简析道桥工程中的CFG桩施工技术及其问题控制

发表时间:2016/3/8   来源:《工程建设标准化》2015年10月供稿   作者:忽志青
[导读] 青海第一路桥建设有限公司 CFG桩复合地基充分利用原天然地基的承载能力,能充分发挥桩间土的作用。

(青海第一路桥建设有限公司,青海,西宁,810028)

【摘  要】CFG桩已成为地基处理中应用较为普遍的技术之一,CFG桩复合地基充分利用原天然地基的承载能力,能充分发挥桩间土的作用,且CFG桩本身不配筋,其综合造价较低,同等条件下一般CFG桩复合地基的综合造价仅为灌注桩的50%~70%左右,施工时由于没有钢筋笼制作等工序,减少了成桩时间,缩短工期,特别是利用长螺旋成孔泵送砼法施工,成孔成桩一次完成,更加快了施工速度。本文简述了道桥工程中CFG桩施工的准备工作,对道桥工程中的CFG桩施工技术以及CFG桩施工过程中的问题控制进行了简要分析,旨在提高道桥工程的施工质量。
【关键词】道桥工程;CFG桩;施工技术;问题控制

        CFG桩是一种软弱地基处理方法,CFG桩是在碎石桩的基础上改进而成的,由于加入了工业废料粉煤灰、不用配置钢筋及充分发挥桩间土的承载能力,具有非常显著的经济效益和社会效益。
一、道桥工程中CFG桩施工的准备工作
        1、地基处理方法的选择。本文结合某道桥工程实际,根据工程基础埋深、地质情况,经对多种方案的经济、技术及工期对比,确定采用高强度小直径CFG桩复合地基。地基处理方法的选择是由建筑物的基础形式、尺寸、深度、天然下卧土的物理力学性质、地下水及要求加固后的承载力提高值和变形量控制等因素决定。
        2、施工准备。(1)技术准备:施工技术人员熟悉图纸,现场勘查,了解场地及周围情况,编写施工组织设计,测设控制点,并对施工人员进行培训,对班组进行施工前技术交底。(2)机械的选用:桩机选用,需选择功率较大的,至少在90KW以上,保证下钻能力,需优先选择履带式打桩机,保证雨期施工地泵需优先考虑采用柴油机的,降低施工用电,保证桩机使用临水临电保证,1台桩机需考虑200KW最大施工用电,地泵需考虑冲水洗泵。(3)材料准备:所需材料需检测试验,选定合格的原材料产地或供应方后,可进行混合料的配合比试验。
二、道桥工程中的CFG桩施工技术
        1、测量放线。根据业主提供的控制点,场地平整后,结合设计施工图纸给定的尺寸进行放样。①测定各轴线控制点:依据主控制点,用全站仪和钢尺,运用导线控制法进行测定。②测定桩位点:按照复验合格后的各轴线控制点进行桩位放样,具体放样时采用双控法,保证桩位定位误差≤10mm。③桩位放完后,及时报监理复核,交监理签证。
        2、试桩。进行成桩工艺试验,以复核地质资料以及设备、工艺,施打顺序是否适宜,确定混合料配合比、坍落度、混凝土搅拌时间、拔管速度、每延米混合料用量等各项工艺参数,通过对试桩试件28d抗压强度平均值、复合地基承载力、单桩竖向承载力的检测,如达到设计要求,并将试桩总结报监理单位确认后,方可进行CFG桩施工。
        3、桩定位放样。CFG桩施工前应将场地开挖至-5.60m处,并且应当压实、平整。


依据施工平面图、规划控制点复核测量基线、水准点及桩位、CFG桩的轴线定位点。轴线控制点埋设标志。控制建筑物总体尺寸的轴线引出木桩用混凝土固定80cm深。对桩位先用圆钢钎打孔深度不小于300mm、孔中灌入石灰粉末,后插入竹签作为桩定位标志。主轴线控制网允许偏差小于20mm,桩位偏差不得大于60mm。
        4、钻进成孔。钻机就位及调试完毕后,即可进行正式钻进。启动主电动机,以I、II、III三档逐级加速的顺序进行钻进。在钻进过程中应严格控制钻机的垂直度。钻进的深度,应根据设计桩长(即桩底标高)进行确定,当桩尖到达钻孔深度位置时,在动力头底面停留位置处于钻机塔身相应位置作醒目标记,作为施工时控制桩长的依据。
        5、泵送混凝土成桩。为确保混凝土的质量,本工程CFG桩采用C20商品混凝土混凝土,其塌落度控制在18cm~20cm之间,以确保混凝土具有良好的流动性。当成孔至设计标高后,开始泵送混凝土,当钻杆芯管充满混凝土后,方可开始提钻,严禁先提管后泵料,其钻具提升速度应达到相同时间内的泵送混凝土量略大于钻具提升量,一般宜控制在2m/min~3.5m/min,以防缩径。成桩过程应连续进行,应避免后台供料不足、停机待料现象。钻具提升距孔口0.5m时,停止泵送混凝土。
        6、清桩间土、凿桩头和褥垫层铺设。CFG桩施工完毕两天后,人工将桩身保护桩头挖出;采用小型的专用挖掘机清运弃土,挖掘机进入处理范围后禁止在打桩工作面行走,挖掘机不得一次性开挖到设计标高,预留10cm由人工进行清槽;测出桩顶标高位置,在同一水平面按同一角度对称放置2个或4个钢钎,用大锤同时击打,将桩头截断;桩头截断后,用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高;褥垫层材料选用碎石,粒径8~20mm,虚铺22cm后,然后用平板振动器压密至20cm,保证夯填度不大于0.9。
三、道桥CFG桩施工过程中的问题控制
        1、窜孔。(1)发生窜孔的原因:a、在加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂。b、杆在钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动。c、土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生液化。(2)控制措施:a、采取隔桩、隔排跳打方法;b、减少在窜孔区域的打桩推进排数,减少对已打桩扰动能量的积累;c、合理提高钻进速度。
        2、缩径、夹泥。严格控制提钻速率,提钻速度过快,很容易造成四周土体向孔内移动或坍塌,造成缩径、夹泥,泵压混凝土时一次提钻高度不得大于25cm,提管速率控制为2.0~2.5m/min。
        3、堵管。(1)当混凝土中的细骨料和粉煤灰用量较少时,和易性不好,常发生堵管。因此,要注意混合料的配合比,坍落度应控制在16cm~20cm之间。(2)钻孔达到设计标高后,开始泵送混凝土,当钻杆芯管内充满混凝土后开始拔管,若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液将被挤出,容易造成管路堵塞。因此,一定要及时拨管,确保拨管和泵送混凝土相一致。(3)冬期施工时,混凝土输送管及弯头均需做防冻保护,防冻措施不力,常常造成输送管或弯头处混凝土的冻结,造成堵管。冬季施工时,有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温度,但要控制好水的温度,水温最好不要超过60℃,否则会造成混凝土的早凝,产生堵管。(4)弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆若不能垂直连接,也会造成堵管。(5)混凝土输送管要定期清洗,否则管路内有混凝土结块,也会造成堵管。
        4、桩身混凝土空芯、不饱满。主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混凝土时,排气阀将空气排出。若排气阀堵塞,管内空气不能正常排出,就会导致桩体存气,形成空芯。为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。
        5、桩长不足。为避免和防止施工队伍操作人员对标识弄虚作假、骗取米数,开钻前施工技术人员应对标尺、刻画进行复核,消除标识误差,应使用反光贴条在每米处进行标识,粘贴在钻杆导向架上,利于夜间旁站记录人员识别读数。
        结束语
        CFG桩施工质量是道桥路基质量控制的关键一环,在施工过程中要注重提高施工人员操作水平、加强现场管理人员的责任心、加强施工过程控制和对成品桩的保护,确保CFG桩施工质量满足道桥质量要求。
参考文献:
[1]于泳.长螺旋钻机施工CFG桩的工艺[A].价值工程.2009
[2]李育燕.浅谈长螺旋钻机施工CFG桩工艺及质量控制.甘肃科技.2011
[3]刘斌.浅谈CFG桩施工[A].山西科技.2011

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