【摘 要】水泥粉煤灰CFG桩(CFG桩)已成为地基处理中应用较为普遍的技术之一,加强施工过程中的监督管理,严格按照设计及规范要求施工CFG桩,才能保证CFG桩的施工质量,本文主要介绍了CFG桩技术在建筑工程软土地基处理中的应用。 

  【关键词】CFG桩;软土地基 

  1 CFG桩软土地基施工方法概述 

  1.1 振动沉管灌注成桩工艺 

  若地基土是松散的饱和粉细砂、粉土,以消除液化和提高地基承载力为目的,此时应选择振动沉管打桩机施工;振动沉管灌注成桩属挤图成桩工艺,对桩间土具有挤(振)密效应。但振动沉管灌注成桩工艺难以穿透厚的硬土层、砂层和卵石层等。 

  1.2 长螺旋钻孔灌注成桩工艺 

  长螺旋钻孔灌注成桩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,属非挤土成桩工艺,该工艺具有穿透能力强,无振动、低嗓音、无泥浆污染等特点,但要求桩长范圈内无地下水,以保证成孔时不塌孔。 

  1.3 长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺 

  长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺,是国内近几年来使用比较广泛的一种新工艺,属非挤土成桩工艺,具有穿透能力强、低噪音、无振动、无泥浆污染、施工效率高及质量容易控制等特点。 

  长螺旋钻孔灌注成桩和长螺旋钻成孔、管内泵压混合料成桩工艺,在城市居民区旋工,对周围居民和环境的不良影响较小。 

  1.4 泥浆护壁钻孔灌注成桩工艺 

  适用于分布有砂层的地质条件,以及对振动噪音要求严格的场地。该方法钻孔速度较快,但是泥浆对场地的污染严重,影响后续孔的施工,且往往孔底沉渣较大也会影响成桩质量。 

  2 CFG桩软土地基施工工艺 

  2.1 施工程序 

  2.1.1 钻机就位:CFG 桩施工时,钻机就位后,应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心,确保CFG 桩垂直度容许偏差不大于1%; 

  2.1.2 混合料搅拌:混合料搅拌要求按配合比进行配料,要求计量准确、搅拌均匀。每盘料搅拌时间不小于60s,混合料塌落度控制在16-20cm。 

  2.1.3 钻进成孔:钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动马达钻进。一般应先慢后快,在成孔过程中,如发现钻杆摇晃过难钻时,要放慢进尺,否则较易导致桩孔偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏。施工时还需要考虑施工工作面的标高差异,做相应增减。在钻进过程中,当遇到圆砾层或卵石层时,会发现进尺变慢,机架出现轻微晃动,可根据这些特征来判定钻杆进入圆砾层或卵石层的深度。 

  2.1.4 灌注及拔管:CFG 桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆芯管充满混合料后,开始拔管,严禁先提管后送料。成桩的提拔速度宜控制在2-3m/min,成桩过程连续进行,要避免因后台供料慢而导致停机待料。若施工中因其它原因不能连续灌注,须根据勘察报告货物已掌握施工现场的土质情况,避开饱和砂土、粉土层,不得在这些土层内停机。灌注完成后,用水泥袋盖好桩头,进行保护。施工中每根桩的投料量不少于设计灌注量。 

  2.1.5 上一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩的施工。 

  2.2 CFG桩施工要求 

  2.2.1 施工时应按设计配合比配制混合料,在搅拌机中加水搅拌,加水量由混合料坍落度控制,长螺旋钻孔,管内泵压混合料成桩施工的坍落度为160-200mm,振动沉管灌注成桩的坍落度宜为30-50mm,振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超出200mm。 

  2.2.2 长螺旋钻孔,管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后,应准确掌握提拔钻杆的时间,混合料泵送量应与拔管速度相配合,以保证管内有一定高度的配合料,遇到饱和砂土或饱和粉土层,不得停泵待料,沉管灌注成桩施工拔管速度应按均匀线速度控制,拔管线速度应控制在1.2-1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥质土,速度应尽可能放慢。 

  2.2.3 桩顶标高应超出设计桩项标高不少于0.5m。 

  2.2.4 成桩过程中抽样作混合料试块,每台机械1d应做一组(3块)试块,(边长为150mm的立方体),标准养护为28d,测定其立方体抗压强度。 

  2.2.5 软土地基的基坑可采用人工或机械、人工联合开挖。机械、人工联合开挖时。预留人工开挖厚度应由现场试开挖确定,以保证机械开挖造成桩的断裂部位不低于基础底面标高。且桩间土不受扰动。 

  2.2.6 褥垫层铺设宜采用静力压实法,当基础底面下桩间土的含水量较小时,也可采用动力压实法,褥垫夯实后的厚度与虚铺厚度的比值不得大于0.9。 

  2.2.7 软土地基承载力宜用单桩软土地基载荷试验确定,实验数量不应少于3个试验点,抽取总桩数的10%,进行低应变动力检测桩身结构完整性。 

  2.3 施工质量控制措施 

  2.3.1 严格按要求施工 

  在施工准备阶段,应根据地质情况合理地选用施工机械。这是确保CFG桩软土地基施工质量的有效途径。 

  选择好施工工艺后,要严格按要求施工,把握各个施工要点,各个施工环节,因此在施工准备阶段在确定的施工方案时,设计好相应的技术和质量保证措施,做到心中有数。 

  2.3.2 正确的打桩顺序 

  在饱和软土中成桩,桩机的振动力较小,当采用连打作业时,由于饱和软±的特性,新打桩将挤压已打桩,使已打桩被挤扁形成椭圆状或不规则形状,严重的产生缩颈和断桩。此时,应采用隔桩跳打施工方案。 

  2.3.3 严格控制拔管速率 

  控制混合料泵送量与拔管速度相匹配,不得停泵待料。拔管速率太抉可能导致桩径偏小或缩颈断桩,两拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀,桩项浮浆过多,桩身强度不足和形成混合料离析现象,导致桩身强度不足。放施工对,应严格控制拔管速率。正常的拔管速率应控制在1.2~1.5m/min,一般桩顶浮浆可控制在10cm左右。 

  2.3.4 控制好混合料的坍落度 

  大量工程实践表明,坍落度的大小对CFG桩施工质量影响最为显著。混合料坍落度过大,会形成桩项浮浆过多,形成混凝土的离析和泌水,桩体强度也会降低;而且会导致混凝土流动性降低,频繁堵管。坍落度控制在3~5cm时,和易性好,成桩质量容易控制。 

  2.3.5 加强施工监测和反馈 

  在施工过程中,应加强监测,及时发现问题,以便针对性地采取有效措施。重点应做好施工场地和已打桩桩顶标高观测,经纬仪跟踪进行桩轴线的控制,及时抽查浇筑质量,对承压水压力较高的场她应钻探深井降低水压力,褥垫层施工前桩间浮土必须清除干净等几方面的监测工作。 

  3 结语 

  CFG桩施工完毕,一般28天后对CFG桩和CFG桩软土地基进行检测,检测包括低应变对桩身质量的检测和静载荷试验对承载力的检测,静载荷试验多采用单桩或多桩软土地基,根据试验结果评价软土地基承载力,亦可采用单桩载荷试验,通过计算评价软土地基承载力。 

  参考文献 

  [1]魏玉琴.CFG桩在郑州地区的应用研究.同济大学.2004 

  [2]王瑞芳.CFG桩软土地基工作性状研究.武汉科技大学.2003