向上,直到CFG樁體硬結(jié)為止。(3)褥墊層的作用。褥墊層是由散體材料組成,主要作用有:保證樁、土能共同承擔(dān)荷載;調(diào)整樁的垂直荷載分擔(dān);減少基礎(chǔ)底面應(yīng)力的集中;調(diào)整樁、土分擔(dān)水平荷載的能力。
二、CFG樁施工的技術(shù)要點(diǎn)分析
1、施工準(zhǔn)備的技術(shù)要點(diǎn)。(1)機(jī)械的選用。樁機(jī)選用需要保證下鉆能力,優(yōu)先選擇履帶式打樁機(jī),保證雨期施工,地泵需優(yōu)先考慮采用柴油機(jī)的,降低施工用電,保證樁機(jī)使用臨水臨電保證,1臺(tái)樁機(jī)需考慮200KW最大施工用電,地泵需考慮沖水洗泵。(2)材料準(zhǔn)備。所需材料需檢測(cè)試驗(yàn),選定合格的原材料產(chǎn)地或供應(yīng)方后,可進(jìn)行混合料的配合比試驗(yàn)。(3)技術(shù)準(zhǔn)備。施工技術(shù)人員熟悉圖紙,現(xiàn)場(chǎng)勘查,了解場(chǎng)地及周圍情況,編寫施工組織設(shè)計(jì),測(cè)設(shè)控制點(diǎn),并對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn),對(duì)班組進(jìn)行施工前技術(shù)交底。
2、CFG樁主要的施工工藝。(1)長(zhǎng)螺旋鉆干成孔灌注成樁;適用于地下水以上、提鉆不塌孔的土層條件;(2)長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁;適用于粘性土、粉土、砂土、粒徑不大于60mm厚度不大于5m的卵石層,以及對(duì)噪聲和泥漿污染要求高的場(chǎng)地;(3)振動(dòng)沉管灌注成樁;適用于粘性土、粉土、素填土,對(duì)夾有較厚卵石、砂和孔隙比小液性指數(shù)較低的粘土層無(wú)合理有效的輔助措施不宜采用,軟土地基應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性;(4)泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁;對(duì)遇有較厚卵石、砂和孔隙比小液性指數(shù)較低的粘土層以及飽和軟土,樁端持力層具有水頭很高的承壓水,長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁容易發(fā)生竄孔,對(duì)噪聲污染要求嚴(yán)格的場(chǎng)地,不宜采用前述施工工藝時(shí),可采用該工藝。
3、振動(dòng)沉管CFG樁施工的技術(shù)要點(diǎn)。(1)通過在樁機(jī)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)加動(dòng)滑輪,調(diào)整拔管線速度控制在規(guī)范建議的范圍;(2)打樁前、打樁過程中測(cè)地表標(biāo)高,觀測(cè)地表隆起或下沉量;(3)通過試成樁,觀測(cè)地面標(biāo)高變化和測(cè)定新打樁對(duì)已打樁的影響,確定合理的施打順序;(4)軟土中可采用靜壓振拔技術(shù),沉管過程可不啟振動(dòng)錘、靜壓沉管,減少對(duì)樁間土的擾動(dòng),拔管啟錘使混合料振密;(5)軟土中可采用大直徑予制樁尖,以獲得較大的端阻力,而保持樁身混合料用量不變。
4、長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工要點(diǎn)。(1)基礎(chǔ)埋深較大時(shí),宜在基坑開挖后的工作面上施工,工作面宜高出有效樁頂標(biāo)高300~500mm。基坑較淺在地表打樁或部分開挖打樁空孔較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)加大保護(hù)樁長(zhǎng),并嚴(yán)格控制樁位偏差和垂直度;(2)軟土地基中施工宜通過摻加減水劑、泵送劑制備泵送性能好塌落度較低的混合料,以防止樁體自身塌落發(fā)生斷樁、或充盈系數(shù)過大;(3)樁體配比碎石最大粒徑不宜大于25mm,粉煤灰選用Ⅱ級(jí)或Ⅲ級(jí)細(xì)灰,每立方米混合料摻量70~90kg為宜;(4)嚴(yán)禁先提鉆后灌料;(5)樁徑400mm時(shí)提鉆速度宜為2.5~3.5m/min,樁徑增大鉆頭活門斷面應(yīng)相應(yīng)增大,若樁徑增大而鉆頭活門斷面不變時(shí)應(yīng)相應(yīng)降低提鉆速度。
5、清土、剔樁頭防斷樁和防擾動(dòng)樁間土的要點(diǎn)。(1)打樁棄土和預(yù)留保護(hù)土層可采用人工清除、或機(jī)械人工聯(lián)合清除方案。當(dāng)采用機(jī)械人工聯(lián)合清除方案時(shí):第一、對(duì)基坑開挖后打樁的場(chǎng)地,采用人工予斷樁、挖掘機(jī)清土。第二、在地表打樁后再進(jìn)行基坑開挖的場(chǎng)地,由現(xiàn)場(chǎng)試挖確定預(yù)留人工開挖深度,以保證樁的斷裂部位高于有效樁頂標(biāo)高以上。(2)截樁頭宜用無(wú)尺鋸在有效樁頂標(biāo)高處切深1~2cm的園環(huán),再用兩鋼釬相對(duì)同時(shí)敲擊斷樁。(3)清土、截樁頭后禁止對(duì)樁間土產(chǎn)生擾動(dòng)的施工設(shè)備(在施工場(chǎng)地內(nèi)通行。
6、混合料試塊的制作和現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)。施工過程,應(yīng)隨機(jī)選取具有代表性的混合料制作試塊并搗實(shí),送實(shí)驗(yàn)室前應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件對(duì)試樣進(jìn)行養(yǎng)護(hù),特別在冬期,不得將試樣隨意放置在施工現(xiàn)場(chǎng)或工棚里,避免養(yǎng)護(hù)條件不標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不能反映樁體的真實(shí)強(qiáng)度。
三、CFG樁施工過程中的常見問題及其處理
1、堵管處理。堵管是長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁成樁工藝常遇到的主要問題之一。(1)當(dāng)混凝土中的細(xì)骨料和粉煤灰用量較少時(shí),和易性不好,常發(fā)生堵管。因此,要注意混合料的配合比,坍落度應(yīng)控制在16cm~20cm之間。(2)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,開始泵送混凝土,當(dāng)鉆桿芯管內(nèi)充滿混凝土后開始拔管,若提鉆時(shí)間較晚,在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液將被擠出,容易造成管路堵塞。因此,一定要及時(shí)撥管,確保撥管和泵送混凝土相一致。(3)冬期施工時(shí),混凝土輸送管及彎頭均需做防凍保護(hù),防凍措施不力,常常造成輸送管或彎頭處混凝土的凍結(jié),造成堵管。冬季施工時(shí),有時(shí)會(huì)采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(huì)造成混凝土的早凝,產(chǎn)生堵管。(4)彎頭曲率半徑不合理也能造成堵管。彎頭與鉆桿若不能垂直連接,也會(huì)造成堵管。(5)混凝土輸送管要定期清洗,否則管路內(nèi)有混凝土結(jié)塊,也會(huì)造成堵管。
2、斷樁處理。由于提鉆速度較快,空氣未全部釋放出來,致使樁身產(chǎn)生斷面裂縫,另外是混合料的攪拌時(shí)間不夠,和易性差,出現(xiàn)蜂窩麻面樁。外部原因是土建施工時(shí)機(jī)械挖基坑平整土方時(shí),被挖掘機(jī)和鏟車碰斷。解決方案是:淺部斷樁,對(duì)斷樁單獨(dú)進(jìn)行處理,剔除上部斷樁,用與樁身相同的混合料按樁徑設(shè)計(jì)標(biāo)高補(bǔ)樁。樁頭斷樁后進(jìn)行接樁,當(dāng)樁頂高程低于施工圖標(biāo)識(shí)高程時(shí),如開槽或剔除樁頭必須進(jìn)行補(bǔ)樁,可采用比樁體強(qiáng)度高一等級(jí)的豆石混凝土接樁至施工圖標(biāo)識(shí)樁頂標(biāo)高,注意在接樁過程中保護(hù)好樁間土。
3、竄孔處理。在飽和細(xì)砂層、粉砂層中施工常遇竄孔現(xiàn)象??刹扇〈髽毒嗟脑O(shè)計(jì)方案,增大樁距的目的在于減少新打樁機(jī)器的剪切擾動(dòng),避免不良影響。改進(jìn)鉆頭,提高鉆進(jìn)速度。減少打樁推進(jìn)排數(shù),必要時(shí)采用隔樁、隔排跳打方案,但跳打要求及時(shí)清除成樁時(shí)排出的棄土,否則會(huì)影響施工進(jìn)度。
結(jié)束語(yǔ)
隨著城市高層建筑越來越多,地質(zhì)情況千差萬(wàn)別,為保證承載及變形要求,須采用樁基礎(chǔ)或采取地基處理措施。而CFG樁施工工藝簡(jiǎn)單、效果明顯、造價(jià)低,因此其在工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。
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