一、長螺旋鉆孔管內泵壓CFG樁的應用特點分析
長螺旋鉆孔管內泵壓CFG樁的應用主要有以下的特點:(1)主要使用干式成孔的長螺旋鉆機進行鉆孔和排土,不需要預先采用泥漿護壁,因此對于周邊的建筑物沒有振動的影響,而且沒有泥漿的二次污染;(2)使用超流態(tài)泵送混凝土技術,可以實現一邊澆筑混凝土一邊提升鉆機,兩項工作同步開展,極大地加快了施工速度;(3)在澆筑樁體時使用高壓混凝土,既可以保證樁體的質量,有效地避免了斷柱、開裂等現象,同時又改變了柱體周邊土質條件,提高了柱體的承載能力,使得該項技術在易坍塌的土層中使用,又能在地下水豐富的土壤環(huán)境中使用,克服了水下澆筑混凝土質量較差的問題。
二、與傳統(tǒng)打樁技術的對比分析
長螺旋鉆孔管內泵壓CFG樁是在CFG樁的基礎上經過技術改造而成的,因此在具有CFG樁的功能的同時又具有自身的優(yōu)點,相對于傳統(tǒng)打樁技術有以下的優(yōu)點。
1、CFG樁屬于高粘結強度樁,在復雜的符合地基處理中的效果非常顯著,在目前的實際使用中,主要通過在天然的地基基礎中加入一定量的樁體,促使樁和天然土層共同承擔外界的載荷,起到置換的效應[2]。分別選取碎石樁(散體樁)、石灰樁(一般粘結強度樁)、CFG樁(高粘結強度樁)三種樁在復合地基處理的工程中的應用作為比較,可以發(fā)現CFG樁具有以下的優(yōu)點:(1)樁體周圍的壓力載荷?。?)樁與土層的載荷分擔能力較大(3)樁長效應顯著(4)端阻效果良好。
2、樁體承載能力高,工程質量穩(wěn)定
長螺旋鉆孔管內泵壓CFG樁的工作原理就是利用泵的壓力作用來提升樁體的承載能力有效地降低了事故發(fā)生的頻率。比較長螺旋鉆孔管內泵送CFG樁和普通泵壓CFG樁,他們之間的主要區(qū)別就是長螺旋管內泵送CFG樁的螺旋鉆機在鉆到一定的設計深度時,混凝土原料就會利用混凝土泵通過管道輸送到鉆桿,在鉆桿的頂端開始出料時啟動桿的提升,這樣就可以實現一邊提升一邊澆筑的工藝。并且在長螺旋鉆孔管內泵壓CFG樁的設備中還配備了混凝土料的監(jiān)控設施,可以便于機械操作人員在工程施工過程中,結合管道的壓力來控制鉆頭的速度,從而保證壓力在一定的控制條件下,避免了斷樁事故的發(fā)生,從而保證樁體在穩(wěn)定的壓力條件下進行澆筑[3]。
3、使用成本較低,經濟性好
在現有的施工條件下,長螺旋泵壓CFG樁的市場合同價格,結合不用的環(huán)境和要求,一般在700-800元/立方米內相比于預制樁和澆筑樁的單價可以節(jié)省30%以上。同時,長螺旋泵壓CFG樁的的承載能力較高,因此相同條件下的混凝土用量就會顯著下降,相同的載荷條件下直徑也會下降,則相關材料的使用量也會相應的減少,工程的造價就會降低經濟性表現良好。而且長螺旋泵壓CFG樁樁體質量較好,合格率較高,避免了由于工程事故修復等所帶來的費用增加。
三、應用及主要問題分析
長螺旋成孔泵壓CFG樁雖然有諸多的優(yōu)點,但是在實際應用中還存在一些問題需要著重注意。
1、堵管
堵管是長螺旋鉆孔澆筑使用過程中常見的問題之一,它嚴重的影響了CFG樁的工作效率,增加了施工人員的工作量,還造成了不必要的材料浪費。結合工程實際,堵管產生的原因有以下幾點:
?。?)原配配比不合理?;炷猎现械募毷酆头勖夯业谋壤∮跇藴手禃r,材料的混合型和粘性就會下降,就會造成堵管的現象。因此,使用中要嚴格按照比例使用,特別是粉煤灰的用量嚴格控制在70-90kg/m3的比例,坍落度則要控制在160-200mm范圍內。
?。?)混合攪拌不均勻。CFG樁的施工工藝中,混合后的混凝土有高壓泵、高那個過剛性的輸送管和強柔性輸送管到達鉆頭的管體內?;炷猎诠艿纼瘸浞忠揽克退嗟臐櫥饔猛ㄟ^管線。但是塌落度太大的混凝土則容易產生滲水作用,在泵壓的作用下,細石料和砂漿進行了分離,增加了管道的摩擦力,就會造成管道的堵塞。
?。?)操作不符合規(guī)范。當鉆頭的提升速度和泵送料的速度不相匹配時,就會造成鉆頭出口的混凝土阻力極大增加,這時候輸送桿內部的壓力就會明顯增加,在泵的持續(xù)壓力下,就會造成混凝土的離析現象。失去了水漿后的混凝土中的碎石砂礫在管道的轉彎口等地方就會造成阻塞。要有效的解決由于速度不匹配而產生的堵管現象就要實現鉆頭和提升速度的動態(tài)平衡。
(4)冬季防凍措施不當。在冬季施工時,由于氣溫的原因,相關設備都要做好防凍的保護措施,如果防凍措施不當時,就會造成輸送管彎頭處凍結,造成堵管的現象。因此在冬季施工時就要提高管道的溫度,采用熱水的方法,但是水溫的控制也非常重要,如果水溫過高就會造成混凝土材料的過早凝結而產生新的堵塞。
(5)設備設計不合理。輸送管的彎曲半徑不合理也會造成堵塞的產生,彎頭和輸送管也不能垂直連接,這樣就會產生堵管,并且要保證管道內的清潔,防止由于遺留材料的硬塊造成的堵管。
2、竄孔
在實際施工過程中,飽和軟土層經常會出現竄孔的現象,在完成前一個樁之后,在鄰近的樁進行施工時,經常會發(fā)現前一個樁突然會下落,當高壓泵開始注入混凝土時,鄰近的樁頂又會回升,這就是竄孔現象。一般而言,發(fā)生竄孔的原因有以下幾點:(1)施工的土層中游松散的飽和軟土層(2)鉆頭前進過程中由于葉片的攪動對周圍的土質產生了影響(3)土層收到葉片的擾動能量積累后集中爆發(fā)。因此在施工過程中需采取以下的措施進行防護:(1)打樁過程采取間隔或者斜向打樁的方法;(2)設計人員結合現場的實際,增加各樁體之間的設計間距;(3)減少竄孔區(qū)域內打樁的個數,降低擾動能量的積累;(4)合理設計和控制鉆頭的轉速。
3、空心樁
空心樁的出現主要原因是由于施工過程中的排氣閥不能正常工作所致,當鉆機工作時,高壓泵輸送混凝土進入管道,而將空氣由排氣閥排出,但是如果管道內的空氣由于排氣閥阻塞而不能正常排出時,就會在樁體內形成空心層,為了避免該現象的出現,就要及時清洗排氣閥,避免出現阻塞情況。
4、樁體不飽滿
該現象的出現主要是由于施工過程中先提鉆后澆筑混凝土所致,這樣就會造成鉆頭的土或者地下水滲入從而影響了樁體的承載能力。因此,再施工過程中要求各部門協調一致,保證提鉆和加料同步進行。
5、樁孔偏斜
主要由于地面不平整、鉆具定位不正或者鉆頭的剛度不高而造成了鉆孔的偏斜。另外,當鉆具工作過程中遇到堅硬的石料時,也會發(fā)生偏斜的現象。因此,在施工前要做好鉆機的檢查工作,確保地面的平整,鉆機安裝的穩(wěn)定,保證鉆桿的豎直,并有一定的剛度,在鉆頭工作時,遇到突然變硬的土質,要緩慢前進。結合工程實際,可以計算出地基的承載,確保樁基的穩(wěn)定,根據設計要求,CFG樁復合檢測現場地基承載能力一般通過現場地基的復合計算而得,具體的可以按照公式進行計算:
F=s·r/A+α·β·(1-s)·f其中:
F:復合地基承載力標準值;s:面積置換率;A:樁的截面面積;f:天然地基承載力標準值;α:加固后樁間土承載力標準值與天然地基承載力標準值之比;β:樁間土強度發(fā)揮系數;r:單樁承載力標準值;
基于上文的分析,,長螺旋泵壓CFG樁具有諸多的優(yōu)點,能夠在復合的工作條件下使用、施工質量穩(wěn)定、成本較低、施工效率較高。隨著工程技術的不斷發(fā)展,長螺旋泵壓CFG樁的的應用越來越廣泛,工程技術方面應用的經驗也越來越豐富,相信未來還會有更大的發(fā)展。
參考文獻
[1]董勝偉.CFG樁軟土地基處理技術淺析[J].硅谷.2012(1)
[2]陸俊.解讀長螺旋鉆孔管內泵壓CFG樁的工程優(yōu)越性[J].科技信息(學術版).2007(17)
[3]倪初冬,聶智勇.CFG樁施工工藝及成樁常見問題[J].交通世界.2012(7)
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