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摘 要:水泥粉煤灰碎石桩—CFG桩的粘结强度极高,属于一种竖向增强体复合地基,具有施工快、工期短、单个桩体承载力高等特点,且施工质量容易掌控,既经济,又安全环保,是目前广为应用的一种地基处理技术。但当CFG桩复合地基施工完成后需要对其进行相应检测,以确保其承载力达到设计要求。本文就CFG桩复合地基检测中的常见问题进行了探讨。
关键词:CFG桩复合地基 检测 常见问题
一、项目概况
该项目属于铁路改建工程,位于云贵高原境内,地处玉溪断陷盆地的中心地带,主要对正在建设的昆阳至玉溪线铁路两侧进行扩建,本文主要涉及的是玉磨线引入玉溪西站这部分。此施工区域地形平缓而宽阔,地面高程为1617-1619m,有0-5°的自然坡度;铁路沿线两侧分布着较为密集的村庄民房;以填方路基为主,填方高在3~9m左右。施工区域地表被第四系土层覆盖,土层构成有人工填筑土、软塑型粉质粘土、硬塑型粉质粘土、冲洪积;中、细砂、淤泥质土、细圆砾土;上第三系茨营组等。当处于化学侵蚀或氯化环境中时,混凝土结构会受到水的酸性侵蚀,侵蚀等级为H1。本路段的不良地质是砂土液化;特殊岩土有松软土、泥炭土等。
二、CFG桩复合地基在此工程中使用的施工工艺
此工程中的CFG桩在横向方向上是按照从路基线路中心向两侧延伸的顺序进行钻孔施工,纵向方向上是按照一端到另一段的顺序进行,所使用的施工方法是隔排跳桩。具体施工采取的是长螺旋钻孔和管内泵压混合料灌注成桩的办法,具体工艺流程如下:
1.施工准备阶段。首先,对将要进行打桩的原地面进行平整、清理、碾压。此外,为保证桩基施工位置,更好地进行垫层工作需要将打桩场地多预留出3-5cm的宽度,并在场地两侧挖出排水沟。其次,以设计方案中要求的桩间距为依据进行测量放样,确定放桩位置。最后,将钻机和其他配套设备运至施工现场,安装完毕后对钻机的垂直度进行检查、调整。
2.施工阶段。(1)在确保钻机垂直度与桩位的基础上,让打桩管垂直对准桩位中心进行打桩,期间要将桩体垂直度的误差控制在0.01以内,桩位偏差控制在50mm以内。(2)按照先慢后快的方式进行钻孔,并随时注意钻孔是否出现偏差,以便及时进行调整,避免桩孔出现位移和损坏钻具。(3)当桩孔深度达到设计要求后,用泵将预先配比好的混合料(C15混凝土)投入其中进行灌注,塌落度为160-200mm,并保证每根桩的投入量都要高于设计的灌注量;当钻管内充满混合料时开始拔管,大约拔出20-30cm。(4)连续进行均匀拔管,当桩顶高于设计高程30-50cm时结束灌注,盖上土,将桩顶封闭。(5)按照隔排跳桩的施工方法进行钻机移位,此时,下一批桩体的施工要在上一批桩体强度达到设计要求强度的80%以后才能开始施工。(6)将桩头范围内土清除后使用钢钎凿除桩头,然后对成桩进行相应质量检测,合格后浇筑桩帽。
三、在CFG桩复合地基施工工艺中常出现的问题及处理办法
1.堵管问题。在应用长螺旋钻孔和管内泵压混合料灌注成桩的施工工艺流程中最常出现的问题就是堵管,引起堵管问题的原因有很多,既有人为因素,又有水文地质条件等客观原因。下面主要介绍以下几种情况:(1)管内进入地下水,使砼出现离析,进而引起管堵塞问题。此种类型的管堵问题有两种情况,一是施工地点本身就蕴含丰富的地下水,当钻头的出料口没有被密封好时,就会有大量的地下水在钻头不断钻进地面的过程中进入到钻杆内腔,之后当砼在压灌作用下从钻杆顶部被冲压到钻杆底部的时候就会与进入钻杆内腔的水相遇,导致砼出现离析现象,其中所含的石子、砂、水泥浆都相互分离开来,最终堵在出料口处,即产生堵管问题。二是在钻头向地面钻进的过程中,钻头上其中一个或两个起到封堵作用的叶片被磨掉,导致有水进入钻杆,出现与上面一样的堵管问题。处理办法:当第一个原因造成的堵管问题已经发生时,要将钻杆及时提出,对钻头和钻杆进行相应的清理。若要避免此类情况发生,防患于未然,就要在下鉆之前就做好钻头出料口的密封处理。若是第二种原因引起的堵管问题发生,同样要将钻头立即提出,或是对封堵叶片进行补焊处理,或是把备用的新钻头换上去。若要避免此类情况发生,应在开钻之前就认真仔细地检查一遍钻头,将封堵叶片焊接牢固。
(2)砼在输送管道内滞留时间过久,使砼开始出现初凝现象,导致堵管。引发此种情况的原因有两种,一是当机械设备出现故障问题时维修时间太久,导致砼在输送管道内停留太多时间,产生初凝现象。二是受地质环境或钻头、钻机功率选取不合适的影响,钻机从一个钻孔转移到下一个钻孔所用时间过长,致使输送管内的砼出现初凝现象。处理办法:当第一种情况已经发生时,要一边修理机械设备,一边在短时间内将迅速将还未完全凝固的砼清除掉。当第二种情况已经发生时,要及时将输送管道内的砼做彻底清除处理。若要避免此类情况发生,就需要在开工之前对施工地的地质情况进行详细勘察,有全面的了解和掌握,事前就及时把障碍物清除干净,同时,选用合适的钻头和钻机功率。
(3)混合料的配合比不合理。当细骨粉、粉煤灰的含量在混合料中所占比重较小时,容易使混合料的和易性变差,进而出现堵管问题。处理办法:在配比混合料时注意粉煤灰或细骨粉的用量,同时要将坍落度掌握在160-200mm范围内。
2.串孔。底层松软或桩与桩之间的距离设计过近以及泵压采取不当等都会引起串孔问题。处理办法:当桩间距设计距离较近时,可采用隔排跳打或跳打的方式打桩,等到上一个桩砼凝固到一定程度后后再进行第二次补打;当泵压选取过大时,砼会在被冲压进孔内时对孔壁产生较大的挤压作用力,致使孔壁坍塌,此时应根据地质、地层的实际情况调整泵压或调换合适的设备;当钻的提升速度与泵量不相匹配时,应根据所选取的砼输送泵型号选取与之匹配的提升速度,并保证所选定的提钻速度在规范要求范围内。
3.缩径。当单个桩体灌注的砼小于设计要求的投放量时,若钻头大小适宜,则可断定此桩出现缩径问题。当此类问题已经发生时,要及时找出问题产生原因,并在砼还未出现初凝现象或完全凝固之前再次下钻,重新进行灌注,保证砼的实际灌注量大于设计的投放量。当提升速度过快引起缩径问题时,要根据泵量对速度进行相应调整;当产生原因是输送压力不够时,应及时检查输送泵压力,将其调整到适宜压力。
四、结语
作为应用比较广泛的一种地基施工技术,CFG桩复合地基施工完成后需按照相关技术规范对桩身的完整性、复合地基的承载力等方面进行相应检测,上文结合具体工程实例对检测中常见问题进行了探讨,希望能够避免这些问题,保证检测结果的客观、准确。
参考文献:
[1]叶东伟,吴学林.CFG桩复合地基检测的相关问题[J].工程建设与设计,2015(2):75-77.
[2]罗鹏飞,佟建兴,孙训海等.CFG桩复合地基检测常见问题[J].施工技术,2012,41(8):80-83.
关键词:CFG桩复合地基 检测 常见问题
一、项目概况
该项目属于铁路改建工程,位于云贵高原境内,地处玉溪断陷盆地的中心地带,主要对正在建设的昆阳至玉溪线铁路两侧进行扩建,本文主要涉及的是玉磨线引入玉溪西站这部分。此施工区域地形平缓而宽阔,地面高程为1617-1619m,有0-5°的自然坡度;铁路沿线两侧分布着较为密集的村庄民房;以填方路基为主,填方高在3~9m左右。施工区域地表被第四系土层覆盖,土层构成有人工填筑土、软塑型粉质粘土、硬塑型粉质粘土、冲洪积;中、细砂、淤泥质土、细圆砾土;上第三系茨营组等。当处于化学侵蚀或氯化环境中时,混凝土结构会受到水的酸性侵蚀,侵蚀等级为H1。本路段的不良地质是砂土液化;特殊岩土有松软土、泥炭土等。
二、CFG桩复合地基在此工程中使用的施工工艺
此工程中的CFG桩在横向方向上是按照从路基线路中心向两侧延伸的顺序进行钻孔施工,纵向方向上是按照一端到另一段的顺序进行,所使用的施工方法是隔排跳桩。具体施工采取的是长螺旋钻孔和管内泵压混合料灌注成桩的办法,具体工艺流程如下:
1.施工准备阶段。首先,对将要进行打桩的原地面进行平整、清理、碾压。此外,为保证桩基施工位置,更好地进行垫层工作需要将打桩场地多预留出3-5cm的宽度,并在场地两侧挖出排水沟。其次,以设计方案中要求的桩间距为依据进行测量放样,确定放桩位置。最后,将钻机和其他配套设备运至施工现场,安装完毕后对钻机的垂直度进行检查、调整。
2.施工阶段。(1)在确保钻机垂直度与桩位的基础上,让打桩管垂直对准桩位中心进行打桩,期间要将桩体垂直度的误差控制在0.01以内,桩位偏差控制在50mm以内。(2)按照先慢后快的方式进行钻孔,并随时注意钻孔是否出现偏差,以便及时进行调整,避免桩孔出现位移和损坏钻具。(3)当桩孔深度达到设计要求后,用泵将预先配比好的混合料(C15混凝土)投入其中进行灌注,塌落度为160-200mm,并保证每根桩的投入量都要高于设计的灌注量;当钻管内充满混合料时开始拔管,大约拔出20-30cm。(4)连续进行均匀拔管,当桩顶高于设计高程30-50cm时结束灌注,盖上土,将桩顶封闭。(5)按照隔排跳桩的施工方法进行钻机移位,此时,下一批桩体的施工要在上一批桩体强度达到设计要求强度的80%以后才能开始施工。(6)将桩头范围内土清除后使用钢钎凿除桩头,然后对成桩进行相应质量检测,合格后浇筑桩帽。
三、在CFG桩复合地基施工工艺中常出现的问题及处理办法
1.堵管问题。在应用长螺旋钻孔和管内泵压混合料灌注成桩的施工工艺流程中最常出现的问题就是堵管,引起堵管问题的原因有很多,既有人为因素,又有水文地质条件等客观原因。下面主要介绍以下几种情况:(1)管内进入地下水,使砼出现离析,进而引起管堵塞问题。此种类型的管堵问题有两种情况,一是施工地点本身就蕴含丰富的地下水,当钻头的出料口没有被密封好时,就会有大量的地下水在钻头不断钻进地面的过程中进入到钻杆内腔,之后当砼在压灌作用下从钻杆顶部被冲压到钻杆底部的时候就会与进入钻杆内腔的水相遇,导致砼出现离析现象,其中所含的石子、砂、水泥浆都相互分离开来,最终堵在出料口处,即产生堵管问题。二是在钻头向地面钻进的过程中,钻头上其中一个或两个起到封堵作用的叶片被磨掉,导致有水进入钻杆,出现与上面一样的堵管问题。处理办法:当第一个原因造成的堵管问题已经发生时,要将钻杆及时提出,对钻头和钻杆进行相应的清理。若要避免此类情况发生,防患于未然,就要在下鉆之前就做好钻头出料口的密封处理。若是第二种原因引起的堵管问题发生,同样要将钻头立即提出,或是对封堵叶片进行补焊处理,或是把备用的新钻头换上去。若要避免此类情况发生,应在开钻之前就认真仔细地检查一遍钻头,将封堵叶片焊接牢固。
(2)砼在输送管道内滞留时间过久,使砼开始出现初凝现象,导致堵管。引发此种情况的原因有两种,一是当机械设备出现故障问题时维修时间太久,导致砼在输送管道内停留太多时间,产生初凝现象。二是受地质环境或钻头、钻机功率选取不合适的影响,钻机从一个钻孔转移到下一个钻孔所用时间过长,致使输送管内的砼出现初凝现象。处理办法:当第一种情况已经发生时,要一边修理机械设备,一边在短时间内将迅速将还未完全凝固的砼清除掉。当第二种情况已经发生时,要及时将输送管道内的砼做彻底清除处理。若要避免此类情况发生,就需要在开工之前对施工地的地质情况进行详细勘察,有全面的了解和掌握,事前就及时把障碍物清除干净,同时,选用合适的钻头和钻机功率。
(3)混合料的配合比不合理。当细骨粉、粉煤灰的含量在混合料中所占比重较小时,容易使混合料的和易性变差,进而出现堵管问题。处理办法:在配比混合料时注意粉煤灰或细骨粉的用量,同时要将坍落度掌握在160-200mm范围内。
2.串孔。底层松软或桩与桩之间的距离设计过近以及泵压采取不当等都会引起串孔问题。处理办法:当桩间距设计距离较近时,可采用隔排跳打或跳打的方式打桩,等到上一个桩砼凝固到一定程度后后再进行第二次补打;当泵压选取过大时,砼会在被冲压进孔内时对孔壁产生较大的挤压作用力,致使孔壁坍塌,此时应根据地质、地层的实际情况调整泵压或调换合适的设备;当钻的提升速度与泵量不相匹配时,应根据所选取的砼输送泵型号选取与之匹配的提升速度,并保证所选定的提钻速度在规范要求范围内。
3.缩径。当单个桩体灌注的砼小于设计要求的投放量时,若钻头大小适宜,则可断定此桩出现缩径问题。当此类问题已经发生时,要及时找出问题产生原因,并在砼还未出现初凝现象或完全凝固之前再次下钻,重新进行灌注,保证砼的实际灌注量大于设计的投放量。当提升速度过快引起缩径问题时,要根据泵量对速度进行相应调整;当产生原因是输送压力不够时,应及时检查输送泵压力,将其调整到适宜压力。
四、结语
作为应用比较广泛的一种地基施工技术,CFG桩复合地基施工完成后需按照相关技术规范对桩身的完整性、复合地基的承载力等方面进行相应检测,上文结合具体工程实例对检测中常见问题进行了探讨,希望能够避免这些问题,保证检测结果的客观、准确。
参考文献:
[1]叶东伟,吴学林.CFG桩复合地基检测的相关问题[J].工程建设与设计,2015(2):75-77.
[2]罗鹏飞,佟建兴,孙训海等.CFG桩复合地基检测常见问题[J].施工技术,2012,41(8):80-83.