CFG樁復合地基施工工藝及成樁常見問題(改)

1、CFGWW水袒粉煤慶碎石械繪在碎石Ktf8 .IU進-些石娜、輸煤灰和少St水泥.加水并和制成的 種IurMR. KK I： 1：藝與fti0iiw?;10CFG樁復合地基施工工藝及成樁常見問題南雄市住房和城鄉(xiāng)規(guī)劃建設局劉輝摘要：結合廈漳跨海大橋海平互通L程施匸實例，詳盡闡述CFG樁復合地基施工工藝，并對CFG 樁成樁常見問題進行探討，為今后類似工程提供參考和借鑒。關鍵詞：CFG樁復合地基 施工工藝 成樁常見問題1、前言CFG樁即水泥粉煤灰碎石樁，是在碎石樁加固地基法的基礎上發(fā)展起來的一 種地基處理技術。CFG樁復合地基同碎石樁復合地基相比，具有變形模量高，承 載力提高幅度大，施工速度快，操作

2、簡便等特點。其自身本構關系呈線彈性模型, 彈性模量受混合料塌落度、石屑率、水泥粉煤灰比影響。CFG樁復合地基具有置 換作用、擠密作用、邊載作用和對土的約束作用等復合地基效應。CFG樁施工工藝經過兒十年的改進，U前應用較普遍的長螺旋鉆孔管內泵壓 混合料灌注成樁施匸能較好地滿足工程質量和進度的要求。它以成樁速度快、低 噪音、無振動、對樁間土擾動小、施工簡單、造價低、承載力提高幅度大、適用 范圍較廣、社會和經濟效益明顯等特點，廣泛應用于各類工程的地基處理和加固 施丄。另外，褥墊層的攤鋪、碾圧施工工藝也能利用一般成熟路基填筑工藝較易 地控制施工質量，以實現模塊化、標準化和流水化施工。本文結合廈漳跨海大

3、橋海平互通工程施工實例，主要介紹高速公路軟基處理 CFG樁的應用，闡明CFG樁的原理，對CFG樁的施工工藝詳盡闡述，并對CFG樁 成樁常見進行探討，為今后類似工程提供參考和借鑒。2、CFG樁的工藝原理CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁(Cement FIyaSh GraVeI P訂e)的簡稱，是摻加 適量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成具有一定黏結強度和一定壓縮性的半剛 性樁體，達到置換、壓縮、擠密樁間土的作用。同時，褥墊層采用一定厚度的碎 石層夾兩層雙向土工格柵夾砂的形式，起到擠壓褥墊層和樁間土接觸,使得樁和 樁間土始終參與工作，并使樁間土在樁體沉降不斷增加的情況下能不斷發(fā)揮其承 載力作用和協調樁體

4、豎、橫向變形的作用。它通過攤鋪機精平和壓路機靜壓的方式將CFG樁、樁間土和褥墊層一起構成CFG 樁復合地基。CFG樁復合地基施工分為CFG樁長螺旋鉆 孔灌注施丄和褥墊層攤鋪、碾壓施工兩道工 療;。在施工過程中，CFG樁施工工藝較簡單，其施工主要是長螺旋成樁機械和混 凝土拌和、運輸、泵送設備相配合，操作方便且施工進度較快，質量能夠得到保 證。其長螺旋鉆孔管內泵壓混合料灌注成樁法具體工藝原理是采用長螺旋鉆機鉆 進成孔，達到設計標高后后山混凝土泵將混合料從鉆桿內空腔泵壓進土體，同時 提升鉆桿，形成樁體。配套設備主要有長螺旋鉆機、混凝土輸送泵、連接管道、 彎頭等。泵送栓坍落度控制在1620cm,成樁后

5、浮漿厚度以不超過20CnI為宜。褥墊層施工的丄藝原理是釆用人丄配合小型挖掘機挖除樁間土及樁頭，鋪設 一定厚度的碎石墊層和砂墊層以及兩層雙向土工格柵的形式，人工配合機械攤 鋪、碾壓施工。3、工程簡介海平互通位于漳州龍海市港尾鎮(zhèn)后豐村附近區(qū)域，為一般式互通，與招商大 道連接。其中軟土路基段落為A匝道AK0+982. 8"AK1+O49. 1段，該段軟基段落均 為新建匝道，地基處理方法為CFG樁復合地基。設計樁徑為05m,樁長 9. OinA'11. 5m,樁間距為 1. 7m*l. 7m 及 1. 7*1. 9m,共 860 根，總長 9427m。樁身混 凝土強度為C20,樁帽為

6、雙面配筋的現澆C30鋼筋混凝土板，樁帽與樁為現澆混 凝土連接，樁頂設50Crn厚級配碎石砂加筋褥墊層，夾兩層雙向鋼塑復合土工格 柵。本工程屬于海積一級階地地貌軟土發(fā)育工程地質區(qū)，地形較平緩。該填方路 段地層為高壓縮性土層，地層主要為笫四系海積層：流塑狀淤泥及淤泥質粘土， 厚約0. (Tl. 60m；可硬塑狀粉質粘土層；松散-中密狀砂層；中密狀卵石層，在7 度地震作用下，不會發(fā)生震陷液化；下臥南園組J3n凝灰熔巖及其風化層。該段 路基土工程地質性質較差，軟土層厚度較小但埋深較大。場區(qū)內地下水主要為賦 存海積砂層中的孔隙水及基巖中裂隙水，主要接受大氣降水及潮汐側向補給，水 位水量隨季節(jié)性變化不大。

7、4、施工工藝考慮到擠土效應的影響，本工程設訃采用長螺旋鉆管內泵壓施工工藝。CFG樁復合地基處理斷面見圖4. -1軟土地基處理剛性樁復合地基橫斷面示 意圖。CFGMW水泥粉煤灰稈石械雄在碎石tSE8 I.3U進-箜石弘 粉煤慶和少金水泥.加水并和制成的一定粘結強度的杭.KW E1：藝與醬IatK您誹石,!50cmj2EW.U' ：Q嚴匸M"'乂4廠VI IZ -I i1 II;；*Syu圖4-1軟上地基處理剛性樁復合地基橫斷面示意圖CFG樁長螺旋鉆管內泵壓施工工藝流程框圖見圖4-2： CFG樁施丄工藝流程框圖。圖4-2： CFG樁施工工藝流程41、施工準備、場地平整。施

8、工現場必須清除地上和地下一切障礙物后再予以平整。施工前應預留保護土層，厚度一般為30Omm"50Omn1,場地平整后的高低誤差須小于IOOmmO、對原材料質量進行檢驗，合格后方可使用。10CFG RRP水泥輸煤灰碎石械繪任碎石.3U進進石乩粉煤灰和少St水絡8口水并和制成的種幾仃定粘結強度的料.K I. !：藝與(3) 、必須做好兩側排水工作，完善場地排水系統(tǒng)，以保證雨雪天正常施工并 保證施工質量。、機械組裝和檢查，保證鉆桿具有足夠長度，滿足樁長變化需要。、根據栓供應量的大小設計配備相應功率的攪拌站及栓運輸車的數量；同 時規(guī)劃好場地內多臺樁機的施丄作業(yè)面及施打方向，以此安排便道及錯車

9、平臺的 修整和布設。4.2、樁基施工4.2.1、鉆機就位鉆機就位時，山現場技術員檢查樁位無誤后，通知施工員可以安裝鉆機就位。 鉆機移至笫一根樁就位，用自動水平儀調整機架，通過底座支墊調節(jié)調整水平， 調整鉆桿與地面垂直，用鉆機塔身的前后和左右的垂直標桿檢查塔身導桿，校正 位置，使鉆桿垂直對準樁位中心，并且在樁旁的機架側面用紅油漆作好鉆孔深度 的水準標高標志，填寫施工標識并掛在樁機上。開機前須檢查導向架的垂直度，施工中隨時觀察和保持鉆機底盤的水平和導 向架的豎直，樁體垂直度偏差不得超過1.5%,樁位偏差不大于50mm,成樁直徑 不得小于設計值。圖4-3長螺旋鉆機樁位對準圖4.2.2、鉆進成孔圖4

10、-4長螺旋鉆機垂直度控制圖鉆孔開始時，關閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動鉆機鉆 入，鉆進時應先慢后快。鉆頭到達設計樁長預定標高時，于動力頭底面停留位置 相應的鉆機塔身處作醒Ll標記，作為施工時控制樁長的依據，當標記處與標志持IOCFG WRP水袒箝煤慶碎石杭走在碎石杭壤Un W進-空石塚、輸煤灰和少At水泥扣水并和制成的種具內定Wiffim的杭.Kffi E 1：藝與枷0液管碎石 平時，鉆桿就達到設計標高。施工時山現場技術員或施工員用鋼卷尺檢查深度和垂直度并且作好檢查記 錄，現場鉆機操作員作好鉆進記錄（內容含巖層情況、鉆進時間、進度尺寸、鉆 機狀況等）。當遇到較硬土層，鉆桿出現搖

11、晃，進尺困難時，應放慢進尺，同時現場技術 員積極探明情況，給總工程師做出書面匯報，一起參與現場處理，作好處理記錄, 直到鉆至設計標高。施工樁長應根據設計要求、地質情況和鉆進電流變化綜合控制，確保樁體穿 透軟土層進入持力層不小于1. Omo4.2.3、泵送混合料混合料采用C20商品混凝土，坍落度要求16Omm200mm,混合料不得離析， 配合比必須按確定的試驗配合比要求認真控制，采用長螺旋成孔管內泵壓栓成樁 施工工藝，每根樁的投料量不少于設計灌注量?；炷翝仓氨仨氈匦聶z查成孔深度和垂直度并填寫混凝土澆筑申請，合格 后方可澆筑。混凝土澆筑前必須檢查混凝土塌落度、和易性并記錄?；炷吝\到灌注點不

12、能產生離析現象。灌注首批栓之前在用同配合比的無石子砂漿濕潤導管，然后再 放入首批栓。在確認初存量備足后，可開動混凝土泵，將混凝土直接泵入導管內，在初期 泵入混凝土時應控制泵入的速度，并注意觀察提鉆速度。提鉆和泵壓混合料要密 切配合防止提鉆過快。提鉆速度應根據混凝土的泵送速度和孔徑的大小等因素確 定，提鉆過程須保證鉆頭沒入混合料面，提升速度宜控制在2mmin"3mmino做好混凝土用量記錄和提管時間記錄?；炷凉嘧⒈仨氝B續(xù)進行，中間不得 間斷。應避免因后臺供料慢導致停機待料，也應防I匕供料過快導致堵管。鉆孔產 生的棄土應及時人工清除至路基范圍以外?；炷凉嘧⑦^程中，應始終保持導管 位置

13、居中，提升導管時應有專人指揮掌握。不使骨架傾斜、位移，混凝土灌注到 樁孔上部0.5m以內時，可不再提升導管，直到灌注至設計標高后一次拔出。灌 注至樁頂設計標高后必須多灌一倍樁徑長度約50Ommt以保證鑿去浮漿后樁頂混 凝土的強度。提鉆后，將樁體鋼筋緩慢插入樁內，再對樁頭上部2m3）進行振搗。打樁過程中，應經常檢查樁身混合料的配合比、坍落度、提鉆速度、成孔深 度、混合料的灌入量，并做好記錄?；炷翝仓龌炷翉姸仍噳K，每澆注一CFGFT即水遐粉煤決於石林«潅碎石hJu進一越石JW、朝倬坎川M加MH；啟的*具有一定粘姑強度的樁氏施1.1.2.與IMi機?W和個班次或者IOonI3混凝土

14、時留設一組標養(yǎng)試塊，試塊應養(yǎng)護好，達到一定強度后 立即拆模送往養(yǎng)護室標準養(yǎng)護；混凝土施工完畢后，及時收集混凝土出廠合格證、 混凝土強度報告，做混凝土強度評定。4.2.4、移機成樁后，移機到下一根樁繼續(xù)施工。在同一排樁施工時，縱向、橫向平移鉆 機采用鉆機機座的導軌自動平移。橫向移機操作：把鉆桿落位放好，機塔和底盤加固穩(wěn)定，啟動轉盤和導軌， 使機頭左右轉向，利用四個支撐腿把鉆桿移到指定的樁位，整個操作熟練時2 分鐘完成。縱向移機操作：把鉆桿落位放好，機塔和底盤加固穩(wěn)定，啟動導軌和支腿， 使機頭詢后移動，利用四個支撐腿把鉆桿移到指定的樁位，整個操作熟練時3 分鐘完成。鉆機到位后，技術人員要重新做“樁

15、機就位”的各項工作，保證樁位準確。4.2.5、鑿除樁頭施工結束后注意保護樁頭，在齡期未到之前禁止重型機械碾壓。成樁24小時后清土，開挖時應將頂部施工質量差的浮漿段人工鑿除，嚴禁采用機械直接開挖至樁頂標高。清土采用小型機械設備及人工挖土、運輸； 小型機械挖土時應離開樁邊20cm,余土用人工清 除，避免對樁體造成破壞；坑底預留20cm ±層人 工清除，找平；人工截樁，釆用3根鋼釬間隔 120° ,沿徑向楔入樁體，直至上部樁體斷開，樁 頂采用小釬修平。如因剔樁造成樁頂開裂、斷裂，按樁基混凝土接樁規(guī)定，斷面鑿毛，刷素水泥漿后用高一級混凝土填補并振搗密實。CFG樁施工質量檢驗標準見表

16、2-2： CFG樁施工質量檢驗標準表。表2-2： CFG樁施工質量檢驗標準表項目序號檢査項目合格標準檢查方法主控1原材料資料完整，試驗項 目符合設計要求查產品合格證書及抽樣送檢項2樁徑不小于設計值抽査樁數的3%10CFG RRP水泥輸煤灰碎石械繪任碎石.3U進進石乩粉煤灰和少St水絡8口水并和制成的種幾仃定粘結強度的料.K I. !：藝與目3樁身強度不小于設計值取芯法，總樁數的5%4單樁承載力和復合地基承載力不小于設計值受檢樁數按閩高路工2000 150號文件執(zhí)行5樁身完整性按樁基檢測技術 規(guī)程宜采用反射波法，受檢樁數按閩高路工 2000 150號文件執(zhí)行，如上述3條能判 定樁身完整性，可減少

17、相應的檢測數量般 項 目1樁距（Inm）+ 100抽査樁數的3%2樁垂直度1%抽査樁數的3%3樁長不小于設計值查施工記錄4.2.6、碎石砂墊層施工級配碎石砂加筋墊層含碎石70%,粒徑2040mm,含泥量不大于5%,強度 不低于四級。中粗砂含量30%,含泥量不大于5%,細度模數3,滲透系數不小 于 5 X10-3cmso樁頂加筋墊層土工合成材料采用雙向鋼塑復合土工格柵，格柵強度不小于 80KNm,對應變形率小于3%。格柵保護層采用聚乙烯，厚度為ImnU碎石砂墊層施工見圖4-5碎石砂墊層施工示意圖墊層鋪設前必須對碎石砂墊層材料作檢驗，各項指標符合設計及規(guī)范要求， 并報請監(jiān)理丄程師審批同意使用后方可

18、用于鋪設墊層。在墊層鋪設過程中，每填 筑5000m3送檢一次。碎石砂墊層鋪設要點：、鋪設墊層采用填筑法施工，分段鋪設，用汽車將碎石砂運到場地，用推 土機攤平，分層壓實，壓實厚度宜為15Crn20Cnb密實度要達到93%。如需起拱,其起拱坡度應符合設訃要求。、墊層橫向應延伸出坡腳外Im,在橋頭臺前，縱向應伸出坡腳外Im,以 利排水，兩端應采用砌片石或其它方式防護，以免材料流失，嚴禁使用包邊粘土 將墊層包裹。(3)、復合地基碎石砂墊層施工應在樁體施匸并經檢驗合格后進行。土工格柵布設要點：、鋪設土工格柵前認真平整場地，清楚雜物、石塊等。(2) 、鋪設土工格柵時，保持其連續(xù)性，不要出現扭曲、折皺、重疊

19、的現象， 要求盡量拉伸。(3) 、為保持土工格柵的整體性，施工中土工格柵的連接釆用綁扎錨固法，要 求連接強度不小于格柵強度。(4) 、土工格柵鋪號后盡快進行填土，避免長時間暴曬。(5) 、土工格柵上下界面處填土其最大粒徑不得大于6cm,以免被穿透、擊破 土工格柵，攤鋪宜采用輕型推土機或前置式裝載機。一切車輛、施工機械只容許沿路堤的軸線方向行駛。圖4-6砂墊層鋪設圖圖4-7上工格柵鋪設圖10CFGF（RP水泥粉煤灰稈石械雄在碎石tSE8 I.3U進-箜石弘粉煤慶和少金水泥.加水并和制成的一#A» 定粘結強度的杭.KW I： 1：藝與醬IatK您誹石5、成樁常見問題5.1、堵管（1）、混

20、合料配合比不合理。當混合料中的細骨料和粉煤灰用量較少時，混合 料和易性不好，常發(fā)生堵管。因此，要注意混合料的配合比，尤其要注意將粉煤 灰的摻量，坍落度應控制在16Omm20Omm之間。、混合料攪拌質量有缺陷。在CFG樁施工中，混合料山混凝土泵通過剛性 管、高強柔性管、彎頭最后到達鉆桿芯管內。混合料在管線內借助水和水泥砂漿 潤滑層與管壁分離后通過管線。坍落度太大的混合料，易產生泌水、離析，泵壓 作用下，骨料與砂漿分離，摩擦力加劇，導致堵管。坍落度太小，混合料在輸送 管路內流動性差，也容易造成堵管。、施工操作不當。鉆孔進入土層設計標高后，開始泵送混合料，管內空氣 從排氣閥排出，待鉆桿芯管及輸送軟、

21、硬管內混合料連續(xù)時開始提鉆。若提鉆時 間較晚，在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出，容易造成管路堵塞。、冬期施工措施不當。冬期施工時，混合料輸送管及彎頭均需做防凍保護, 防凍措施不力，常常造成輸送管或彎頭處混合料的凍結，造成堵管。冬季施工時, 必要時應采用加熱水的辦法提高混合料的出機溫度，但要控制好水的溫度，水溫 不宜超過60°C,否則會造成混合料的早凝，產主堵管，影響混合料的強度。、設備缺陷。彎頭曲率半徑不合理也能造成堵管。彎頭與鉆桿不能垂直連 接，應圓順連接?；旌狭陷斔凸芤ㄆ谇逑?，否則管路內殘余的混合料結硬后， 還會造成管路的堵塞。5.2、竄孔在飽和粉土、粉細砂層中成樁經常會遇到這種惜況，打完X號樁后，在施工10CFGKW水泥粉煤慶碎石械繪在碎石tM f-.au進-H(IX，輸煤茨和少st水泥血水并和制成的一種具有 龍粘結強換Mr. Kifi I： 1：藝與件IaiS您神石 相鄰的Y樁時，發(fā)現未結碩的X號樁的樁頂突然下落，當Y號樁泵入混合料時， X號樁的樁頂開始回升，此種現象稱為竄孔。發(fā)生竄孔的條件有如下三條:(1)、 被加