CFG桩施工工艺及流程

CFGCFG桩施工技术桩施工技术目 录 一、一、CFGCFG桩简介桩简介l CFG(Cement Flyash Grave)桩桩是由水泥、粉煤灰、是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂和水按一定配合比均匀搅拌形成的高粘结碎石、石屑或砂和水按一定配合比均匀搅拌形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基，既能较充强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基，既能较充分的发挥桩体材料的潜力，又可充分利用天然地基承载力，分的发挥桩体材料的潜力，又可充分利用天然地基承载力，并能因地制宜利用地方材料，具有工效高、成本低、工后并能因地制宜利用地方材料，具有工效高、成本低、工后变形小、沉降稳定快的优点。变形小、沉降稳定快的优点。一、一、CFGCFG桩简介桩简介 CFG桩地基处理包括桩地基处理包括CFG桩身、桩帽（板）、褥垫层几桩身、桩帽（板）、褥垫层几部分组成：桩帽褥垫层部分组成：桩帽褥垫层5二、试桩二、试桩试桩目的：试桩目的：试桩是为了为下一步软基处理工程施工提供技术依据试桩是为了为下一步软基处理工程施工提供技术依据，其中包括：，其中包括：（1 1）主要设备的适用性、配套设备的型号及数量；）主要设备的适用性、配套设备的型号及数量；（2 2）根据地质情况初步选定施工工艺和施工顺序的合理性，）根据地质情况初步选定施工工艺和施工顺序的合理性，通过确定施工控制参数及工序时间，相关人员的配备磨合通过确定施工控制参数及工序时间，相关人员的配备磨合；（3 3）桩身质量、处理后单桩承载力或地基承载力是否达到）桩身质量、处理后单桩承载力或地基承载力是否达到设计要求等。设计要求等。三、施工机械设备三、施工机械设备6 机械设备应结合试桩确定的施机械设备应结合试桩确定的施工方案、机械、人员组合、工期工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置；要求进行合理配置；施工施工CFGCFG桩需桩需要配置长螺旋钻机或振动沉管打要配置长螺旋钻机或振动沉管打桩机、桩机、发电机（若采用自发电时发电机（若采用自发电时用）、砼输送泵，装载机、自卸用）、砼输送泵，装载机、自卸汽车、挖掘机、小型挖掘机、砼汽车、挖掘机、小型挖掘机、砼罐车等。罐车等。四、材料和配合比四、材料和配合比 选用的水泥、粉煤灰、碎石及外加剂等原材选用的水泥、粉煤灰、碎石及外加剂等原材料应符合要求及原材料质量验收有关标准，并按料应符合要求及原材料质量验收有关标准，并按规定进行抽检。规定进行抽检。按设计要求进行室内配合比试验，按设计要求进行室内配合比试验，选定合适选定合适的配合比。的配合比。五、施工工艺五、施工工艺 路基路基CFG桩施工桩施工根据施工工艺，可分为根据施工工艺，可分为“七七区段区段”组织流水施工，分别为：组织流水施工，分别为：施工准备区、测量放样区、桩基施工区、桩施工准备区、测量放样区、桩基施工区、桩间土清除区、桩头环切区、桩基检测区、桩帽间土清除区、桩头环切区、桩基检测区、桩帽施工区。施工区。五、施工工艺五、施工工艺1 1、施工准备区：施工准备区：清除路基范围内原地面表层植被，挖除树根清除路基范围内原地面表层植被，挖除树根,在部分现在部分现场地形起伏较大、横坡较明显区域场地形起伏较大、横坡较明显区域。在确定在确定CFGCFG桩顶标高时，要结合排水沟高程桩顶标高时，要结合排水沟高程,确保在确保在CFGCFG桩施工过程中及施工完成后水经过褥垫层过滤后通过桩施工过程中及施工完成后水经过褥垫层过滤后通过CFGCFG桩顶面排至路基两侧排水沟内。桩顶面排至路基两侧排水沟内。基底按设计要求施做路拱，并在路基两侧做好临时排水基底按设计要求施做路拱，并在路基两侧做好临时排水沟，保证排水通畅不积水。沟，保证排水通畅不积水。场地平整完毕后，采用压路机碾压，以满足长螺旋钻机场地平整完毕后，采用压路机碾压，以满足长螺旋钻机自重和抗钻机自重和抗钻机倾倒的要求。倾倒的要求。五、施工工艺五、施工工艺临时排水沟场地碾压 五、施工工艺五、施工工艺2 2、测量放样区：测量放样区：CFG CFG桩的定位从涵洞轴线为中心线向两侧对称布置，每桩的定位从涵洞轴线为中心线向两侧对称布置，每10m10m一个断面按照按照左中右三个点放出桩位，然后前后左一个断面按照按照左中右三个点放出桩位，然后前后左右带线按照设计桩距精确量出每根桩的位置，用白灰线洒右带线按照设计桩距精确量出每根桩的位置，用白灰线洒出十字网格线并在桩位中心插入木筷确定桩位，再在每个出十字网格线并在桩位中心插入木筷确定桩位，再在每个桩位处以木筷为中心用白灰线画圆圈帮助精确定位，测量桩位处以木筷为中心用白灰线画圆圈帮助精确定位，测量放样完成后，要对操作手进行要求，按规定路线进行移机，放样完成后，要对操作手进行要求，按规定路线进行移机，防止破坏桩位标识点。防止破坏桩位标识点。五、施工工艺五、施工工艺桩位放样 五、施工工艺五、施工工艺3 3、桩基施工区：桩基施工区：现场施工过程中技术人员要全程旁站、认真记录，严格按试现场施工过程中技术人员要全程旁站、认真记录，严格按试桩总结各项参数进行现场控制。桩总结各项参数进行现场控制。钻机准确就位后使钻杆垂直对钻机准确就位后使钻杆垂直对准桩位中心，钻进过程中一般为先慢后快，当钻头到达设计桩准桩位中心，钻进过程中一般为先慢后快，当钻头到达设计桩长预定标高时根据钻机塔身处标记，确认钻进深度，并及时记长预定标高时根据钻机塔身处标记，确认钻进深度，并及时记录电流值录电流值。如遇因地质原因桩长打不到设计长度或桩底岩质与如遇因地质原因桩长打不到设计长度或桩底岩质与设计不符时，设计不符时，及时联系设计人员，以确定桩长及时联系设计人员，以确定桩长。采用秒表严格控制拔管速度，并如实记录，拔管应连续，混凝采用秒表严格控制拔管速度，并如实记录，拔管应连续，混凝土泵送也必须连续，混凝土应灌注至设计土泵送也必须连续，混凝土应灌注至设计CFGCFG桩顶标高以上桩顶标高以上50cm50cm，先停机再停止泵送混凝土，以保证桩顶混凝土密实。先停机再停止泵送混凝土，以保证桩顶混凝土密实。五、施工工艺五、施工工艺CFG桩短桩，桩间桩短桩，桩间夹有粗大泥块夹有粗大泥块 桩基施工桩基施工 五、施工工艺五、施工工艺桩基施工桩基施工 五、施工工艺五、施工工艺4 4、桩间土清除区：桩间土清除区：混合料龄期达混合料龄期达7d7d后进行桩间土开挖、清理后进行桩间土开挖、清理。清理时清理时采用小型挖掘机配合人工进行，现场开挖时指定专人采用小型挖掘机配合人工进行，现场开挖时指定专人进行现场指挥，施工过程中严禁挖掘机碰撞桩头，以进行现场指挥，施工过程中严禁挖掘机碰撞桩头，以免造成断桩，桩周土采用人工清理干净。免造成断桩，桩周土采用人工清理干净。五、施工工艺五、施工工艺桩间土清除桩间土清除 五、施工工艺五、施工工艺5 5、桩头环切区：桩头环切区：通过测量挂线确定每根桩的桩顶设计标高，并在桩头通过测量挂线确定每根桩的桩顶设计标高，并在桩头用红油漆或墨线进行标识用红油漆或墨线进行标识。桩头破除采用环切工艺以尽量减小对桩头的扰动形成桩头破除采用环切工艺以尽量减小对桩头的扰动形成浅层断桩的情况，每边切入深度不小于浅层断桩的情况，每边切入深度不小于15cm15cm，切完后再，切完后再桩头切缝处同一水平面按同一角度插入三根钢钎，用锤桩头切缝处同一水平面按同一角度插入三根钢钎，用锤击打将桩头截断，再用钢钎铁锤将桩头从四周向中间修击打将桩头截断，再用钢钎铁锤将桩头从四周向中间修平，在环切过程中注意工人的防护工作，配备防护镜及平，在环切过程中注意工人的防护工作，配备防护镜及手套。手套。五、施工工艺五、施工工艺桩头环切桩头环切 五、施工工艺五、施工工艺桩头环切桩头环切 五、施工工艺五、施工工艺6 6、桩基检测区：桩基检测区：成桩成桩7 7天后对天后对CFGCFG桩采用低应变动力试验检测，检测数桩采用低应变动力试验检测，检测数量为总桩数的量为总桩数的1010，且每工点不低于，且每工点不低于3 3根。根。成桩成桩2828天后采用复合地基载荷试验进行承载力检验，天后采用复合地基载荷试验进行承载力检验，检验数量为桩数的检验数量为桩数的2 2，且每工点不小于，且每工点不小于3 3根。根。成桩成桩2828天后在桩体中心处，桩长范围内垂直钻孔取芯，天后在桩体中心处，桩长范围内垂直钻孔取芯，观察桩体完整性与均匀性，拍摄照片，在桩身上中下取观察桩体完整性与均匀性，拍摄照片，在桩身上中下取不同深度的不少于不同深度的不少于3 3个试样做抗压强度试验，检验数量个试样做抗压强度试验，检验数量为桩数的为桩数的2 2，且每工点不小于，且每工点不小于3 3根；根；五、施工工艺五、施工工艺桩基检测桩基检测 五、施工工艺五、施工工艺7 7、桩帽施工区：、桩帽施工区：桩帽施工前要进行桩间土的平整、压实，并加强场地的桩帽施工前要进行桩间土的平整、压实，并加强场地的排水；桩帽模板采用组合钢模板，确保不变形，保证桩帽排水；桩帽模板采用组合钢模板，确保不变形，保证桩帽成品质量；测量挂线确定模板四角位置，保证桩头位于桩成品质量；测量挂线确定模板四角位置，保证桩头位于桩帽中心位置；控制好桩头标高，保证桩头深入桩帽不小于帽中心位置；控制好桩头标高，保证桩头深入桩帽不小于5cm5cm；桩帽混凝土施工完成后表面必须收光保证外观质量，；桩帽混凝土施工完成后表面必须收光保证外观质量，并及时用土工布覆盖养护。并及时用土工布覆盖养护。桩帽施工完成后，回填桩间土采用细粒土回填，回填土桩帽施工完成后，回填桩间土采用细粒土回填，回填土分两次填筑，每层采用小型压路机进行压实，每层压实厚分两次填筑，每层采用小型压路机进行压实，每层压实厚度不小于度不小于10cm10cm，不高于，不高于20cm20cm，压实质量满足设计要求。，压实质量满足设计要求。五、施工工艺五、施工工艺桩帽施工桩帽施工桩帽养生桩帽养生 五、施工工艺五、施工工艺桩间土回填桩帽施工完成 五、施工工艺五、施工工艺灌注和拔管过程中应注意以下几点灌注和拔管过程中应注意以下几点:28010206030405停工待料的现象钻孔至设计标高后，检查管道内砼是否填满，以管道顶端的排气孔是否喷射砼为准。提钻前砼输送泵，将管道内的砼填满，特别是地下水比较丰富的地段。提钻严禁旋转钻头，避免形成断桩。提至桩顶后亦需停置1030秒泵送混凝土，保证桩头质量；提钻速度根据混凝土输送泵的类型确定。六、质量控制六、质量控制控制要点：控制要点：29对于对于较硬的土层较硬的土层，不宜选用振动沉管不宜选用振动沉管法，防止在施工过法，防止在施工过程中，破坏土的结程中，破坏土的结构，影响地基承载构，影响地基承载力。力。长螺旋钻管内泵压长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工工混合料灌注施工工艺根据不同的土质艺根据不同的土质采用合适的采用合适的提钻速提钻速度度，并且需要选择，并且需要选择相应的相应的机械走行路机械走行路线线，以防止提钻过，以防止提钻过快发生快发生缩径和断桩缩径和断桩现象现象。要选择合适的混要选择合适的混合料合料坍落度坍落度，否则，否则会造成会造成堵管堵管或混合或混合料料离析离析。应按照摩擦桩以应按照摩擦桩以桩长桩长控制为主，控制为主，瞬瞬间电流值间电流值控制为辅，控制为辅，端承桩必须按照端承桩必须按照瞬瞬间电流控制间电流控制为主，为主，桩长桩长控制为辅的原控制为辅的原则控制桩长。则控制桩长。六、质量控制六、质量控制30质量通病：质量通病质量通病浅层断桩浅层断桩桩头酥松桩头酥松桩身缩径桩身缩径短桩、断桩短桩、断桩桩端未进桩端未进入相应的入相应的持力层持力层桩身离析桩身离析 六、质量控制六、质量控制防治措施：防治措施：31 做到一机一人旁站，检查桩位的偏差、做到一机一人旁站，检查桩位的偏差、钻杆的垂直度，控制钻孔深度及砼灌注钻杆的垂直度，控制钻孔深度及砼灌注速度，保证混凝土供应及时不间断速度，保证混凝土供应及时不间断，检，检查成桩瞬间电流值，确保施工成桩瞬间查成桩瞬间电流值，确保施工成桩瞬间电流值与设计值相符，做好旁站记录。电流值与设计值相符，做好旁站记录。钻机移动时，支脚不要压到桩位钻机移动时，支脚不要压到桩位 运输过程中匀速慢转，严禁停转，每运输过程中匀速慢转，严禁停转，每次卸料前必须要求砼罐车强制搅拌次卸料前必须要求砼罐车强制搅拌30S，防止砼发生离析。发现砼坍落度过大，防止砼发生离析。发现砼坍落度过大，需退回搅拌站。砂浆润管时必须等砂浆需退回搅拌站。砂浆润管时必须等砂浆泵完，出现砼时再灌注砼。泵完，出现砼时再灌注砼。控制拔管速度，拔管到桩顶后严格按控制拔管速度，拔管到桩顶后严格按要求停置要求停置10-30S，保证桩头质量。，保证桩头质量。施工过程中避免施工机械对已施工完施工过程中避免施工机械对已施工完的桩体形成挤压。的桩体形成挤压。六、质量控制六、质量控制 桩基质量要求桩基质量要求序号序号检验项目检验项目允许偏差允许偏差施工单位施工单位检验数量检验数量检验方法检验方法1桩位（纵横向）桩位（纵横向）50mm按成桩总数的按成桩总数的10%抽样检验抽样检验，且每检验批，且每检验批不少于不少于5根根经纬仪经纬仪或钢尺丈量或钢尺丈量2桩体垂直度桩体垂直度1%经纬仪或吊线经纬仪或吊线测钻杆倾斜度测钻杆倾斜度3桩体有效直径桩体有效直径不小于设不小于设计值计值开挖开挖50100cm深后，深后，钢尺丈量钢尺丈量 六、质量控制六、质量控制、堵管、堵管堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响问题之一。它直接影响CFGCFG桩的施工效率桩的施工效率,增加工人劳动强度增加工人劳动强度,还会造还会造成材料浪费。成材料浪费。预防措施预防措施:1)1)要注意混合料的配合比要注意混合料的配合比,尤其要注意将粉煤灰掺量控制在尤其要注意将粉煤灰掺量控制在70 70 kg/mkg/m3 3 90 kg/m90 kg/m3 3 的范围内的范围内,坍落度应控制在坍落度应控制在160mm160mm200 mm200 mm之间。之间。2)2)严格控制坍落度。坍落度太大的混合料严格控制坍落度。坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析易产生泌水、离析,泵压作用下泵压作用下,骨料与砂浆分离骨料与砂浆分离,摩擦力加剧摩擦力加剧,导致堵管。坍落度太小导致堵管。坍落度太小,混合料在输送管路内流动性差混合料在输送管路内流动性差,也容易造成堵管。也容易造成堵管。七、纠正及预防措施七、纠正及预防措施、堵管、堵管3)3)严格控制提钻时间严格控制提钻时间,在钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续在钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时必须提钻。时必须提钻。4)4)冬季施工时冬季施工时,采用加热水的办法提高混合料的出口温度采用加热水的办法提高混合料的出口温度,但要但要控制好水的温度控制好水的温度,水温最好不要超过水温最好不要超过6060,否则会造成混合料的早凝否则会造成混合料的早凝,产生堵管产生堵管,影响混合料的强度。影响混合料的强度。5)5)严格控制弯头曲率半径严格控制弯头曲率半径,弯头与钻杆不能垂直连接。混合料输弯头与钻杆不能垂直连接。混合料输送管要定期清洗送管要定期清洗,否则管路内有混合料的结硬块否则管路内有混合料的结硬块,会造成管路堵塞。会造成管路堵塞。七、纠正及预防措施七、纠正及预防措施、窜孔、窜孔 在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况,打完打完X X号桩后号桩后,在施工相邻的在施工相邻的Y Y号桩时号桩时,发现未结硬的发现未结硬的X X号桩的桩顶突然下落号桩的桩顶突然下落,当当Y Y号号桩泵入混合料时桩泵入混合料时,X,X 号桩的桩顶开始回升号桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。此种现象称为窜孔。发现窜孔的发现窜孔的3 3个条件个条件:1):1)被加固土层中有松散饱和粉土、粉细被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂砂;2);2)钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;3);3)土体受剪土体受剪切扰动能量的积累切扰动能量的积累,足以使土体发生液化。足以使土体发生液化。施工中采取的预控措施施工中采取的预控措施:1):1)采取隔桩、隔排跳打方法采取隔桩、隔排跳打方法;2);2)设计人设计人员根据工程实际情况采用桩距较大的设计方案员根据工程实际情况采用桩距较大的设计方案,避免打桩的剪切避免打桩的剪切扰扰;3);3)减少在窜孔区域的打桩推进排数减少在窜孔区域的打桩推进排数,减少对已打桩扰动的能量减少对已打桩扰动的能量的积累的积累;4);4)合理提高钻头钻进速度。合理提高钻头钻进速度。七、纠正及预防措施七、纠正及预防措施、桩头空芯、桩头空芯 桩头空芯主要是施工过程中桩头空芯主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时钻孔时,管内充满空气管内充满空气,泵送混合料时泵送混合料时,排气阀将空气排出排气阀将空气排出,若排气若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气就会导致桩体存气,形成空芯。形成空芯。预防措施预防措施:为避免桩头空芯为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。发现堵塞及时清洗。七、纠正及预防措施七、纠正及预防措施、桩端不饱满、桩端不饱满 桩端不饱满主要是因为施工中为了方便阀门的打开桩端不饱满主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下浸后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下浸入桩孔入桩孔,影响影响CFGCFG桩的桩端承载力。桩的桩端承载力。预防措施预防措施:为杜绝这种情况为杜绝这种情况,施工中前、后台工人应密切配合施工中前、后台工人应密切配合,保证保证提钻和泵料的一致性。提钻和泵料的一致性。七、纠正及预防措施七、纠正及预防措施1 1、控制要点：、控制要点：大面积施工前，做压实工艺试验，确定施工参数，并报监理批大面积施工前，做压实工艺试验，确定施工参数，并报监理批准。验证施工技术、施工组织能达到预期的质量、进度效果，机械准。验证施工技术、施工组织能达到预期的质量、进度效果，机械设备和人员配置合理，施工效率能满足施工组织确定的工期。设备和人员配置合理，施工效率能满足施工组织确定的工期。对清表压实后的基底做出横向路拱，路拱坡度不得缓于设计的对清表压实后的基底做出横向路拱，路拱坡度不得缓于设计的坡度，有利于排水。坡度，有利于排水。对于中间夹土工材料的垫层，上垫层开始采用人工摊铺，自卸对于中间夹土工材料的垫层，上垫层开始采用人工摊铺，自卸汽车不得直接开到土工材料上，压实采用轻型压路机压实，保证土汽车不得直接开到土工材料上，压实采用轻型压路机压实，保证土工材料完好无损。工材料完好无损。38 八、碎石垫层施工八、碎石垫层施工2 2、质量通病及防治措施：、质量通病及防治措施：砂石料材质不符合要求：砂石料的材质应当符合设计及验标要求砂石料材质不符合要求：砂石料的材质应当符合设计及验标要求，特别是含泥量不得超标，否则容易造成固结，起不到排水作用。，特别是含泥量不得超标，否则容易造成固结，起不到排水作用。防治措施：严格控制材料关，不合格的材料不得进场。防治措施：严格控制材料关，不合格的材料不得进场。土工材料受损坏。土工材料铺筑后，上层的垫层不得直接接触大土工材料受损坏。土工材料铺筑后，上层的垫层不得直接接触大型机械，否则易造成土工格栅的破坏，对纵横向的传力不利。型机械，否则易造成土工格栅的破坏，对纵横向的传力不利。防治措施：上层垫层采用人工摊铺，轻型压路机压实。防治措施：上层垫层采用人工摊铺，轻型压路机压实。压实质量达不到设计及验标要求，特别是上层垫层的压实，一般压实质量达不到设计及验标要求，特别是上层垫层的压实，一般仅仅20cm20cm厚，下面为土工格栅，振动不易太大了，否则易造成土工格栅厚，下面为土工格栅，振动不易太大了，否则易造成土工格栅的破坏；碎石垫层中一般掺入适量细颗粒（如石粉等），否则不易压的破坏；碎石垫层中一般掺入适量细颗粒（如石粉等），否则不易压实。实。39八、碎石垫层施工八、碎石垫层施工 谢谢大家！谢谢大家！