CFG桩复合地基施工王伟

作者:孟晓燕 字数:3499


  摘要:采用CFG桩是在高层建筑基础施工中较常使用的复合地基处理方法,本文结合工程实例,向大家介绍CFG桩施工相关内容,为大家了解CFG桩复合地基提供参考。
  关键词:CFG桩;复合地基;施工
  一、项目简介
  XX项目位于内蒙古自治区大青山冲洪积扇地区,建筑物占地东西长约105.80m,南北宽约33.90m,主楼地上19层,高79.20m,框架~剪力墙结构,筏板基础,裙楼地上3层,高13.50m,框架结构,筏板基础,均设1层地下室。
  本工程±0.000相当于绝对标高1058.60m,场地自然地面标高平均值为1057.750m,主楼筏板底标高为-7.40m,筏板厚2m,裙楼筏板底标高为-6.60m,筏板厚1m。
  二、复合地基设计方案
  采用水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法对主楼地基土进行处理,利用复合地基来承重,处理后复合地基承载力特征值为370kPa,最终沉降量在要求的控制范围内,均满足设计要求。
  采用长螺旋钻孔成孔、管内泵压混合料的成桩工艺进行施工。桩身混合料是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和而成,桩身混合料强度等级为C20,水泥设计采用32.5普通或矿渣硅酸盐水泥,掺加袋装Ⅰ或Ⅱ级粉煤灰,以增加混合料的和易性和可泵性,每方混合料中粉煤灰的掺入量宜为70~90㎏。混合料的配合比须通过试验来确定,坍落度应控制在160~200mm。由于是泵送混凝土,故粗骨料粒径不宜太大,宜选用5~16mm碎石。
  设计CFG桩桩径为400mm,设计有效桩长为11m,桩顶保护桩长0.5m;采用正方形形式进行布桩,布桩间距为1.80m,总布桩数为780根,CFG桩桩位布置情况详见“CFG桩桩位平面布置图”。
  桩顶和基础之间设置褥垫层,以保证桩土共同承担荷载,减少基础底面的应力集中,垫层厚度为200mm,垫层材料可选用中粗砂。
  三、CFG桩复合地基施工方案
  拟建场地处于市区,为防止扰民和民扰问题的发生,同时考虑到基坑距周边建筑较近的原因不宜选用振动机具,以免对基坑边坡的安全稳定造成影响,基于以上几方面的考虑并结合在相似地质条件场地的施工经验,本地基处理工程采用长螺旋钻孔成孔(2台KLB620A1钻机)、管内泵压混合料的CFG桩成桩工艺(2台HBTS80-A混凝土泵)。
  (一)施工工艺流程
  在项目现场完成土方开挖作业后,完成场地现有标高及桩位标记,钻机就位启动,待钻头钻入地下达到设计标高后,按规定速度泵送混凝土并同时匀速上提钻杆至地表,如此往复完成全部打桩任务。在此之后,开始桩间土清理及桩头剔凿工作,上述工作完成后即进入到CFG桩复合地基检测阶段。
  (二)材料准备:
  1、混凝土强度等级为C20,设计坍落度为160-200mm;
  2、水泥采用32.5普通或矿渣硅酸盐水泥;
  3、粗骨料选用5-16mm碎石;
  4、细骨料选用含泥量小于5%的细砂;
  5、袋装Ⅰ或Ⅱ级粉煤灰。
  四、施工控制及质量保证措施
  (一)混合料泵送过程的质量和施工控制
  1、施工前先将混凝土泵的料斗及管线用清水湿润,然后搅拌一定的水泥砂浆进行泵送润滑管线。
  2、钻孔达到设计深度后,一边泵送一边拔管,拔管速率控制必须与泵送量相匹配,泵送量达到钻杆芯管一定高度后,方可拔管,拔管速率在现场试成桩后确定。根据CFG桩混合料的泵送量和桩径反算拔管速率,以保证钻头始终埋在CFG桩混合料液面以下,避免进水、夹泥等质量缺陷的发生。
  3、施工时要始终保持混凝土泵料斗内的混合料液面在料斗底面以上一定高度,以免泵送时吸入空气,造成堵管。
  (二)成桩的质量和施工控制
  1、桩位控制
  在施工前应根据设计图纸,确定建筑物的控制轴线,并将桩的准确位置施放到施工作业面上。桩位定位方法现场采用插以木制短棍撒白灰点来表示桩位,点位应明显易找且不易破坏。
  2、垂直度控制
  钻机就位后,应用钻机塔身的前后垂直标杆检查导杆,校正位置,使钻杆垂直对准桩位中心, 桩身垂直度偏差不得大于1%。钻孔开始时,封住钻头阀门,使钻杆向下移动至钻头触及地面时,开动钻机旋动钻头。一般应先慢后快,在成孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻时,应停机或放慢进尺。
  3、桩长控制
  根据桩长,确定钻孔深度。当桩尖到达钻孔深度位置时,在动力头底面停留处与钻机塔身相应位置作醒目标注,作为施工时控制桩长的依据。当动力头底面到达标注时,桩长即满足设计要求。
  4、成桩控制
  成孔时钻头到达设计标高后,钻杆停止钻动,开始泵送混合料,禁止将钻杆往上提30cm再泵料。成桩过程宜连续进行,应避免后台上料慢造成的供料不足、停机待料现象。若施工中因其它原因不能连续灌注,须根据勘察报告和施工已掌握的场地土质情况,避开饱和砂土、粉土层,不宜在这些土层内停机。成桩过程中必须保证排气筏正常工作。当成桩至桩顶标高2.0m以内时,应连续泵料至桩体混合料高出桩顶标高。
  (三)断桩及清土施工控制
  1、初步断桩及清土
  在地基处理施工全过程中需及时清运弃土,确保打桩施工的工期及作业面的平整。根据现场施工情况和业主对工期的要求,在确保桩身质量的前提下,对该工程确定采用人工断桩、机械倒运方法清运打桩弃土和桩间保护土,具体操作程序如下:
  (1)人工初步断桩
  在CFG桩成桩初凝以后即可组织人工按照CFG桩桩位平面布置图确定桩位位置,用铁锨和十字镐开挖截断桩身混合料,这时桩身虽已结硬,但强度较低,此时人工断桩只是将打桩弃土内与桩身相连的混合料挖除,为机械清运打桩弃土创造条件。同时,为减少下一步桩头处理的工作量,挖除时可将保护土层内的桩头一并挖除30cm ,保留余下20cm的桩头并及时覆盖,在清运保护土层后严格按有关要求截除。
  (2)机械清运打桩弃土、桩间保护土层
  施工现场配备履带式挖掘机,打桩施工结束当桩身混凝土强度达到标准强度的75%以上后,安排挖掘机进入基坑作业,及时将打桩弃土、桩间保护土倒运并适当集中,采用运土车辆将其运出现场,同时配备足够人工配合挖掘机进行基底整平,用水准仪严格控制标高。
  机械倒土由于需要挖掘机进入打桩工作面,必须专人指挥并遵循以下原则:
  a. 不可对设计桩顶标高以下的桩体产生损害;
  b. 不能扰动桩间土;
  c. 为避免挖掘机在施工过程中碰桩,预留20cm土层人工清除。
  现场严格规定挖掘机的行走路线,挖掘机进入施工现场需在打桩工作面以上铺垫不小于50cm的保护土层方可行走,禁止直接在打桩工作面上行走,工作时需严格控制标高,不得超挖,运土车辆不得进入地基处理范围,需由挖掘机将打桩弃土、桩间保护土倒运至基坑边,方可装车运走。
  2、截桩头
  保护土层清除后可进行桩头处理,将桩顶设计标高以上桩头截断,一般成桩7天后即可进行截桩头工作。本工程采用人工截桩方法,具体如下:
  (1)用水准仪确定桩顶标高,两人或四人用钢钎水平方向两两相对用大锤同时击打,将桩头截断。严禁用钢钎向斜下方击打或用一个钢钎单向击打桩身;
  (2)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,并把桩顶找平,桩顶表面不可出现斜面,桩顶标高允许偏差为0~+20mm。
  如果在清运打桩弃土、保护土层或截桩头时造成桩体断在设计桩顶标高以下,必须采取补救措施,先将桩顶修平、凿毛,用CFG桩桩身混合料相同标号的素混凝土接桩至桩顶设计标高。
  (四)褥垫层铺设
  褥垫层铺设厚度为200mm,材料选用中粗砂或粒径为5~16mm的碎石,夯填度不大于0.9 (夯填度为压实后厚度与虚铺厚度之比)。施工时可先人工虚铺220-230mm,之后用平板振捣器夯3~4遍直至密实。褥垫层施工完毕后,应向监理单位报验,多准备一份褥垫层施工验收及验槽资料做竣工报告用。
  (五)桩的施工允许偏差应符合下列要求
  1、桩长允许偏差≤100mm
  2、桩径允许偏差20mm
  3、垂直度允许偏差≤1%
  4、桩位允许偏差:对满堂布桩基础≤0.4d,即16cm。
  五、结语
  本文的编写以项目实例为根本依据,对于CFG桩的施工与大家交流共勉。
  作者简介:
  王伟 (1983-),男(蒙古族),内蒙古达茂旗人,工程师,工作单位:内蒙古自治区本级政府投资非经营性项目基建办公室。
  孟晓燕(1983-),女(汉族),内蒙古呼和浩特人,教师.内蒙古师范大学青年政治学院。
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