CFG樁與沖孔灌注樁施工工藝與經(jīng)濟(jì)分析

1、CFG樁與沖孔灌注樁施工工藝 與經(jīng)濟(jì)分析CFG樁是英文Cement Fly-ash Grave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(jī)械制成的可變強(qiáng)度樁。它和樁間土一起，通過褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基共同工作，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型；CFG樁適用范圍：（1）長(zhǎng)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(shí)以上的樁土；（2）長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁， 適用于粘性土、粉土、砂土， 以及對(duì)噪聲或泥漿污染要求嚴(yán)格的場(chǎng)地；（3）振動(dòng)沉管灌注成樁， 適用于粉土、粘性土及素填土地基；CFG樁工程特性（1）CFG樁復(fù)合地基

2、通過褥墊層與基礎(chǔ)連接，可保證樁間土始終參與工作。在荷載作用下，樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔(dān)的荷載。這樣，由于樁的作用使處理后的復(fù)合地基承載力可大幅度提高，提高系數(shù)可高達(dá)2倍以上。（2）CFG樁是由機(jī)械成孔后將混合料打入孔中成形，利用拔管過程中樁機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)及高差產(chǎn)生的重力使混合料出現(xiàn)自振搗效應(yīng)并成形。這樣在成樁的過程中不僅擠密了樁間土還擠密了樁身，使其具有水硬性，能明顯提高復(fù)合地基的強(qiáng)度和抗變形能力。（3） CFG樁長(zhǎng)可以從幾米到0多米，并可全樁長(zhǎng)發(fā)揮樁的側(cè)阻力，樁承擔(dān)的荷載占總荷載的百分比可在4075之間變化。因此復(fù)合地基承載力具有很大的可調(diào)性，可通過調(diào)整樁長(zhǎng)、樁

3、距等參數(shù)來(lái)滿足不同的承載力要求。（4）CFG樁復(fù)合地基具有剛?cè)嵯酀?jì)的受力特征，不僅可全樁長(zhǎng)發(fā)揮側(cè)阻，而且當(dāng)樁端落在好的土層上時(shí)還具有明顯的端承作用。這樣就可以通過增加樁長(zhǎng)或改變樁端持力層的方式，使其進(jìn)入較堅(jiān)硬的土層來(lái)提高CFG樁復(fù)合地基的承載力，以滿足不同的設(shè)計(jì)要求。CFG樁質(zhì)量控制（1）選擇正確的施工順序。CFG樁的施工順序和施打速度正確與否直接影響樁的質(zhì)量，應(yīng)合理選擇樁的施打順序和施打速度，盡量減少樁間土的側(cè)向擠壓與隆起對(duì)已施工樁的影響。（2）嚴(yán)格控制拔管速率。拔管速率太快可能導(dǎo)致樁徑偏小或縮頸斷樁，而拔管速率過慢又會(huì)造成混和料離析，樁項(xiàng)浮漿過多導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不足。因此施工時(shí)，拔管速度應(yīng)按均

4、勻線速度控制在1.21.5m/min左右，在淤泥或淤泥質(zhì)土層位置，拔管速度還應(yīng)適當(dāng)放慢。（3）控制好混合料的坍落度。坍落度過大，會(huì)形成樁項(xiàng)浮漿過多，降低樁體強(qiáng)度。坍落度宜控制在3050mm，此時(shí)混合料和易性好，成樁質(zhì)量容易控制。（4）應(yīng)設(shè)置保護(hù)樁長(zhǎng)。樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高至少0.5m，并在管拔出后，用插入式振搗棒對(duì)樁頂混合料加振35秒，提高樁頂混合料的密實(shí)度及抵抗周圍土擠壓的能力，避免混合料受新打樁振動(dòng)作用上涌而導(dǎo)致縮徑。 （5）拔管過程避免反插。在拔管過程中若出現(xiàn)反插，由于樁管垂直度的偏差，容易使土與樁體材料混合，導(dǎo)致樁身?yè)酵劣绊憳渡碣|(zhì)量，應(yīng)避免反插。（6）加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測(cè)。在施工過

5、程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工場(chǎng)地標(biāo)高、已打樁樁頂標(biāo)高等項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取針對(duì)性措施，有效地控制成樁質(zhì)量。(7)合理調(diào)配混合料供應(yīng)。由于運(yùn)送混合料的攪拌車的容量有限，樁體通常需要灌注幾次才能完成，而分次灌注的交界面容易形成樁身缺陷。因此需加強(qiáng)供應(yīng)調(diào)度，減少等料時(shí)間。(8)加強(qiáng)成品保護(hù)。應(yīng)在CFG樁達(dá)到一定強(qiáng)度后（一般為成樁后37天）再進(jìn)行基坑開挖和樁頭處理。基坑若采用機(jī)械、人工聯(lián)合開挖時(shí)，應(yīng)預(yù)留一定厚度由人工開挖，以保障機(jī)械開挖造成的斷裂部位不低于基礎(chǔ)底面標(biāo)高，且樁間土不受擾動(dòng)。如果在基槽開挖和砍樁時(shí)造成樁斷至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下時(shí)，應(yīng)進(jìn)行接樁。可人工開挖至斷樁位置，將斷樁位置清理干凈鑿毛，擴(kuò)

6、大半徑20mm后用高一標(biāo)號(hào)的混凝土接樁至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高。CFG樁施工工藝：（1）長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工工藝 長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝流程圖停 機(jī)測(cè)量、放線并復(fù)核平整場(chǎng)地樁位對(duì)中鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高邊提鉆邊投混合料壓罐混合料至設(shè)計(jì)樁頂面原材料進(jìn)場(chǎng)、檢驗(yàn)混合料攪拌安裝鉆機(jī)、混合料攪拌機(jī)工藝要點(diǎn)A 布置樁點(diǎn)：場(chǎng)地清理整平，按樁點(diǎn)設(shè)計(jì)布置圖放樣布點(diǎn)。B 鉆機(jī)就位：移動(dòng)鉆機(jī)就位，用塔機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心。C 混合料攪拌：按試驗(yàn)配合比攪拌混合料，上料順序?yàn)椋合妊b碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加劑，最后加砂攪拌均勻，放入攪拌桶。每盤料攪拌

7、時(shí)間不小于60s?；炷撂涠瓤刂圃?60200mm。在泵送前混凝土泵料斗、攪拌機(jī)攪拌筒備好熟料。D 鉆進(jìn)成孔：關(guān)閉鉆頭閥門，移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面，啟動(dòng)馬達(dá)先慢后快鉆進(jìn)，減少鉆桿搖晃，檢查鉆孔的偏差。在成孔過程中，發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，可放慢進(jìn)尺，避免導(dǎo)致樁孔偏斜、移位，甚至使鉆桿、鉆具損壞。E 灌注及拔管：成孔到達(dá)設(shè)計(jì)樁底，停止鉆進(jìn)，泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯充滿混合料后開始拔管，不可先拔管后泵料?；旌狭系谋盟土颗c拔管速度相匹配，拔管速度控制在23m/min。成樁過程須連續(xù)進(jìn)行，施工中因其他原因不能連續(xù)灌注，須避開飽和砂土、粉土層停機(jī)。灌注成樁后，用水泥袋蓋好樁頭，進(jìn)行保護(hù)。F 移機(jī)：一根樁施工

8、完畢后，鉆機(jī)移位，進(jìn)行下一根樁施工。（2）振動(dòng)沉管灌注成樁施工工藝振動(dòng)沉管灌注成樁施工工藝流程圖安裝鉆機(jī)、混合料攪拌機(jī)原材料進(jìn)場(chǎng)、檢驗(yàn)測(cè)量、放線并復(fù)核平整場(chǎng)地樁位對(duì)中沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高邊拔管邊投混合料灌注混合料至設(shè)計(jì)標(biāo)高混合料攪拌停 機(jī)工藝要點(diǎn)A 布置樁點(diǎn)：場(chǎng)地清理整平，按樁點(diǎn)設(shè)計(jì)布置圖放樣布點(diǎn)。B 樁機(jī)就位：移動(dòng)樁機(jī)就位，連接樁頭，調(diào)整沉管、樁頭與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。 C 混合料攪拌：按試驗(yàn)配合比攪拌混合料，坍落度3050mm控制。D 沉管：?jiǎn)?dòng)馬達(dá)，沉管到預(yù)定標(biāo)高停機(jī)，沉管過程中做好記錄，每沉1m記錄電流表上的電流一次，并對(duì)土層變化處予以說明。E 投料：停機(jī)后立即向管內(nèi)投料，直

9、到混合料與進(jìn)料口齊平。成樁后浮漿厚度以不超過20cm為宜。F 振動(dòng)拔管：?jiǎn)?dòng)馬達(dá)，留振510s，開始拔管，拔管速率一般為1.21.5m/min。如果遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速度還要放慢。拔管過程中不允許反插。如上料不足，須在拔管過程中空中投料，以保證成樁后樁頂達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，施工時(shí)樁頂宜高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m。G封頂：沉管拔出地面，確認(rèn)成樁符合設(shè)計(jì)要求后，用粒狀材料或黏性土封頂。然后停機(jī),移機(jī)到下一根樁施工。（3）長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁施工工藝長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁目前應(yīng)用較少其工藝流程為：平整場(chǎng)地樁位放樣組裝設(shè)備安放鋼護(hù)筒鉆孔機(jī)就位鉆至設(shè)計(jì)深度停止鉆進(jìn)邊提升鉆桿邊用混凝土泵經(jīng)由內(nèi)腔向孔內(nèi)泵注超流態(tài)混凝土提

10、出鉆桿放入鋼筋籠成樁樁頭處理樁頂保護(hù)措施。CFG樁經(jīng)濟(jì)分析：根據(jù)CFG樁施工工藝的分析，由于CFG樁的作用使復(fù)合地基，承載力提高、變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價(jià)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng)。同時(shí)還具有施工速度快、工期短、抗腐蝕和易控制等特點(diǎn)。沖孔灌注樁沖孔灌注樁是灌注樁的一種。灌注樁是直接在施工現(xiàn)場(chǎng)樁位上成孔,然后放入鋼筋籠再灌注混凝土而成.沖孔灌注樁施工沖孔機(jī)沖擊成孔，為泥漿護(hù)壁成孔。 沖孔灌注樁的適用范圍：沖孔灌注樁適用于填土層、粘土層、粉土層、淤泥層、砂土層、碎石土層、礫卵石層、巖溶發(fā)育巖層或裂隙發(fā)育的地層施工，樁孔直徑通常為600

11、2500mm，最大直徑可達(dá)2500mm，沖孔深度最大可達(dá)300m左右。 沖孔灌注樁工程特性：1、沖孔是用沖擊鉆機(jī)把帶鉆刃的重鉆頭（又稱沖錘）提高，靠自由下落的沖擊里來(lái)削切巖層，排出碎渣成孔。沖擊鉆機(jī)有鉆桿式和鋼絲繩式兩種。前者所鉆孔徑較小、效率較低、應(yīng)用較少。后者鉆孔直徑大，可根據(jù)設(shè)計(jì)的樁徑來(lái)修改鉆頭的大小，錘重在3000kg10000kg（具體根據(jù)樁徑的大小來(lái)確定錘重）。 沖孔灌注樁質(zhì)量控制：1、鋼筋籠質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目序號(hào)檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值（mm）檢查方法主控項(xiàng)目1主筋間距±10用鋼尺量2長(zhǎng)度±100用鋼尺量項(xiàng)目序號(hào)檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值（mm）檢查方法一般項(xiàng)目1

12、鋼筋籠材質(zhì)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)要求抽樣送檢2箍筋間距±20用鋼尺量3直徑±10用鋼尺量2、混凝土灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主 控項(xiàng)目 主 控項(xiàng)目 1樁位1-3根、單排樁基垂直于中心線方向和群樁基礎(chǔ)中的邊樁條形樁基沿軸線方向和群樁基礎(chǔ)中間樁基坑開檢前量護(hù)筒，開挖后量樁中心d1000mmd/6且不大于100d/4且不大于150d1000mm100+0.01H150+0.01H2孔深mm+300只深不淺，用重錘測(cè)嵌巖板應(yīng)確保進(jìn)入設(shè)計(jì)要求的嵌巖深度3樁體質(zhì)量檢驗(yàn)按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范，如鉆孔芯取樣，大直徑數(shù)巖樁應(yīng)鉆至樁尖下50cm按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范4混凝土強(qiáng)度設(shè)

13、計(jì)要求試件報(bào)告或鉆芯取樣送檢5承載力按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值一般項(xiàng)目1垂直度1%測(cè)鉆桿，或用超聲波探測(cè)2樁徑d1000mmmm±50經(jīng)緯儀或超聲波檢測(cè)d1000mmmm±503泥漿比重（粘土或砂性土中）1.151.20用比重計(jì)測(cè),清孔后在距孔高50cm處取樣.4泥漿面標(biāo)高（高于地下水位m0.51.0目測(cè)5沉渣厚度:端承樁mm50用沉渣儀或重錘測(cè)量磨擦樁mm1506混凝土坍落度mm160220坍落度儀7鋼筋籠安裝深度mm±100用鋼尺量8樁頂標(biāo)高mm+30-50水準(zhǔn)儀、需扣除樁頂浮漿層及劣質(zhì)樁體沖孔灌注樁施工工

14、藝：樁位放樣及 控 制設(shè)置護(hù)筒孔位放樣及 控 制樁機(jī)就位設(shè)泥漿池制備泥漿掏 渣邊灌砼邊撥 導(dǎo) 管第二次處理沉渣樁位二次測(cè)量校正及 控 制放入鋼筋 籠插入導(dǎo)管混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求挖土檢查驗(yàn)收成孔孔孔子1、沖孔灌注樁施工工藝流程：拔護(hù)筒2、工藝要點(diǎn)：（1）樁位放樣及控制在打樁現(xiàn)場(chǎng)或附近需設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)，數(shù)量不少于2個(gè)；水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置地點(diǎn)應(yīng)在受打樁作業(yè)影響的范圍之外。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的軸線控制點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)經(jīng)常檢查，避免發(fā)生誤差，平面控制樁的精度應(yīng)符合二級(jí)導(dǎo)線的精度要求，高程控制樁的精度應(yīng)符合三等水準(zhǔn)的要求。根據(jù)軸線控制樁對(duì)軸線進(jìn)行放線，然后再定出樁位。樁軸線放線應(yīng)滿足以下要求；雙排及以上樁，偏移應(yīng)小于20mm；對(duì)

15、單排樁，偏移應(yīng)小于10mm。（2）護(hù)筒設(shè)置護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑大于200400mm，直徑大于1m的護(hù)筒如剛度不夠時(shí)可在頂端焊接加強(qiáng)圓環(huán)。安設(shè)護(hù)筒時(shí)，其中心線位置與樁位中心線偏差應(yīng)小于50mm，護(hù)筒在砂土中的埋深不宜小于1.5m，在粘土中埋深不小于1m。并應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位1m以上，陸地上埋設(shè)護(hù)筒，在護(hù)筒與坑壁之間應(yīng)用粘土夯實(shí)。（2）樁機(jī)安裝成孔鉆機(jī)主要由鉆架、卷?yè)P(yáng)機(jī)和沖抓工具三部分組成。鉆機(jī)安裝好后，起吊鉆錐并放入護(hù)筒內(nèi)停住檢查起吊鋼絲繩位置，如位置偏差大于2cm，應(yīng)予以調(diào)整。（4） 沖擊鉆進(jìn)沖孔時(shí)先在孔內(nèi)灌注泥漿，泥漿比重控制在1.41.5在沖擊過程中，根據(jù)地質(zhì)土層情況調(diào)整泥漿比重

16、，保證泥漿補(bǔ)給保持孔內(nèi)漿面穩(wěn)定，護(hù)筒埋深較淺或地表土質(zhì)較差，護(hù)筒內(nèi)泥漿壓頭不宜過大。一般不宜多用高沖鉆，以免擾動(dòng)孔壁易引起坍孔，擴(kuò)孔或卡錘事故。經(jīng)常檢查鋼絲繩磨損情況、卡扣松緊程度，轉(zhuǎn)向是否靈活，以免突然掉鉆。每次掏渣或因其它原因停鉆后，再次開鉆應(yīng)由低沖鉆逐漸加大到正常沖程，以免卡鉆。開始鉆基巖時(shí)應(yīng)低錘勤擊。以免偏斜，如發(fā)現(xiàn)孔偏斜應(yīng)立即回填片石，厚3050cm。重新鉆進(jìn)，遇孤石時(shí)，可拋填相似硬度的片石或卵石，用高沖程沖擊或高低沖程交替沖擊，將大孤石擊碎擠入孔壁。盡量采用泥漿循環(huán)排渣，如采用抽渣筒，當(dāng)鉆進(jìn)45m后，每鉆進(jìn)0.51.0m應(yīng)抽查一次，并及時(shí)補(bǔ)漿，每鉆進(jìn)45m應(yīng)檢孔一次，在更換鉆頭前或

17、容易縮頸處均應(yīng)檢孔。沖孔結(jié)束后，應(yīng)對(duì)以下項(xiàng)目進(jìn)行檢查：孔深、孔徑、孔垂直度、孔底沉渣厚度應(yīng)符合質(zhì)量檢驗(yàn)要求。（5）清孔及第一次沉渣處理采用抽渣筒或正循環(huán)壓風(fēng)機(jī)清孔。 清孔后孔底的泥漿比重，泥漿含砂率、膠體率及沉渣厚度應(yīng)符合質(zhì)量檢驗(yàn)要求。（6）第二次處理沉渣第二次清孔后下放鋼筋籠，導(dǎo)管需一定時(shí)間，在此段時(shí)間內(nèi)孔底的沉渣又會(huì)增加，泥漿濃度亦會(huì)增大，故需第二次進(jìn)行清孔及沉渣處理，處理方法可采用導(dǎo)管的空氣升液排渣或空吸泵的反循環(huán)方法。第二次清孔及沉渣處理的檢查項(xiàng)目、質(zhì)量要求與第一次相同。（7）鋼筋籠滿足下列要求。（a）鋼筋籠采取分段制作，符合質(zhì)量檢驗(yàn)要求。（b）吊放鋼筋籠時(shí)，需對(duì)準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，緩慢

18、下沉，鋼筋籠下到設(shè)計(jì)位置后，應(yīng)立即固定，兩段鋼筋籠連接時(shí)采用焊接。（c）為保證混凝土保護(hù)層的厚度，可在鋼筋籠上設(shè)置定位鋼筋環(huán)，混凝土墊塊等。（8）混凝土滿足下列要求。（a）須具有良好的和易性，配合比先經(jīng)試驗(yàn)確定，坍落度一般采用1620cm。（b）含砂率為4045%，細(xì)骨料選用中砂。（c）粗骨料應(yīng)盡量選用河卵石，也可用碎石，其粒徑不宜大于4cm。（9）導(dǎo)管滿足下列要求（a）導(dǎo)管壁厚不宜小于3mm，直徑可采用200250mm。直徑制定偏差不超過±2mm。（b）導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼、試壓、并試驗(yàn)隔水栓能否通過。（10） 灌注水下混凝土為保證水下混凝土的質(zhì)量，貯斗內(nèi)混凝土初存時(shí)必須滿足首次灌注時(shí)導(dǎo)管底端能埋入混凝土中0.81.2m。 開始灌注底時(shí)，預(yù)制端到孔底距離應(yīng)能順利排出隔水柱，一般保持3050cm，排塞后不得將導(dǎo)管插回孔底。隨著混凝土的上升，要適當(dāng)提升和拆卸導(dǎo)管，導(dǎo)管底端埋入管外混凝土面以下一般應(yīng)保持23m，并不得小于1m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝