振动沉管和长螺旋施工工艺的优缺点及实用性论证.doc

振动沉管灌注CFG桩施工工艺及长螺旋CFG桩施工工艺对照表振动沉管灌注CFG桩施工工艺适用工程地质条件1适用的工程地质条件振动沉管属于非排土成桩工艺主要适用于粘性土粉土淤泥质土人工填土及松散砂土尤其适用松散的粉土细砂但本场地局部含有碎块石甚至有大块状打粒径的孤石这就给成孔带来一定的困难局部甚至可能无法成孔优点1主要体现在对软土的处理效果较好尤其是砂土淤泥质土粉土等对这些土它的挤密效果好同时可消除其液化效果达到增加侧摩阻力复合地基的综合承载力2工程成本相对较为便宜缺点1施工时不易控制质量把握不好的话可能出现缩颈断桩夹泥等现象根据相关资料统计此工艺施打的灌注桩事故率高达252难以穿透硬的土层如砂层卵石层碎石层包括较硬的粘土层等若不能穿透就得采用其它工艺引孔或者采用其它工艺这就给施工带来麻烦同时增加一些附加费用进度也就受到影响3振动噪音污染严重这点对本场地到没有过大的影响4对已有建筑物或现在正在施工的建筑基础振动可能会带来不良影响比如现在的人工挖孔桩基础等5施工时混合料从搅拌机到桩机进料口的水平运输一般为翻斗车和人工运输效率相对较低材料有一定浪费对于长桩尚需空投料操作不方便本场地最长的桩根据工程地质资料显示可能有的桩要到20m左右所以难免要产生空投6它属于非排土成桩工艺在饱和的粘性土中成桩会造成地面隆起挤断已打桩尤其是高灵敏土中可能会导致桩间土的强度降低7施工效率低据调查每天每台设备估计就是300m左右这样的话在预计的工期内就得增加投入更多的设备用电量就高估计要750个千瓦但目前场地还不能提供这样的电长螺旋CFG桩施工工艺适用工程地质条件适用于粘性土粉土和填土等地基优点1噪音低无泥浆等环境污染2成孔制桩不产生振动避免了新打桩对已打桩的不良影响3成孔穿透能力强可以穿透硬土层如碎石层硬塑的粘土层砂层等4施工效率高调查估计每台一天可到1000m左右这样投入的设备就少些和前次试桩的机械用电量差不多5成桩质量好容易控制对桩间土的强度破坏不大缺点1对混合料的可泵性和和易性要求高同时对砼的配合比要求就严格2对地下水位以下的桩可能会有一定的影响3工程造价成本相对较高备注实际上鉴于振动沉管缺点的这些因数所以1997年内中国建筑科学院等单位才申请了九五公关项目长螺旋钻管内泵压水泥粉煤灰碎石桩施工工艺三年时间才研发出来最终得以完善实际上该工艺也就是振动沉管的一个升级建议通过以上两种施工工艺优缺点的对照结合场地地形地貌工程地质条件以及它的成因及组成结构卡斯特地貌岩溶地区普遍有硬塑状粘土层和局部夹有碎块石和极少量孤石为保证成孔质量桩身质量以及处理后复合地基的质量故建议采用长螺旋成孔工艺桩施工技术简介分别代表水泥粉煤灰与碎石由于利用工业废料粉煤灰代替部分水泥大大地降低了工程造价又增加了桩身后期强度通过柔性褥垫层的设置使桩复合地基得到均匀沉降和较高的承载力是目前多层房屋建筑加固软土地基最经济适用快速可靠的一种新型灌注桩桩的特点桩不需要排泥浆不污染周围环境施工工艺简单成桩速度快多层房屋建筑建筑面积采用桩复合地基施工只用了桩的混合料具有一定的粘结强度和良好的和易性使其在振动沉管中软滑不易离析泌水容易保证桩身质量桩复合地基承载力提高幅度大沉降量小加固软土地基效果显著具有较广泛的适应性由于粉煤灰不断发生水化反应使桩身混合料的后期强度增长较大这对桩承受上部荷载有了可靠的保证桩体内不设钢筋笼可节约大量钢材桩身混合料可就地取材从而大大降低了工程造价桩与粉喷桩相比可降低工程造价近与预制钢筋混凝土方桩相比可降低工程造价与混凝土灌注桩相比可降低工程造价技术要求桩身混合料的原材料粉煤灰桩一般使用级粉煤灰碎石粒径最大粒径不超过含泥量不大于砂石屑中粗砂不得含有草根垃圾等有机杂物含泥量不超过石屑粒径干净坚实含泥量不大于水泥普通水泥无受潮结块水干净饮用水钢筋混凝土预制桩尖钢筋混凝土桩尖的配筋按设计图施工混凝土强度等级不得低于制作时应使用钢模或其它刚性大的工具模可现场加工制作也可在预制厂预制钢筋混凝土预制桩尖出厂必须具有产品合格证和质量检验报告钢筋混凝土桩尖的制作质量验收标准如表所示表钢筋混凝土桩尖的验收标准类别项次项目允许偏差与要求外形尺寸桩尖总高度桩尖最大外径桩尖偏心顶部圆台柱的高度顶部圆台柱的直径圆台柱中心线的偏心桩肩部台阶平面对纵轴线的倾斜混凝土质量桩肩部台阶混凝土应平整不得有碎石露头露筋不允许蜂窝不允许麻面应少于总表面积裂缝掉角不允许施工工艺桩一般采用振动沉管灌注桩或长螺旋施工工艺按照桩基平面图若振动沉管灌注桩施工工艺将预制钢筋混凝土桩尖准确埋入地表以下就位桩管应垂直套入桩尖桩管与桩尖的轴线应重合桩管内壁应保持干净施工中按具有相应资质的试验室确定的混合料的配合比进行配料严格计量投料加水搅拌均匀搅拌时间不得少于将桩管沉至设计标高桩尖进入持力层后应尽快投料将桩管内灌满混合料后先振动再开始拔管边振动边拔管每拔应停止振动拔管速度按均匀线速率控制一般土层中以为宜软弱土层中应控制在为了防止出现缩颈和断桩应严格控制拔管速度和高度必要时可采用短拔长振当桩管底端接近地面标高时拔管尤应谨慎沉管拔出地面确认成桩符合设计要求后可用湿粘土封顶然后移动桩机继续进行下根桩的施工如发现施工中桩身混合料与桩间土有上涌现象应采用隔排隔根跳打柔性褥垫层柔性褥垫层的作用如下柔性褥垫层人为地使桩顶向上刺入为桩间土参加工作提供条件从而使桩间土一开始就分担较大份额的上部荷载较好地发挥了桩间土的承载力依靠褥垫层材料与基础底面的摩擦使桩复合地基具有一定抵抗水平荷载的能力柔性褥垫层对地基的不均匀沉降也有一定的补偿作用柔性褥垫层位于桩顶和桩间土的上部可用粒径的级配碎石或者级配砂石根据地基承载力和桩的刚度等因素确定其厚度一般取可采用碾压夯实振实等方法压实每层材料应摊铺均匀一般碾压不得少于遍压至密实不松动为止现场检验材质检验混合料的原材料必须具有产品合格证和材质检验报告水泥粉煤灰进场后随机抽样送检检验合格后才能使用于桩基施工中试件制作在灌注混合料的施工中应在搅拌地点随机取样由现场监理人员旁站制作试件其数量每班不得少于组块跑桩自检桩基施工结束后由桩基施工单位通过跑桩进行桩的质量自检清理桩头将各桩顶实际标高测出以桩的设计承载力的倍视桩的养护龄期而定的荷载逐根静压跑桩完毕再将桩顶标高测次计算每根桩的沉降量写出跑桩质量自检报告桩位复查基坑开挖后应及时检查桩数桩位和桩顶外观质量如发现有漏桩桩位偏差过大等质量问题由设计单位及时提出补救措施现场监理人员监督施工静载试验桩基施工时应先打试桩检验单桩和复合地基的承载力试验数量不少于总桩数的且不少于根以便核对勘探地质资料检验桩基设备和施工工艺审定选用技术参数低应变动测检验桩身的完整性除两桩承台的桩应全部检测外其它桩的检验数量不少于桩数的且不少于根对有疑问桩的检测可采取挖开检查浅部检查和抽芯检验抽芯应在成桩后进行长螺旋内泵压桩施工技术简介一施工设备及施工程序简介施工设备长螺旋钻管内泵压水泥粉煤灰碎石桩施工工艺由长螺旋钻机混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成的完整的施工体系其中长螺旋钻机是该工艺的核心部分目前长螺旋钻机根据其成孔深度分别为和等机型施工前根据设计桩长来确定选取设备施工程序当设备材料和人员进场后按下图的程序进行准备工作在这些准备工作完成后进入进入施工阶段长螺旋钻管内泵压桩复合地基施工流程见下图水泥粉煤灰碎石桩施工开始程序图1进场设备进场安装设备材料人员进场报验人员进场安装教育施工组织方案报审材料进场方案审批施放主要轴线确定场地标高放桩位桩位预验长螺旋钻杆内泵压水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工流程图2二施工准备水泥粉煤灰碎石桩混合浇筑申请开盘鉴定水泥粉煤灰碎石桩施工开始钻机就位钻孔至设计标高拌和水泥粉煤灰碎石桩混合料泵送水泥粉煤灰碎石桩混合料清出弃土混合料注满后按规定速度边泵送边提拔钻杆至地面移位施打下一根桩按上述工序施打完全部水泥粉煤灰碎石桩后打桩结束清除桩间土凿桩头水泥粉煤灰碎石桩复合地基检测验桩验槽清除桩间土凿桩头1材料水泥粉煤灰碎石桩原材料包括砂石水泥粉煤灰和外加剂在进场前需确定原材料的种类品质并将原材料送至实验室进行化验和作混合料配合比试验水泥施工中多用袋装425号普通硅酸盐水泥卵石或碎石粒径多采用825mm砂含泥量小于3粉煤灰多用袋装级级粉煤灰泵送剂2施工现场施工前场地的降水开挖水电等需满足水泥粉煤灰碎石桩施工要求降水水泥粉煤灰碎石桩施工要求地下水位降至基底标高下0510m确定降水深度时还应考虑电梯井集水坑等的深度基坑开挖当水泥粉煤灰碎石桩在基坑内施工时基坑开挖需满足下列要求开挖深度开挖深度应根据基底设计标高和保护土层厚度确定当保护土层厚度为50cm褥垫层厚度为15cm时开挖标高为素混凝土垫层底标高以上35cm依此类推开挖时要求工作面平整严禁超挖开挖范围开挖范围需考虑水泥粉煤灰碎石桩边桩和角桩施工时的工作面工作面的确定取决于机身尺寸和工作特性根据日前国产的长螺旋钻机情况考虑施工时的工作面基底开挖的平面尺寸以建筑物的底板边缘为基准向四周均扩出10m另外还需根据场地料场和搅拌机的布置情况在基坑内预留出混凝土泵的位置坡道为方便施工机械进出坑底作业面需在基坑适当位置开挖一坡道坡道宽度弯度和坡度需保证施工机械顺利进出基坑坡道表面需作适当硬化处理施工道路及料场通往坡道料场的道路及料场的表面需作适当硬化保证施工时道路平整通畅施工用水电施工时需保证混合料搅拌的用水量要求所用的水对水泥粉煤灰碎石桩混合料没有腐蚀性施放桩位在水泥粉煤灰碎石桩施工前就根据设计图样确定建筑物的控制轴线并将水泥粉煤灰碎石桩的准确位置施放到水泥粉煤灰碎石桩作业面上施放在桩位应明显易找不易被破坏如有些工地采用有一定直径和深度的白灰来表示桩位3施工资料施工前应准备下列资料工程地质勘察报告建筑场地邻近的高压电缆地下管线地下障碍物及构筑物等调查资料地基处理方案施工组织方案水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工图施工中各种记录报审报验表格三水泥粉煤灰碎石桩施工1钻机就位2混合料搅拌3钻井成孔4灌注及拔管5移机四水泥粉煤灰碎石桩施工中常见的问题及质量控制措施1堵管堵管是长螺旋钻管内泵压水泥粉煤灰碎石桩成桩工艺常遇到的主要问题之一它直接影响水泥粉煤灰碎石桩的施工效率增加工人劳动强度还会造成材料浪费特别是故障排除不畅时使已搅拌的水泥粉煤灰碎石桩混合料失水结硬增加了再次堵管的几率给施工带来很多困难产生堵管有如下几种原因混合料配合比不合理混合料搅拌质量有缺陷设备缺陷施工操作不当2窜孔在饱和粉土粉细砂层中施工常遇到这种情况打完1号桩后接着打相邻的2号时随着钻杆的钻进发现已打完尚未结硬的1号桩桩突然下落在时甚至达2m以上当2号桩泵入混合料时能使1号桩下降的桩顶开始回升泵入2号桩的混合料足够多时1号桩桩顶恢复到原标高工程中称这种现象叫窜孔被加固土层中有松散饱和粉土粉细砂钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动土体受剪切扰动能量的积累足以使土体发生液化鉴于此工程中常用如下的方法防止窜孔对于窜孔可能的被加固地基尽量采取大桩距的设计方案增大桩距目的在于减少新打桩对已打桩的剪切扰动避免不影响改进钻头提高钻进速度减少在窜孔区域打桩推进排数如将一次打4排改为2排或1排尽快离开已打桩减少对已打桩扰动能量的积累必要时采用隔桩隔排跳打方案但跳打要求及时清除成桩时排出的弃土否则会影响施工进度发生窜孔后一般采取如下方法处理当提钻灌注混合料到发生窜孔土层时停止提钻连接泵送混合料直到窜孔桩混合料液面上升至原位为止对采用上述方法处理的窜孔桩需通过低应变检测或静载试验进一步确定其桩身完整性和承载力是否受到影响就某两个工程50余根桩的试验研究低应变检测结果表明桩身完好单桩静载试验检测承载力与其他桩相同满足设计要求3钻头阀门打不开施工过程中发现有时钻孔以预定标高后泵送混合料提钻时钻头阀门打不开无法灌注成桩对这一问题可采用改进阀门的结构形式或调整桩长令桩端穿过砂土进入粘土性土层的措施来避免这一情况发生4桩体上部空气截桩头时发现个别桩桩顶部分存在空间不大的空心主要是施工过程中排气阀不能正常工作所致为杜绝桩体存气必须保证排气阀正常工作施工时经常检查排气阀是否堵塞若发生堵塞必须采取措施加以清洗5先提钻后泵料五现场纪录要求及注意事项1现场记录人员应严格遵守项目部组织纪律和劳动纪律上班时间必须坚守工作岗位严禁脱岗2现场记录人员应认真填写CFG桩施工原始记录表并在施工现场真实填写表中的各项施工内容记录表格式附后3施工范围应写明线路的具体里程和区域区域是指由技术部门提前编制的施工单位应写明XX作业队X号钻机钻机型号并标明该区域的设计标高4桩号按工程部门编排的桩号填写成孔时间和成桩时间按现场实际施工时间记录到秒5电流应记录钻头到持力层时瞬间的电流数据6CFG桩现场记录实行双检制即项目部指派专人会同协作单位现场记录人员共同记录实行每班核对确认当班桩长共同签认施工原始记录表作为原始施工记录和劳务队伍验工计价的依据7当日记录的施工原始记录表应当天完善复核人质检人分项工程技术负责人的签字8各项记录必须真实清晰不得涂改表中记录的内容六环水保措施1在机械施工过程中要尽量减少噪音废气废水及尘埃等污染以保障当地居民和施工人员的健康2对清理场地的表层腐植土砍伐的荆棘等废料要及时运到指定的地点进行废弃在弃土场不具备条件时可临时堆放在施工场地3清理输送管输送泵和其他机械设备的废水废油等有害物质以及生活污水不得直接排放到河流池塘或其他水域中也不得倾卸在饮用水源附近的土地上防止污染水源和土壤4施工前做好场地临时排水系统确保排水通畅并保证遇雨水时不浸漫农田七安全保证措施1作好现场调查开工前对地下管线详细调查2对人员进行安全教育进入工地时必须佩戴安全防护用品所有施工人员必须听从指挥3施工现场设安全员施工作业区设安全标志防止无关人员进入施工现场4施工现场平整密实确保施工顺利安全进行5严禁非作业人员进入施工场地在吊车桩机大臂半径范围以内机械正在作业时施工人员应远离吊车要按其性能要求工作不得超负荷工作定期进行检查维修和保养驾驶室的挡风玻璃及回转大齿轮前应增设防护网罩施工中应经常对钻孔装置吊车臂杆及索具进行检查以便及时发现问题6施工用电使用380V三相五线制配电系统电缆线路必须埋地或架空敷设避免机械损伤和介质腐蚀7每台电力设备必须确保一机一箱一漏一闸电箱开关箱内的电箱内的电器设备必须完好停用设备拉闸断电锁好开关箱8泵压混合料时应有专人指挥泵压操作防止因排气不畅和操作失误造成爆管形成伤害