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摘 要:在实际施工时,CFG桩基施工的质量要从多个方面进行控制,现场施工环境的控制,和材料质量的控制,从施工的准备阶段开始,就要进行严格的控制。CFG桩基的位置和尺寸,還有打桩的顺序,以及整个CFG 桩基的质量都要控制好,只有从多方面进行控制,才可以让CFG桩基的实际施工质量得到保证。在施工过程中,CFG桩基常因各种问题导致桩基质量不达标,需要采用相应的防范及处理措施。本文首先分析了CFG桩施工中存在的问题,并提出相应的质量管控解决策略,以供参考。
关键词:CFG桩施工;问题;质量管控
引言
CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩,其制作原料为水泥、粉煤灰、碎石、石屑、砂,经沉桩机械加工后,即可形成低强度的混凝土桩,且其强度具有可变性,在地基中,可通过桩间土承载力共同作用的利用,将所受荷载传递到地基深层,相比于其他桩基,具有技术性能优良且经济适用的优点。常用于黏性土、粉土和沙土的地基加固中,尤其是在桩端具有相对硬土层、承载力标准值不低于70kPa的淤泥质土或非欠固结人工填土等地基处理工作中。CFG桩施工的技术管理极为重要,分析施工过程中存在的问题,提出对策,对于提高CFG桩施工水平有着积极意义。
一、CFG桩施工中存在的问题
(一)施工基本问题
在CFG桩施工中,以下问题是较为常见的:(1)成孔问题。在钻机不稳及钻杆垂直度欠缺的情况下,会引发孔底虚土等问题,导致虚土与管路混合料混杂继而导致桩基承载力不足,影响到桩基质量。(2)下料问题。若在桩基混合原材料中,有较大的碎石粒或者是水泥结块,或者是原材料温度过低,地基土壤黏结性及流塑性不足,导致活瓣无法正常打开,都会出现下料问题;(3)成桩问题。在施工过程中,如果未准确把握已打桩及新打桩之间的时间间隔,将导致已打桩受到土壤挤压而发生缩颈现象,导致桩基桩径骤然变小。(4)堵管问题。堵管问题的出现会直接影响到CFG桩的施工效率,加大施工人员的劳动强度,而且还会造成工程材料的浪费。尤其是当故障排除不顺畅时,使得已经搅拌完的CFG桩混合料严重失水、结硬,也加大了第二次堵管的概率,为施工带来很大的不便。在施工当中,由于混合料配比不合理、混合料搅拌质量不高、施工操作不当等原因,都会造成CFG桩出现堵管问题。
(二)桩基周围土体和水对钻孔的影响
在桩体周边土壤的切割作用下,土体结构的稳定性会遭到削减,在长螺旋钻孔灌注成桩工艺中,钻杆在钻进及泵送提钻的途中,都会引起抽吸作用,使得孔内及周边形成低压区域,继而导致土体结构在压力差的作用下发生渗流。在渗流问题发生后,钻孔周边的土壤和水都会流入钻孔,土体在受到扰动后变为流塑状态。
二、CFG桩施工问题的质量管控
(一)基本问题的解决措施
(1)成孔问题的处理
在成孔施工过程中,为了避免出现斜孔及孔底虚土问题,可以采用以下预防措施:(1)加强成孔参数设置。成孔之前需埋设护筒,为了把控桩基的垂直度,应确保护筒中心与桩基中心的中心线完全重合,随后安装桩基成孔设备,将机械钻头对准桩位中心点,使用经纬仪和线锥进行钻机的双向控制,确保钻头与桩位中心在一条垂直线上,在钻机底座下放置枕木,以防止施工时钻头位置发生偏移。(2)做好前期地质勘测工作及报告分析工作。在施工之前,做好地质勘测工作,如果孔底处于砂层及砂土层中,应该使用特制的平底螺旋板将虚土处理干净,以免孔底土质过于松软。
(2)下料问题的处理
下料问题的发生,不仅会影响到桩基质量,而且会影响到施工质量,为了消除下料问题,可采用以下几个优化策略:(1)加强桩基原材料质量的控制,前期对桩基原材料进行筛选,确保碎石粒大小符合要求,确保其中没有大的水泥结块,做好混合料搅拌工作,严格控制混合料的温度,同时在输送泵上口加盖铁板等进行封闭;(2)选择合适的弯管处异常径接头,若接头直径比较大,则应该确保接头处没有任何的异物,以确保泵送系统的密封性;(3)加强对于混合料运输过程的控制。
(3)缩颈、断桩问题的处理
为了预防缩颈、断桩问题的发生,可采用以下策略:(1)做好施工规划,严格控制已打桩及新打桩之间的施工间隔,以确保桩基强度达标;(2)严格控制拔管速度,一般来说应控制在1~1.2m/min;(3)选用合适的基坑开挖方式,并且严格控制桩端进入持力层的深度,通常情况下应大于200mm,且垂直度偏差不可超过1%;(4)灌注成桩是应超过桩顶位设计约70cm,使得桩顶质量合格。
(4)堵管问题的处理
如果是因为混合料配比不合理造成的堵管,只需要对细骨料和粉煤灰2种材料的掺入量加以控制和注意,尤其是粉煤灰的掺入量,要控制在60~80kg/m3。如果是因为混合料搅拌质量不高所造成的堵管,就要保证混合料能够顺利通过刚性管、刚强柔性管、弯管、变径管,最终可以到达钻杆管内,与此同时,对于混合料的坍落度,要控制在16~20cm。如果因为设备缺陷所造成了堵管,就要保证关键连接顺畅,弯管与高强柔性管等连接严谨,垫圈确保没有破损。如果是因为施工操作不当引起的堵管,就要求施工技术人员一定要按照施工操作规范以及施工技术标准来进行施工。
(二)合理优化成孔成桩工艺
在CFG桩施工中,应该优化施工工艺,加强技术管理,首先,应严格控制钻杆提升速度,并与混凝土泵注速度保持一致,确保钻头始终处于混凝土1m深度处,这样能够使得充盈系数始终维持在1.3~1.5,达到动态平衡;其次,应该根据桩体充盈系数、混凝土泵实际平均输出量等,计算泵送时间,以严格控制混凝土泵送过程的相关参数。
三、结语
随着城市化建设进程的推进,建筑行业处于一个高速发展的阶段,其施工技术水平不断提高。桩基施工是各类建筑施工中的一种常用施工技术,桩基是建筑的承载物,必须具备沉降量小而稳定、抗震能力优良的特点。CFG桩是一种高黏度桩,且桩身强度可变,桩间距应控制在350~600mm,在技术应用过程中,应根据设计要求及施工环境选用合适的施工工艺,例如,在地下水位以上的黏性土、粉土、人工填土地基处理中,应采用长螺旋钻孔灌注成桩工艺,而在黏性土、淤泥质土、人工填土及无密实厚砂层的地基处理中,会采用沉管灌注成桩工艺,同时加强施工技术管理,确保成桩质量。
参考文献
[1]肖瑞冬.CFG桩常见施工质量问题及监控措施浅析[J].科技风,2017,(19):70.
[2]张幼连.特殊地质情况下CFG桩施工监理质量控制要点[J].江西建材,2017,(22):115.
[3]辛军霞,吴兴征,高伟,等.基于Copula函数的CFG桩复合地基载荷-变形曲线的概率分析[J].岩土力学,2016(S1):56-59.
关键词:CFG桩施工;问题;质量管控
引言
CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩,其制作原料为水泥、粉煤灰、碎石、石屑、砂,经沉桩机械加工后,即可形成低强度的混凝土桩,且其强度具有可变性,在地基中,可通过桩间土承载力共同作用的利用,将所受荷载传递到地基深层,相比于其他桩基,具有技术性能优良且经济适用的优点。常用于黏性土、粉土和沙土的地基加固中,尤其是在桩端具有相对硬土层、承载力标准值不低于70kPa的淤泥质土或非欠固结人工填土等地基处理工作中。CFG桩施工的技术管理极为重要,分析施工过程中存在的问题,提出对策,对于提高CFG桩施工水平有着积极意义。
一、CFG桩施工中存在的问题
(一)施工基本问题
在CFG桩施工中,以下问题是较为常见的:(1)成孔问题。在钻机不稳及钻杆垂直度欠缺的情况下,会引发孔底虚土等问题,导致虚土与管路混合料混杂继而导致桩基承载力不足,影响到桩基质量。(2)下料问题。若在桩基混合原材料中,有较大的碎石粒或者是水泥结块,或者是原材料温度过低,地基土壤黏结性及流塑性不足,导致活瓣无法正常打开,都会出现下料问题;(3)成桩问题。在施工过程中,如果未准确把握已打桩及新打桩之间的时间间隔,将导致已打桩受到土壤挤压而发生缩颈现象,导致桩基桩径骤然变小。(4)堵管问题。堵管问题的出现会直接影响到CFG桩的施工效率,加大施工人员的劳动强度,而且还会造成工程材料的浪费。尤其是当故障排除不顺畅时,使得已经搅拌完的CFG桩混合料严重失水、结硬,也加大了第二次堵管的概率,为施工带来很大的不便。在施工当中,由于混合料配比不合理、混合料搅拌质量不高、施工操作不当等原因,都会造成CFG桩出现堵管问题。
(二)桩基周围土体和水对钻孔的影响
在桩体周边土壤的切割作用下,土体结构的稳定性会遭到削减,在长螺旋钻孔灌注成桩工艺中,钻杆在钻进及泵送提钻的途中,都会引起抽吸作用,使得孔内及周边形成低压区域,继而导致土体结构在压力差的作用下发生渗流。在渗流问题发生后,钻孔周边的土壤和水都会流入钻孔,土体在受到扰动后变为流塑状态。
二、CFG桩施工问题的质量管控
(一)基本问题的解决措施
(1)成孔问题的处理
在成孔施工过程中,为了避免出现斜孔及孔底虚土问题,可以采用以下预防措施:(1)加强成孔参数设置。成孔之前需埋设护筒,为了把控桩基的垂直度,应确保护筒中心与桩基中心的中心线完全重合,随后安装桩基成孔设备,将机械钻头对准桩位中心点,使用经纬仪和线锥进行钻机的双向控制,确保钻头与桩位中心在一条垂直线上,在钻机底座下放置枕木,以防止施工时钻头位置发生偏移。(2)做好前期地质勘测工作及报告分析工作。在施工之前,做好地质勘测工作,如果孔底处于砂层及砂土层中,应该使用特制的平底螺旋板将虚土处理干净,以免孔底土质过于松软。
(2)下料问题的处理
下料问题的发生,不仅会影响到桩基质量,而且会影响到施工质量,为了消除下料问题,可采用以下几个优化策略:(1)加强桩基原材料质量的控制,前期对桩基原材料进行筛选,确保碎石粒大小符合要求,确保其中没有大的水泥结块,做好混合料搅拌工作,严格控制混合料的温度,同时在输送泵上口加盖铁板等进行封闭;(2)选择合适的弯管处异常径接头,若接头直径比较大,则应该确保接头处没有任何的异物,以确保泵送系统的密封性;(3)加强对于混合料运输过程的控制。
(3)缩颈、断桩问题的处理
为了预防缩颈、断桩问题的发生,可采用以下策略:(1)做好施工规划,严格控制已打桩及新打桩之间的施工间隔,以确保桩基强度达标;(2)严格控制拔管速度,一般来说应控制在1~1.2m/min;(3)选用合适的基坑开挖方式,并且严格控制桩端进入持力层的深度,通常情况下应大于200mm,且垂直度偏差不可超过1%;(4)灌注成桩是应超过桩顶位设计约70cm,使得桩顶质量合格。
(4)堵管问题的处理
如果是因为混合料配比不合理造成的堵管,只需要对细骨料和粉煤灰2种材料的掺入量加以控制和注意,尤其是粉煤灰的掺入量,要控制在60~80kg/m3。如果是因为混合料搅拌质量不高所造成的堵管,就要保证混合料能够顺利通过刚性管、刚强柔性管、弯管、变径管,最终可以到达钻杆管内,与此同时,对于混合料的坍落度,要控制在16~20cm。如果因为设备缺陷所造成了堵管,就要保证关键连接顺畅,弯管与高强柔性管等连接严谨,垫圈确保没有破损。如果是因为施工操作不当引起的堵管,就要求施工技术人员一定要按照施工操作规范以及施工技术标准来进行施工。
(二)合理优化成孔成桩工艺
在CFG桩施工中,应该优化施工工艺,加强技术管理,首先,应严格控制钻杆提升速度,并与混凝土泵注速度保持一致,确保钻头始终处于混凝土1m深度处,这样能够使得充盈系数始终维持在1.3~1.5,达到动态平衡;其次,应该根据桩体充盈系数、混凝土泵实际平均输出量等,计算泵送时间,以严格控制混凝土泵送过程的相关参数。
三、结语
随着城市化建设进程的推进,建筑行业处于一个高速发展的阶段,其施工技术水平不断提高。桩基施工是各类建筑施工中的一种常用施工技术,桩基是建筑的承载物,必须具备沉降量小而稳定、抗震能力优良的特点。CFG桩是一种高黏度桩,且桩身强度可变,桩间距应控制在350~600mm,在技术应用过程中,应根据设计要求及施工环境选用合适的施工工艺,例如,在地下水位以上的黏性土、粉土、人工填土地基处理中,应采用长螺旋钻孔灌注成桩工艺,而在黏性土、淤泥质土、人工填土及无密实厚砂层的地基处理中,会采用沉管灌注成桩工艺,同时加强施工技术管理,确保成桩质量。
参考文献
[1]肖瑞冬.CFG桩常见施工质量问题及监控措施浅析[J].科技风,2017,(19):70.
[2]张幼连.特殊地质情况下CFG桩施工监理质量控制要点[J].江西建材,2017,(22):115.
[3]辛军霞,吴兴征,高伟,等.基于Copula函数的CFG桩复合地基载荷-变形曲线的概率分析[J].岩土力学,2016(S1):56-59.