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摘要:CFG桩也称为水泥粉煤灰碎石桩,是由碎石、石屑、水泥和粉煤灰混合而成的混合料,加入适量的水,并运用各种成桩机械形成的桩体。通过调整水泥的量和比例,桩强度可以在C5和C20之间变化,最高可以达到C25。由于桩身的刚度与一般的柔性桩和水泥土桩不同,因此通常会设置由砂石或砾石组成,厚度适中的褥垫层放置在桩顶和地基之间。本文对建筑地基加固中CFG桩施工问题的应对进行分析,以供参考。
关键词:建筑地基加固;CFG桩施工;应对
引言
因为桩间土本身的弹性模量和桩体的强度都比桩体小得多,所以当在承受荷载的时候,桩间土表面的应力会比桩顶的应力小得多,于是传来的荷载可以被桩逐步分解并向下层的土地传递,同时对桩间土起到减少荷载的作用。CFG桩在不需要配筋的同时也具有显著减少变形,提高复合地基承载力的作用,而桩体本身可以利用廉价的原材料来进行制作,在施工过程中又费用少、周期短,因此具有极高的社会和经济的双重效益。
1CFG桩复合地基的优势
1.1适用性和承载能力强
CFG桩复合地基技术在处理各种地质条件时,均可取得良好的效果,因此其适用性极为广泛。并且与普通地基相比,CFG桩复合地基具有更强的承载力,同时还能促进质量的提升。CFG桩复合地基不仅在独立基础、条形基础中使用,在筏板和箱型基础同样适用。总而言之,适用性和承载能力强是CFG桩复合地基的优势之一。
1.2操作简单
CFG桩复合地基施工,所采用的方式为长螺旋钻成孔泵送混凝土,在施工作业过程中,不会涉及到钢筋笼制作或其他工序,且灌注成孔一次形成,有利于缩短成桩时间。
2CFG桩复合地基设计及施工要点
2.1CFG桩的加固原理
CFG桩的粘结强度非常高,属于刚性桩的一种,其强度介于C15~C25之间。在砂石褥垫层和桩的合力作用下,复合地基形成,其加固原理为置换作用。由于此类桩的强度非常高,可以将桩端阻力、周边摩阻力作为依据,促使桩承载负荷被深层地基土所接收,因此被赋予了刚性桩的特征和工作原理。与柔性桩相比,单桩承载力调节更具可行性,究其原因,主要是CFG具有褥垫层,因此桩间土和桩需要承担外部荷载,设计人员可依据垂直荷载分担比,合理调整桩间土和桩需要承担的荷载,从而确保地基承载力满足设计要求。
2.2钻进成孔
钻机稳定就位,钻头与桩位点垂直对正;启动长螺旋钻机,钻进速度为1.5~2.5m/min,施工中桩长允许偏差不大于10cm;成孔后使用HBT80型地泵输送混凝土,浇筑量为30m3/h,拔管速度为1.2~1.5m/min,匀速提钻;钻机提升出桩孔后,及时清理孔口;本项目超灌高度为2m,充盈系数大于1.10,成桩后妥善保护桩头;桩顶标高5~10cm处截桩,凿除浮浆。
2.3施工技术要点
第一,在桩机就位后,需要使其稳定,不得在外界因素的影响下移动,以保证钻孔垂直度不超过1%,且钻尖和桩点之间的偏移小于1厘米,与此同时,还要关闭钻尖开启阀门,避免土壤进入其中。第二,考虑到工程桩之间的距离较短,如果采用传统施工方式,可能会影响成桩质量,因此,施工单位在实际施工阶段,对隔桩跳打施工方式进行了应用;第三,基于工程所在地的实际情况,对钻进参数进行了选择和调整,如下所述:在钻进开始阶段,应慢速钻进,通过这种方式,对钻杆跳动和机架摇晃现象进行控制,以保证钻孔质量。在钻孔深度达到3m后,逐渐增加钻孔速度,但不能超过每分钟4m,在穿过软硬土层交界处时,需缓慢进尺,避免钻具在钻进过程中出现偏差。
3CFG桩常见施工问题的应对举措
3.1堵管的应对
①根据混凝土配比设计及试桩配比参数进行混凝土配制,CFG桩浇筑用混凝土坍落度尽量低一些,易控制在18~20cm,以确保混凝土保持较好的流动性和可泵性。其次,施工用骨料多采用卵石或级配良好的碎石,骨料最大粒径应<30㎜,以保证浇筑作业时骨料能顺畅通过导管。另外,混凝土应充分搅拌均匀,搅拌时间应>100s,可结合施工实际掺入适量细度小的粉煤灰,从而在确保不影响混凝土整体性能的前提下,减少混凝土离析和泌水等问题。②现场浇筑时,如遇到混凝土流动性过小而导致泵送较为困难的,可结合施工实际添加适量泵送剂,以确保混凝土无论在变径管、弯管还是柔性管等情况下均能够顺利通过。③对于泵送管道的弯头选择,须考虑弯头曲率半径合理、充分,且弯头的连接位置处不得存在死弯;其次,输送管选用软管时,弯曲半径应>1m,输送管道连接方式应合理。此外,每次施工前及施工完毕后均需对管道进行冲洗,尤其是建筑工程抢抓进度,长时间或者夜间施工较多,操作工人易疲惫而有懈怠,需要做好跟进提醒,不留隐患。④制定季节性施工方案,冬季寒冷季节施工时,做好设备尤其是输送管及细小部位混凝土的保温防冻工作,不施工时做好覆盖,施工时可用加热的方式增加混凝土出口时的温度,但需要注意控制好水温<60℃,防止水温过高而导致混凝土出现早凝。夏季炎热季节施工时,应做好混凝土的降温,防止温度过高混凝土早凝而造成堵管。
3.2窜孔的应对
①对于特殊地层条件下施工时,可通过加大桩间间距设计,减少新打桩基对原桩基的剪切扰动;②结合施工现场实际对打桩顺序进行调整,综合考虑土层性质和桩间距离,一般采用连续施打或间隔跳打两种施打方式,其中,对于含水量较大的饱和土或桩间距较小的情况下采取隔桩跳打;③对钻头进行改良,提升钻进速度,以减少钻进过程中对土体剪切扰动导致土体液化而造成的窜孔;④对于易出现窜孔的施工场地,应及时对钻处的弃土进行清理,以便观测桩顶的下沉情况并及时作出应对,在条件允许的情况下,可两孔同时灌注施工。
4施工中防治措施
施工中需要保持前后的一致性和连贯性,因为发生的堵管问题大多数都是因为设备的故障导致施工过程的不连续以及在施工的前后材料的性质发生改变而被忽略。当发生堵管问题时,首先应该强化对拌料的质量检查,严禁使用不合格的拌料,在拌料到来前对泵管进行仔细的清洗,拌料一到达施工现场立即进行施工,在施工中首先要对在施工过程中泵送的混凝土进行连贯的降温处理,这样的操作可以有效防止因为温度过高发生的副化学反应改变所需要的拌料的性质。在对高层建筑的地基进行具体操作时,CFG桩一般在基坑底部进行,因此在基坑底部就直接放置泵送的混凝土而不是放置在地面,这样可以大大降低堵管的几率。
结束语
CFG复合地基技术一直以来都有能够对施工进度进行有效控制、施工效率高、施工工艺先进等优点。因此都大量运用于高层以及超高层建筑中,而对这些建筑的具体应用中,则更加需要设计以及操作人员的紧密配合和协作,根据施工场地的实际情况合理对施工方案进行改进,在具体的实施过程中,能够真正做到落实每一个环节,在后续做好相关的检测,对于出现的难关和问题桩做到及时的解决和调整,这样才能够更好的发挥CFG复合地基的作用,减小桩土之间的变形,最大程度地提高建筑物的承载能力。
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