水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)是采用石屑、碎石、少量水泥、粉煤灰等混合料加水拌合，通過(guò)相應(yīng)的振動(dòng)成樁機(jī)械將混合料灌入地基土中，形成具有一定粘結(jié)強(qiáng)度、介于柔性與剛性之間的特殊樁，并與樁周土體形成復(fù)合地基，共同承受地基荷載并協(xié)調(diào)變形工作，達(dá)到有效加固地基土的目的。結(jié)合廣西某建筑地基加固施工實(shí)際，對(duì)CFG樁復(fù)合地基施工的全過(guò)程管理進(jìn)行相應(yīng)的探討。
1工程概況
廣西某中高層建筑地上19層，地下2層為車庫(kù)，地基欲采用CFG樁進(jìn)行復(fù)合地基的加固處理。在復(fù)合地基的頂面鋪設(shè)厚度為300mm的碎石墊層，主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用平板式筏形基礎(chǔ)。選擇地質(zhì)報(bào)告中第6層粉土層作為CFG樁的設(shè)計(jì)樁端持力層，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)12m(實(shí)際施工樁長(zhǎng)為12.6m)，直徑為500mm，樁身間距設(shè)計(jì)為1500mm，CFG樁身混凝土強(qiáng)度采用C20，處理后復(fù)合地基的承載力特征值設(shè)計(jì)為320Kpa。該CFG樁采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)回轉(zhuǎn)成孔，采用高壓灌注混凝土成樁技術(shù)進(jìn)行CFG樁澆注施工。
2CFG樁施工全過(guò)程管理
2.1放線定位階段
先開(kāi)挖至CFG樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上0.5m處，充分平整場(chǎng)地后，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上CFG樁的位置坐標(biāo)控制點(diǎn)，采用全站儀進(jìn)行樁位的放線定位。樁身放線定位應(yīng)足夠準(zhǔn)確，其軸線誤差不超過(guò)5mm，樁位坐標(biāo)不超過(guò)10mm。
2.2鉆機(jī)就位、調(diào)整階段
先檢查確定鉆機(jī)鉆頭的出料活門(mén)閉合后再進(jìn)行鉆機(jī)就位。鉆機(jī)初步就位后，對(duì)鉆機(jī)的底座水平度和鉆桿垂直度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，確保鉆桿垂直度的誤差保持在1%H(樁長(zhǎng))的范圍；鉆桿頂尖部位對(duì)準(zhǔn)CFG樁樁身中心，確保樁的水平定位偏差控制在15mm范圍內(nèi)。
2.3鉆進(jìn)階段
1)檢查確定鉆機(jī)鉆頭的出料活門(mén)閉合且對(duì)樁位的孔口標(biāo)高及水平位置校核無(wú)誤后，可進(jìn)行鉆進(jìn)施工。2)利用鉆桿的自重將鉆頭壓入土中，鉆進(jìn)2～2.5m深度后再打開(kāi)護(hù)套。3)在整個(gè)鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆機(jī)底座應(yīng)保持平衡穩(wěn)定，在到達(dá)設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高前不得進(jìn)行反轉(zhuǎn)或提升鉆桿，如遇特殊情況需反轉(zhuǎn)或提升鉆桿時(shí)，應(yīng)將鉆桿完全提升出地面，對(duì)鉆頭活門(mén)重新進(jìn)行沖洗、疏通再閉合后才能再次進(jìn)行鉆進(jìn)施工。4)開(kāi)始鉆進(jìn)或穿越軟、硬交界土層時(shí)，應(yīng)確保鉆桿充分垂直，控制好鉆進(jìn)速度，使鉆桿緩慢進(jìn)入。5)整個(gè)CFG樁的樁孔鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)安排專職人員密切注意樁孔的鉆進(jìn)變化情況，如發(fā)生卡鉆、鉆機(jī)偏斜、鉆桿劇烈抖動(dòng)等異常情況，應(yīng)立刻停止鉆進(jìn)，查明原因并采取相應(yīng)有效措施后才能繼續(xù)鉆進(jìn)作業(yè)。
2.4混凝土供應(yīng)環(huán)節(jié)
CFG樁身采用商品混凝土進(jìn)行澆注，將運(yùn)入的商品混凝土卸至輸送泵后，由輸送泵高壓灌注成樁。澆注采用的混凝土塌落度控制在18～20cm范圍內(nèi)。
2.5混凝土壓灌成樁階段
1)當(dāng)鉆桿鉆至樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將混凝土輸送泵先提前幾分鐘開(kāi)動(dòng)，以使混凝土提前充滿整個(gè)輸送導(dǎo)管，同時(shí)將混凝土儲(chǔ)滿整個(gè)混凝土輸送泵料斗，并放置一罐混凝土備用。2)混凝土的壓灌與拔桿提出的配合好壞很大程度上影響著CFG樁的施工質(zhì)量。當(dāng)鉆桿鉆至樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)同時(shí)開(kāi)始泵送混凝土充滿鉆桿。當(dāng)鉆桿內(nèi)部充滿混凝土后才能慢慢拔出鉆桿。拔桿過(guò)程中始終要保持鉆頭出料口部位維持在樁內(nèi)混凝土中。3)鉆桿拔出壓灌過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)樁機(jī)下沉失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)立即停止拔桿，調(diào)整鉆機(jī)使其底座充分水平鉆桿保持垂直后方可繼續(xù)進(jìn)行混凝土壓灌施工。4)樁身混凝土壓灌施工必須連續(xù)進(jìn)行，泵斗內(nèi)始終要保留有相應(yīng)容量的混凝土，斗內(nèi)混凝土位置要高出進(jìn)料口至少50mm以上，以防灌入空氣。5)控制樁身混凝土最后一次的拔桿灌入量，確保樁身混凝土頂面標(biāo)高要高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高至少0.3m。
3施工中常見(jiàn)的問(wèn)題及防治措施
3.1縮頸、斷樁
在混凝土壓灌成樁階段，縮頸、斷樁是該階段常出現(xiàn)的問(wèn)題，主要原因可能如下：
1)拔管速度過(guò)快，混凝土的供應(yīng)灌入不夠充分；2)鉆出泥土的清理與樁間土開(kāi)挖施工的方法不合理，人為錯(cuò)誤引起樁頭斷裂；3)在地下水水位線與土層結(jié)合交界土層，易產(chǎn)生樁身縮頸現(xiàn)象；4)樁身凈間距過(guò)小，或群樁布置不合理，導(dǎo)致樁身相互擠壓產(chǎn)生縮頸。
上述縮頸、斷樁問(wèn)題主要的防治措施如下：
1)嚴(yán)格控制拔桿的速度，拔出速度一般控制在1.2～1.5m/min范圍內(nèi)；2)樁身混凝土澆注完工后，鉆出的泥土要及時(shí)清理，還應(yīng)選用小型反鏟裝載機(jī)進(jìn)行，避免樁身混凝土強(qiáng)度充分發(fā)揮后，重型施工機(jī)械在清理泥土?xí)r碰斷剛性樁頭。樁間土要待CFG樁身混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后(一般正常養(yǎng)護(hù)7天左右)才能開(kāi)挖，開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)避免重型機(jī)械碾壓樁頭，引起樁頭斷裂的嚴(yán)重后果；3)CFG樁復(fù)合地基工程施工前，要進(jìn)行相應(yīng)的試樁試驗(yàn)，以確定合理的成樁施工工藝，并確定相關(guān)的樁身設(shè)計(jì)參數(shù)；4)打樁鉆孔時(shí)應(yīng)采取隔排跳打的方式進(jìn)行施工，避免樁身相互擠壓產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象；5)接樁施工：挖鑿樁頭至樁身密實(shí)部位，形成直徑約為800mm的圓柱體坑洞，開(kāi)挖深度控制為從設(shè)計(jì)樁頂處至斷樁處向下15cm處。開(kāi)挖完成后再將樁頭剔平并充分鑿毛，用清水沖洗干凈。采用與原先樁身同標(biāo)號(hào)等級(jí)的混凝土進(jìn)行澆筑，澆灌結(jié)束后應(yīng)將混凝土表面抹平密實(shí)，并進(jìn)行合理的養(yǎng)護(hù)。
3.2樁體垂直度偏差過(guò)大
在松軟土層內(nèi)進(jìn)行CFG樁施工時(shí)，由于螺旋鉆機(jī)的自身重量大，再加上施工過(guò)程中嚴(yán)重的振動(dòng)作用，使得樁機(jī)很難維持穩(wěn)定，常出現(xiàn)底座沉降不均勻引起鉆桿傾斜的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響樁身成孔的垂直度。可通過(guò)在樁機(jī)底座下布置相應(yīng)的枕木減少樁機(jī)的下沉，盡量使樁機(jī)維持在足夠平整的狀態(tài)。
3.3堵管
堵管現(xiàn)象是CFG樁身施工過(guò)程中長(zhǎng)螺旋鉆桿管內(nèi)泵壓灌入混凝土常見(jiàn)的問(wèn)題。在CFG樁混凝土灌入施工過(guò)程中，混凝土混合料在鉆桿芯管內(nèi)是以圓柱體形狀，借助水和水泥砂漿潤(rùn)滑層與管壁分離后通過(guò)管線的。如果混凝土的拌制質(zhì)量存在缺陷時(shí)，其流動(dòng)性較差，或者坍落度太大，使混合料難于順利通過(guò)混凝土泵的導(dǎo)管及彎頭到達(dá)鉆桿芯管內(nèi)，混凝土在導(dǎo)管內(nèi)流動(dòng)的摩擦力劇增，導(dǎo)致堵管。所以，應(yīng)嚴(yán)格控制灌入混凝土的攪拌質(zhì)量，確保其坍落度和流動(dòng)性滿足要求。
4結(jié)語(yǔ)
由于CFG樁復(fù)合地基處理技術(shù)具有施工速度決、施工過(guò)程容易控制、質(zhì)量容易保證、工程造價(jià)相對(duì)較低，在該中高層建筑地基處理工程中取得了良好的效果。該工程樁身施工由于嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行，在施工過(guò)程中并采取了各種有效的技術(shù)控制措施，CFG樁身施工、養(yǎng)護(hù)完成后，通過(guò)對(duì)樁身低應(yīng)變及復(fù)合地基承載力試驗(yàn)測(cè)得，處理后復(fù)合地基的承載力特征值超過(guò)了360Kpa，滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范的要求。
參考文獻(xiàn)
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