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一、基本概念CFG樁是英文CementFly-ashGravel的縮寫,意為水泥粉煤灰碎石樁,由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和,用各種成樁機械制成的可變強度樁。通過調整水泥摻量及配比,其強度等級在C5-C25之間變化,是介于剛性樁與柔
一、基本概念
CFG樁是英文Cement Fly-ash Gravel的縮寫,意為水泥粉煤灰碎石樁,由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和,用各種成樁機械制成的可變強度樁。通過調整水泥摻量及配比,其強度等級在C5-C25之間變化,是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。CFG樁和樁間土一起,通過褥墊層形成CFG樁復合地基共同工作,故可根據復合地基性狀和計算進行工程設計。
CFG樁一般是素混凝土樁,不用計算配筋,并且還可利用工業廢料粉煤灰和石屑作摻和料,進一步降低了工程造價。
CFG樁的適用范圍很廣。在砂土、粉土、粘土、淤泥質土、雜填土等地基均有大量成功的實例。CFG樁對獨立基礎、條形基礎、筏基都適用。
二、CFG樁的施工
CFG樁的施工通常有下列施工工藝 :
長螺旋鉆孔灌注成樁, 適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的土。
長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁, 適用于粘性土、粉土、砂土, 以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地。
振動沉管灌注成樁, 適用于粉土、粘性土及素填土地基。
三、CFG樁的機械設備
CFG樁的施工工藝不同,施工機械設備通常有下列幾種:
長螺旋鉆機+灌注灰斗;
長螺旋管內泵料CFG鉆機
振拔機,也稱震動沉管樁機
混凝土輸送泵、攪拌機、裝載機等
1、振拔機成樁
優點:振拔機做cfg樁為擠土樁,成樁過程中不反土,場地基本平整;配套設備單一(配備普通350攪拌機即可);施工工藝簡單、成熟;工程造價相對較低,適合多層建筑。
不足:沉管深度受地質因素影響的局限,有時達不到設計要求的深度和直徑;噪音污染嚴重,在城市內的生活工作區域附近往往受到抵制或限制;單樁承載力相對較低;成樁過程存在較多不確定因素,對樁身質量造成影響;施工速度慢。
2、長螺旋管內泵料CFG鉆機成樁
優點:施工工藝先進;施工速度很快;成樁過程中機械無噪音污染;成樁質量可靠;受地質影響程度相對較輕;施工速度較快;可滿足單樁承載力較高的高層建筑的設計要求。
不足:出土樁增加土方運輸的工作量和工程成本;配套設備較多(需配備500強制攪拌機和砼輸送泵);工程成本相對較高。
四、CFG樁的施工工藝
1、樁機進入現場,根據設計樁長,沉管入土深度確定機架高度和沉管長度。
2、樁機就位,調整沉管與地面垂直,確保垂直度偏差不大于1%。
3、啟動馬達沉管到予定標高,停機。
4、沉管過程中做好記錄,每沉1米記錄電流表電流一次。
5、停機后立即向管內投料,直到混合料與進料口齊平,混合料設計配批經攪拌機加水拌和,拌和時間不得少于1分鐘,如粉煤灰用量較多,拌和時間還要適當放長,坍落度要求3-5厘米,成樁后浮漿厚度以不超過20厘米為宜。
6、啟動馬達,留振5-10秒,開始撥管,撥管速度為1.2-1.5米/分鐘(拔管速度為線速)如遇淤泥或淤泥質土,拔管速率還可放慢。撥管過程中不允許反插,如上料不足,須在撥管過程中空中投料,以保證成樁后樁頂標高達到設計要求,成樁后樁頂標高應考慮計入保護樁頭。
7、沉營撥出地面,確認成樁符合設計要求后,用粒狀材料濕粘土封頂,然后移機進行下一根樁的施工。
8、施工過程中,抽樣做試塊,試壓28天抗壓強度。
9、待樁體達到一定強度(一般15-20天),進行開槽及樁頭處理。
10、樁頭處理完畢后進行褥墊層鋪設,褥墊層所用材料為級配砂石,最大粒徑不超過3厘米。褥墊層一般厚度10-30厘米,虛鋪后采用靜力壓實,褥墊層高度比基礎寬度要大,其寬出部分不直小于褥墊層的厚度。
五、施工速度與樁基測試
施工速度:一般在粉質粘土情況下,以樁徑400mm,樁長12m為例:晝夜正常施工,振拔機可成樁數量為30-50根;長螺旋cfg鉆機在相同時間可成樁80-100根,工期可以此推算。
樁基測試:在粉質粘土中成樁,一般在15天后即可進行測試。須進行復合地基載荷板、單樁靜載、低應變檢測。
六、材料要求和注意事項
1、混凝土、混凝土外加劑和摻和料: 緩凝劑、粉煤灰, 均應符合相應標準要求, 其摻量應根據施工要求通過試驗室確定。
2、嚴格按照配合比配制混合料。
3、長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁施工的坍落度宜為160~200mm, 振動沉管灌注樁成樁施工的坍落度宜為30~50mm, 振動沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm 。
4、長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁施工在鉆至設計深度后,應準確掌握提拔鉆桿時間,混合料泵送量應與拔管速度相配合,遇到飽和砂土或飽和粉土層,不得停泵待料;沉管灌注成樁施工拔管速度應按勻速控制,拔管速度應控制在1.2~1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥質土,拔管速度應適當放慢。
5、冬期施工時混合料料口溫度不得低于5℃,對樁頭和樁間土應采取保溫措施。
6、施工垂直度偏差不應大于1%;對滿堂布樁基礎,樁位偏差不應大于0.4倍樁徑;對條形基礎,樁位偏差不應大于0.25倍樁徑,對單排布樁樁位偏差不應大于60mm。
七、主要技術指標
地基承載力:設計要求
樁 徑:宜取350-600mm;
樁 長;設計要求,樁端持力層應選擇承載力相對較高的土層;
樁 身 強度:混凝土強度滿足設計要求,通常≥C15;
樁 間 距: 宜取3-5倍樁徑;
樁垂直度:≤1%;
褥 墊 層:宜用中砂、粗砂、碎石或級配砂石等,不宜選用卵石,最大粒徑不宜大于30mm。厚度150-300mm,夯填度≤0.9。
實際工程中;以上參數根據地質條件、基礎類型、結構類型、地基承載力和變形要求等條件或現場試驗確定
八、施工質量要求
樁長允許差≤ 10cm
樁徑允許差≤ 2cm
垂直度允許差≤ l %
樁位允許偏差:
a)筏板基礎滿堂紅布樁的基礎≤ 1/2 D
b)條基或獨立基礎:垂直軸線方向≤ 1/4 D,順軸線方向≤ 1/3 D,單排布樁不得大于1/4 D 且不得大于6厘米
九、施工中常見問題和控制措施
1、施工中常見的技術問題
泵送管堵管、爆管;
樁底竄孔;
樁頭空心;
樁端虛空、不飽滿;
樁身縮頸;
脆性斷樁;
深部斷樁和續樁;
基坑沉降;
樁長的控制(深度和反力雙控);
樁位的偏差。
2、技術措施
現場試打工藝試樁(一般不少于3根。確定配比、坍落度、充盈系數等);
將樁位按圖編號,確定合適的施打順序(群樁效應)(由內而外、隔樁跳打等);
先開挖后打樁,減少上部空樁長度;
經常檢查排氣閥是否正常啟閉;
避免超速提拔或反插,或灌注過程中短料、接樁;
施工中及施工后,場地中嚴禁重型機械進場作業;
嚴格控制樁間土的開挖施工,宜人工開挖,避免樁體斷損和樁間土的擾動。
丁熙東