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岩土研究院

振动沉管CFG桩的施工

338 2022-06-16 09:31:22

桩体材料的配制


CFG桩的骨干材料为碎石,以石屑或砂为细骨料,当桩体强度小于 5MP'a时,看屑的掺入可使桩体取得良好级配,提高强度,相同的碎石和水泥掺量,掺人石屑可比不掺石屑的强度增加 50)%左右。加人粉煤灰可以使桩体有明显的后期强度和和易性。


混合料的配合比应根据现场的土质及施工后的承载力要求确定,应相当于抗压强度为C1.2~C7的低强度等级混凝土,密度大于2.01/m,另外,值得一提的是,振动沉管 CFG桩与素混凝土桩相比,更追求经济效益,因此在有条件的地区应尽量采用工业废料做为掺和料,并注意调整配合比。但由于各地区材料的粒径、成分各异,粉煤灰质量也不尽相同,因此很难给出 个统一的高精度配合比。下面介绍的配合比计算仅供参考。


混合料中,石屑与碎石的组成一般用石屑率(λ)表示∶


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施工程序


1.施工准备

施工前,应作好以下准备工作∶


(1)对施工场地的工程地质情况进行认真细致的勘察,以免沉管时振动破坏;

(2)合理布置桩位,绘制布桩图,并注明桩位编号以及设计说明和施工说明;

(3)对建筑物场地邻近的管线、地下构筑物及障碍进行调查处理,必要时应与设计部门协商,进行复查;

(4)准备建筑物场地的水准控制点和建筑物位置控制坐标等资料 ,确保桩位准确;准备沉管机械进

(5)对场地进行"三通一平" 准蓝。


完成以上准备工作后,既可确定施工机具和配套设备,进行试成孔。一般试成孔数量不宜少于两个,以复核地质资料及设备、工艺是否合适,核定选用的技术参数。然后,根据施工平图和水准点放好桩位,确定成孔顺序,再次复核测量基准,水准点,桩位以及轴线定位点,确认无误后即可开始沉管施工。


2.CFG桩施工 完成各项施.工准备和技术措施后,即可让桩机进场。然后根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉臂长度,进行设备组装,桩机就位必须平整、稳固。待桩机就位后,调整沉管与地面保持垂直,使其垂直偏差控制在 1%以内,然后开始沉管至设计深度,如带混凝上 预制桩尖,应埋入地面以下 300mm。


沉管过程中应做好施工记录,每沉 1m 记录一次电流表读数一次,并对土层变化处加以注明。停机后立即向管内投料,直到混合料与进|齐平。混合料按设计配合比加水用搅拌机拌和均匀,时间不得少于1 分钟,当粉煤灰用量较大时,搅拌时间还应适当延长。成桩后控制浮浆厚度不超过 2(0cm为宜。投料后启动马达,振动5~10s后开始拔管,拔管速率控制在每分钟 1.2~1.5m 以内,如遇淤泥或淤泥质土,应适当减慢拔管速度。拔管中注意不应反插,如上料不足,须在拔管中空中投料,以保证成桩后桩顶标高达到设计要求。拔出桩管后.检查桩的质量,如满足设引要求,则用料状材料或湿粘性土封顶,然后移机至下一桩位施工。


在振动沉管 CFG;桩施丁中,为提高桩的质量,应注意以下问题∶


(1)控制拔管速度 实践证明,如果拔管速度太快,会造成桩径偏小或缩颈断桩,合理速度应控制在每分钟1.2~1.5m。这里的速率并非平均速度,除启动后留振 5~10s外,拔管中严禁留振和反插。如果实际工程中拔管机速度较快,可以通过增加卷扬系统中滑轮组的动滑轮数量或电动机变速箱系统来解决。


(2)合理安排桩距 施工过程中,无论沉管或拔管,都会对土体产生扰动或挤密,这种影响与土质密切相关,挤密效果越好的土,振动可使土体密实;不可挤密的土则会发生地表隆起,桩距越小,隆起量越大,最终导致缩颈或断桩。试验表明,当其他条件相同时,桩距越小,复合地基承载力越大,但当桩距小于四倍桩径时,承载力的增长率明显下降。因此,以桩距大于四倍桩径为宜。


当设计要求的承载力较高,桩距过大,不能满足承载力要求而必须缩小桩距时,应考虑用螺旋钻孔机预钻孔成桩,但预钻孔孔径应小于管径。


总之,桩距的合理性在于桩、桩问土承载力能否很好的发挥,沉桩时是否相互产生不良影响,以及经济上是否合理。


(3)沉管顺序应合理 沉管顺序大体分为跳打和连续施打两类。连续施打可能出现缩颈或桩被挤扁的现象。如果桩距不太小,混合料尚未初凝,连续施打一般较少会发生完全断开的情况。跳打法不会产生缩颈,但当土质较硬时,补打新桩会将已打桩振裂或拔断。因此,在软土中,桩距较大时可采用跳打法;在饱和粉土中,如桩距较小,则不宜采用跳打法,以防止将土体振动密实而使新桩施工难以进行。


对于满堂布桩,无论桩距大小,均应从中心向外推进的方法,以防造成大面积断桩,当桩布置较密或土层较硬时,可采用螺旋钻机预钻孔的方法。


(4)合理设置保护桩长保护桩长是指成桩时预先设定的一段桩长,基础施工时将其凿去。设置保护桩长有三方面原因。首先,成桩时桩顶不可能正好与设计标高一致,一般要高出桩顶设计标高;其次,由于浇注混合材料时其自重及浮浆的影响,会使桩顶附近强度较差,需要处理;最后,增加混合料表面高度以增加其自重压力,防止新桩施工时挤压而使桩径缩小。


因此施工时,如桩顶标高距地表距离不大时,保护桩长应取50~70cm,上部用土封顶;如桩顶距地表距离较大时,可设70~100cm保护桩长,上部用粒状材料封顶,直到地表附近。