一、特点和适用范围
CFG桩为桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和,制成一种粘结强度较高的桩体,与桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。桩,桩间土与基础之间必须设置一定厚度的褥垫层,即褥垫层是高粘结强度桩复合地基的一部分。 CFG桩属高粘结强度桩,与素硷桩的区别仅在于桩体材料的构成不同,在其受力和变形特性方面无什么区别。复合地基性状和设计计算,对其它高粘结强度桩复合地基都适用。CFG桩可适用于条形基础、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。就土性而言,CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土,既可用于挤密效果好的土,又可用于挤密效果差的土。 二、材料
CFG桩的骨干材料为碎石。石屑为中等粒径骨料,当桩体强度小于5MPa时,石屑的掺入可使桩体级配良好,对桩体强度起重要作用,相同碎石和水泥掺量,掺入石屑可比不掺石屑强度增加50%左右。
其它材料为粉煤灰、水泥、及水,其中粉煤灰可使用桩体具有明显的后期强度。 三、施工准备 1、资料和条件
(1)建筑物场地地质勘探报告 (2) CFG桩布桩图以及设计说明
(3)建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料 (4)具备”三通一平”条件 2、技术措施
(1) 确定施工机具和配套设备。
(2) 材料供应计划,标明所用材料的规格、技术要求和数量。
(3) 试成孔应不少于2个,以复核地质资料以及设计、工艺是否适宜,核定选用的技术参数。
(4)按施工平面图放好桩位。 (5)确定施打顺序
施打顺序与土性与桩距有关。软土中桩距较大,可采用隔桩跳打,饱和的松散粉土中施工,如果桩距较少,不直采用桩跳打方案;满堂布桩,无论桩距大小,均不宜从四周转圈向内推进施工。
(6)复核测量基线、水准点及桩位、CFG桩的轴线定位点。 (7)振动沉管机沉管表面应有明显的进尺标记(以米为单位)。 3、施工设备:螺旋钻机,混凝土输送泵,搅拌机。 4、施工工艺
(1)桩机进入现场,根据设计桩长,沉管入土深度确定机架高度和沉管长度。 (2)桩机就位,调整沉管与地面垂直,确保垂直度偏差不大于1%。 (3)启动马达沉管到予定标高,停机。
(4)沉管过程中做好记录,每沉1米记录电流表电流一次,见表1。
(5)停机后立即向管内投料,直到混合料与进料口齐平,混合料设计配批经搅拌机加水拌和,拌和时间不得少于1分钟,如粉煤灰用量较多,拌和时间还要适当放长,落度要求3-5厘米,成桩后浮浆厚度以不超过20厘米为宜。
(6)启动马达,留振5-10秒,开始拨管,拨管速度为1.2-1.5米/分钟(拔管速度为线速)如遇淤泥或淤泥质土,拔管速率还可放慢。拨管过程中不允许反插,如上料不足,须在拨管过程中空中投料,以保证成桩后桩顶标高达到设计要求,成桩后桩顶标高应考虑计入保护桩。
(7)沉营拨出地面,确认成桩符合设计要求后,用粒状材料湿粘土封顶,然后移机进行下一根桩的施工。
(8)施工过程中,抽样做试块,试压28大抗压强度。 (9)待桩体达到一定强度(一般3-7天),进行开槽及桩头处理。
(10)桩头处理完毕后进行褥垫层铺设,褥垫层所用材料为级配砂石,最大粒径不超过3厘米。褥垫层一般厚度10-30厘米,虚铺后采用静力压实,褥垫层高度比基础宽度要大,其宽出部分不直小于褥垫层的厚度。 5、质量要求,安全措施及成品保护 (1)质量要求
A、桩长允许差≤ 10cm B、桩径允许差≤ 2cm C、垂直度允许差≤ l % D、桩位允许偏差:
满堂红布桩的基础茎≤ 1/2 D
条基:垂直轴线方向≤ 1/4 D,单排布桩不得大于6厘米。 顺轴线方向≤ 1/3 D,单排布桩不得大于1/4 D
E、CFG桩施工完毕,对桩进行低应变桩身完整性检测和单桩承载力检测,桩身完整性随机抽取桩数的10%,静载抽几根即可。桩的承载力,必须达到桩的极限承载力。 (2)安全措施
A、电器系统设专人负责,配备电器保护装置,随时检查。
B、设备定期检修,钻机,混凝土泵,搅拌机等必须由专职人员按操作规程操作。 C、施工人员进入现场必须戴安全帽。 D、施工前对施工人员进行专项交底。
E、现场设专职安全员,负贡现场安全施工。 (3)成品保护
A、CFG桩施工完毕,待桩基达到一定强度(一般3-7天)后可进行开槽。 B、土方开挖时不可对设计桩顶标高以下的桩体产主损害,尽量避免扰动桩间土。 C、剔除桩头时先找出桩顶标高位置,用钢钎等工具沿桩周向桩心逐次剔除多余的桩头,直到设计桩顶标高,并把桩顶找平,不可用重锤或重物横向击打桩体,桩头剔至设计标高处,桩顶表面不可出现斜平面。
D、如果在基槽开挖和剔除桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下,必须采取补救措施,可用C20豆石混凝土接桩至设计桩顶标高,接桩过程中保护好桩间土。 6、技术经济指标
CFG桩桩长可以从几米到20多米,并且可全桩长发挥桩的侧阻力,桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40% ~ 75%之间变化,使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。
CFG桩复合地基通过褥垫与基础联接,保证桩问土始终参与工作,与传统的桩基相比,桩的数量可大大减少,且CFG桩不配筋,桩体利用粉煤灰和石屑做为掺合料,大大降低了工程造价。
CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩,是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩。其施工工艺与普通沉管碎石桩基本相同。
1.工程材料
1.1粉煤灰粉煤灰是燃煤发电厂排出的一种工业废料。它是磨至一定细度的粉煤灰在煤粉炉中燃烧(1100~1500。C)后,由收尖器惧的细灰(简称干灰)。其主要化学成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO等,其中粉煤灰的活性决定于各种粒度Al2O3和SiO2、的含量,CaO对粉煤灰的活性也极为有利。粉煤灰的粒度组成是影响粉煤灰质量的主要指标,一般粉煤灰越细,球形颗粒越多,因而水化及接触界面增加,容易发挥粉煤灰的活性。
1.2碎石碎石为不溶于地下水或不受侵蚀影响的硬骨料,一般采用砾石、碎石等,其粒径为20~50mm,密度为2.7tm3,松散密度为1.39tm3,含水率0.96%,含泥量不得大于5%。
1.3石屑掺入一定数量的石屑是填充碎石的孔隙,使其级配良好。石屑宜选用与同一种碎石原料进行加工,掺入的数量应由试验确定,不能随意添加。其各项参数如下:粒径2.5~10mm,密度2.7tm3,松散密度1.47tm3,含水率1.05%,含泥量不得大于5%。
1.4水泥一般采用425号普通硅酸盐水泥,质量优良,新鲜无结块。 2.机具设备
2.1主要机具振动打桩机是振动沉管法施工的主要机具。目前国产型号有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60/DZ120等,对于地质情况较复杂的地基,功率大的打桩机比功率小的效果好,在一般的砂粘性土地基DZ90能满足孔径小于80cmCFG桩的施工。
2.2配套设备
2.2.1吊机的起吊能力应不小于10t,可用起落架代替吊机。
2.2.2电气控制设备是施工机械的心脏,控制电流操作台要有250A以上容量的电流表3块,500V电压表3块。
2.2.3加料可用架子车或小翻斗车完成,按一次不超过0.5立方计算需要运输工具的数量。
3.施工准备施工前,应作好以下准备工作:
3.1认真核对施工现场地质情况,防止施工时沉管振动破坏;
3.2按设计要地求布置桩位,绘出布桩平面图,标出打桩顺序和注明桩位编号,具体施工注意事项应详加说明;
3.3对现场及邻近的地下管线、地上建筑物等应事前进行清理;
3.4搞好现场测量工作,水准控制点及平面控制点应按测规要求引至现场,以控制桩的调程及位置;
3.5完成施工现场“三通一平”工作,保证沉管机械进场。
4.施工方法CFG桩施工前,一般须进行试验,以便确定成桩有关技术参数,待参数确定后再行组织施工。
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