第34卷第7期 2 0 0 8年3月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE VO1.34 NO 7 Mar.2008 ・145・ 文章编号:1009—6825(2008)07—0145 03 影响CFG桩质量问题原因分析及预防措施 李国艳 摘要:结合工程实例,介绍了CFG桩施工过程中的质量问题,分析了其原因,提出了保证CFG桩质量的预防措施,指 出在工程施工中应制定可行的措施,并加强监督管理。 关键词:CFG桩,复合地基,施工质量 中图分类号:TU753.3 文献标识码:A 随着铁路客运专线建设高潮的来临,CFG桩与缛垫层复合地 1 CFG桩施工中的质量问题 基施工技术已在铁路客运专线中普遍使用。根据郑西铁路客运 郑西铁路客运专线主要采用r长螺旋钻孔管内泵压混合料 专线的现场实践和学习,总结出长螺旋成孑L泵送混合料施工CF( 桩在施工过程中常出现的质量问题及施工过程中质量监控的要 点,仅供现场工程技术人员和旁站人员学习参考。 CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。CFG桩复合地基,通过 改变桩长、桩距、褥垫层厚度和桩体配比,能使复合地基承载力幅 灌注成桩的施工方法,在整个CFG桩施 过程中,主要遇到了以 下质量问题。 1 1 堵管 产生堵管的原因有:1)混合料配合比不合理。当混合料中的 细骨料和粉煤灰用量较少时,混合料和易性不好,常发生堵管。因 度的提高有很大的可调性。它具有沉降变形小、施工简单、造价 低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特 点,广泛应用于各类工程的地基处理和加固。CFG桩最常用的成 桩施工方法有振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孑L管内泵压混合料 灌注成桩两种方法。 此,要注意混合料的配合比,坍落度应控制在160 l13nl--200 nm之 问。2)混合料搅拌质量有缺陷。3)施工操作不当。钻孔进入土 层预定标高后,开始泵送混合料,管内空气从排气阀排出,待钻杆 内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时问较晚,在泵 向外,还受施工技术的影响,不 的成孔方法、水泥砂浆配比、地 其中,K为锚杆锚固体的抗拔安全系数;Nt为锚杆的轴向拉 n力设计值;L。为锚杆锚固段长度;、 为锚固段注浆体与筋体问 质条件等均对抗浮锚杆的抗拔力有较大的影响。 的粘结强度标准值;D为锚杆锚固段的钻孑L直径; 为锚固段长 度粘结强度的影响系数。 按式(3)计算: K <L。 p (3) 3)锚杆极限抗拔力试验值是取破坏荷载的前一级荷载,而不 是锚杆破坏的瞬时值,所以锚杆极限抗拔力试验值可能会小于理 关重要的。 在已经确定锚杆锚同段长度的情况下,锚杆的极限抗拔力可 沦值,合理确定各级试验荷载对确定锚杆极限抗拔力试验值是至 7结语 随着城市高楼大厦的兴建,地下车库、人防工程逐渐增多,建 根据本工程的实际情况,参照相关规范、规程,经过计算可得 各根试验锚杆的极限抗拔力理论值(见表3)。从表3可知,除2 筑物的基础采用抗浮设计普遍存在,抗拔锚杆以其施工便捷且造 号锚杆外,其余4根锚杆极限抗拔力试验值均小于锚杆极限抗拔 价低廉的优势,在地下车库、人防工程、清水池等工程中得到越来 力理论值的下限,不能满足设计要求。因而仅根据现有理论来设 越』 泛的应用。 计抗浮锚杆是不合适的。 抗浮锚杆极限抗拔力受锚杆锚固段长度、钻孔直径、成孔方 表3锚杆极限抗拔力理论值 锚杆 锚固段长 钢筋极限抗 锚杆极限抗 锚杆极限抗 锚杆极限抗拔 编号 度/m 拉力/kN 拔力计算值/kN 拔力理论值/kN 力试验值/kN 1 2 8 0 7.8 1 286 1 286 904 3~3 014 4 881.7~2 939 0 904.3~1 286 881 7~1 286 771 6 900.2 法、水泥砂浆配比、地质条件等多种因素影响。要检验单一工程 抗浮锚杆设计、施工的合理性,确定抗浮锚杆的极限承载力,抗浮 锚杆基本试验是必不可少的。抗浮锚杆基本试验能有效地为锚 杆设计施工提供依据。 参考文献: 3 4 5 6.0 8 5 12 O 1 286 1 286 1 286 847 8~2 260 8 847 8~1 286 771 6 900 2 771.6 960.8~3 202.8 960.84~1 286 1 017 4~3 617.3 1 017.4一一1 286 [1]GB 50010—2002,混凝土结构设计规范[S], [2]( B 02—98,广州地区建筑基坑支护技术规定[SJ. (-ECS 22:2005,岩土锚杆(锚索)技术规程[S]. 2)抗浮锚杆的抗拔力除受锚固段长度、钻孔直径等因素的影 [3]The testing results analysis on anti-floating anchor pullout resistance ZHOU Bing-xiang Abstract:Based on the anti—floating anchor p ̄iout resistance basic test of Zh@ang new town core municipal transport projects,the testing re— suits and the theoretical values are contrast studied.The importance of the basic test of anti—flationg anchor to the design and corkstruction is confirmed. Key words:anti—floating anchor,basic test,pullout resistance 收稿日期:2007—11-08 作者简介:李国艳(1979一),女, 1二程师,中铁 — 局集团,山两太原030024 维普资讯 http://www.cqvip.com 146. ・ ・ .2第34卷008耋3年月 曹 山 西 建 筑 恁 送压力下钻头处的水泥浆液将被挤出,容易造成管路堵塞。4)冬 挥,桩机操作手和地泵操作手密切配合,按照先泵料后拔管的原 期施工措施不当。冬期施工时,混合料输送管及弯头均需做防冻 则,防止先拔管后泵料,防止CFG桩成吊脚桩。 保护,防冻措施不力,常常造成输送管或弯头处混合料的冻结,造 3)判断钻头是否到达持力层。一般有两种方法:a.在桩机驾 成堵管。冬季施工时,有时会采用加热水的办法提高混合料的出 驶室观测电流的变化。钻机开始钻孔及软弱地层钻孔时,电流表 口温度,但要控制好水的温度,水温最好不要超过60℃,否则会 指针在120 A~130 A之间,当钻头遇到持力层时,瞬间的电流将 造成混合料的早凝,产生堵管,影响混合料的强度。5)设备缺陷。 增大到160 A以上,同时电压下降。此时,应判定钻头已达到持 弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接, 力层。b.在钻机旁直观观察。当钻头到达持力层时,钻杆上部的 否则也会造成堵管。混合料输送管要定期清洗,否则管路内有混 动力头发生颤动和轻微的摆动,钻机的动力明显减弱,此时,应判 合料的结硬块,还会造成管路的堵塞。 定钻头已达到持力层。 1.2 窜孔 4)在整个施工过程中,应安排质检人员旁站监督,并作好施 瞬间电流值、孔 发生窜孔的条件有三个:1)在加固土层中有松散饱和粉土、 工原始记录。记录的内容主要有桩号、钻孔深度、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。 粉细砂;2)杆在钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;3)土 深、拔管速度、体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生液化。由于窜孔对成 5)严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致桩径偏小或 而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀,桩顶浮浆 桩质量的影响,施工中可以采取的预控措施有:a.采取隔桩、隔排 缩颈断桩,桩身强度不足和形成混合料离析现象,导致桩身强度不足。 跳打方法;b.设计人员根据工程实际情况,采用桩距较大的设计 过多,方案,避免打桩的剪切扰动.c.减少在窜孔区域的打桩推进排数, 故施工时,应严格控制拔管速率,正常的拔管速率应控制在 2 m/min ̄3 m/min。为控制提钻速度,应购置秒表配发到记录人 减少对已打桩扰动能量的积累;d.合理提高钻头钻进速度。 1.3桩头空芯 员,钻孔时间、拔管速度、灌注混凝土时间应记录至秒。当天的记 主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔 录每页必须由设备租赁方和项目队现场记录人当天进行相互签 旁站人员要经常敲打输送管,确认管 时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀 字确认。提钻泵送过程中,堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯。 内混合料是否充实,以保证桩体密实。拔管过程避免反插。在拔 为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵 管过程中若出现反插,由于桩管垂直度的偏差,容易使土与桩体 塞及时清洗。 材料混合,导致桩身掺土影响桩身质量。 6)桩顶混凝土停灰面根据导向架上标识由值班人员判断,控 1.4桩端不饱满 5 rn位置。即设置保护桩长,在泵送混合料 这主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所 制在桩顶标高以上0.n的料。将钻杆拔出后,用插入式振捣 致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔, 时,比设计桩长多加0.5 r影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况发生,施工中前、后 台工人应密切配合,保证提钻和泵料的一致性。 棒对桩顶混合料加振3 s~5 S,提高桩顶混合料密实度,上部用土 封顶,增大混合料表面的高度即增加了自重压力,可提高混合料 抵抗周围土挤压的能力,避免新打桩振动导致已打桩受振动挤 1.5桩长小于设计长度 这主要是钻机开钻前的初始标识有误差。为避免和防止施 工队伍操作人员对标识弄虚作假、骗取米数,开钻前施工技术人 员应对标尺、刻画进行复核,消除标识误差,应使用反差较大的反 光贴条每0.5 rn进行标识,粘贴在钻机导向架上,利于夜间记录 人员识别读数。 压,混合料上涌使桩径缩小。 7)控制好混合料的配合比、坍落度、搅拌时间。施工前进行 配合比试验,对混合料的和易性、强度进行控制。大量工程实践 表明,混合料坍落度过大,会形成桩顶浮浆过多,桩体强度也会降 低。坍落度宜控制在160 mm ̄200Ⅱ1n1范围内(可根据运送混合 料的距离进行调整)和易性好。当拔管速率为2 m/rain 3 m/min 时,一般桩顶浮浆可控制在30 cm~50 cm之间,成桩质量容易控 2保证CFG桩复合地基施工质量的措施 1)测量桩位前应对施工现场原始地面标高进行抄平测量,并 制。桩身每立方米混合料掺加粉煤灰量应控制在140 kg~180 kg 用平地机平整碾压后放出各桩的准确位置,将线路纵坡、横坡考 范围内(根据各地粉煤灰的性能指标,具体粉煤灰掺入量试验后 虑在内后,原地面标高控制在±5 ClTI以内。施工桩顶高程控制在 确定)。施工中按设计配合比拌和,拌合时间不得少于1 min,如 高于设计垫层底标高30 cm处。将施工区域进行划分,并将各桩 粉煤灰用量较多,搅拌时间应适当加长。 进行编号,定机定人进行管理。布桩时,CFG桩的数量、布置形式 8)CF-G桩成桩后,桩顶以上没有1 m垫层情况下严禁大型机 及问距必须严格按设计要求,并遵循从中心向外推进施工或从一 械进入施工区。在截取桩头前应准确测量桩顶标高,并在纵横向 边向另一边推进施工的原则,不宜从四周转向内推进施工。施工 挂线标示桩头水平位置。凿除桩头时严禁单边打眼凿桩头,防止 过程中应注意已打桩桩顶标高的变化,尤其要注意观测桩距最小 桩头成斜面或破损,截取后的桩头面应是水平面。清理桩间土和 部位的桩。因为在打新桩时,量测已打桩桩顶的上升量,可估算 截取桩头时,应采取相应的预防措施,防止造成桩顶标高以下桩 桩径缩小的数值,以判断是否产生缩颈和窜孔。对桩顶上升量较 身断裂和扰动桩间土。 大或怀疑发生质量问题的桩应开挖查看,并做出必要的处理。 9)CFG桩施工中,每台班均须制作检验试件,进行28 d强度 2)长螺旋钻施工。钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻 检验,成桩28 d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试, 杆至钻头触及地面时,启动马达钻进,一般先慢后快。在成孔过 验,其承载力、变形模量应符合设计要求。CFG桩施工属隐蔽工 程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺,否则容易导致桩孔 程,施工完毕后先进行自检,自检频率为10%。自检合格后报第 偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏。现场管理人员对每根桩都要 三方进行复检,复检合格报监理工程师签认后方可进行下一道工 根据桩机上的垂球目测导向架垂直度,以保证桩身垂直度不大于 序施工。 1%,确保桩体的正常受力。CFG桩成桩过程由现场值班人员指 to)冬季施工时混合料人孔温度不得低于5℃,对桩头和桩间 维普资讯 http://www.cqvip.com 第34卷第7期 2 0 0 8年3月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECq、URE Vo1.34 No 7 Mar 2008 ・147・ 文章编号:1009—6825(2008)07 0147+02 CFG桩复合地基的特点及施工注意事项 张殿波杨春生 摘 要:对( G桩复合地基进行了介绍,从CFG桩复合地基与桩基础、散体材料桩复合地基的主要区别及其在桩身材 料、适用范围、施工方法等方面的特点进行了论述,并对相关施工注意事项进行了讨论,以提高人们对CFG桩复合地基 的认识,从而推动CFG桩复合地基的应用。 关键词:CFG桩,复合地基,特点,施工 中图分类号:TU473.1 文献标识码:A 1 简介 CFG桩,即水泥粉煤灰碎石桩,是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑 褥垫层在CFG桩复合地基中的关键性作用。首先,打桩前的土 方开挖应注意留有一定的保护土层,并在施工中避免对地基土的 或砂加水拌和而成的有较高粘结强度的桩,与褥垫层、桩问土共 扰动,桩身强度达到设计强度后,进行复合地基检测,并清除弃土 且应进行必要的压 同作用形成复合地基。CFG桩复合地基试验研究是建设部“七 及保护土层。褥垫层下土层标高应准确控制,应避免出现“橡胶土”或“翻浆”现象。其次,褥垫层应在 五”计划课题,于1988年立题,1991年由中国建筑科学研究院地 实处理,基基础研究所开发成功。阎明礼、吴春林、张东刚等对CFG桩复 截桩工作完成后进行,桩顶标高应准确控制,有些施工人员将桩 头直接埋人褥垫层内,这是决不允许的。再者,施工中不能随意 合地基进行了系统的研究。CFG桩复合地基成套技术,1994年 调整设计好的垫层材料,更不能用素混凝土垫层代替。 被建设部列为全国重点推广项目,被国家科委列为国家级全国重 2) 1G桩不同于碎石桩等散体材料桩,其桩身具有较高粘结 点推广项目,1997年被列为国家级工法,且已列入国家行业标准 JGJ 79—2002建筑地基处理技术规范。 强度,在竖向荷载作用下,桩身横向变形不显著,不会象碎石桩一 样出现鼓胀破坏,且其临界桩长比碎石桩大得多,一般可全桩长 发挥侧摩阻力。当持力层为良好土层时,CFG桩具有明显的端承 2特点及施工注意事项 1)CFG桩复合地基与桩基础的一个主要区别就是在CFG桩 作用,它可以把外荷载传到深层地基,桩土应力比远大于碎石桩, 复合地基与基础之问设有褥垫层,基础通过褥垫层与桩和桩间土 从而大幅度提高复合地基承载力。与钢筋混凝土桩相比,桩体强 联系起来,桩和桩问土共同作用承担基础传来的荷载。由于桩身 变形模量较桩问土大得多,在竖向荷载作用下,桩顶和桩端分别 度和刚度要小得多,在桩土共同作用下,地基土的强度得到一定 发挥,相应地减少了对桩的承载力要求,桩体强度大于某一数值 产生上刺入变形和下刺入变形,桩顶部垫层材料在受压缩的同 后,桩体标号的提高对复合地基承载力没有影响,这样有利于充 时,向周围发生流动,桩问土的压缩变形大于桩身的压缩变形,无 分发挥桩体材料的潜力,降低地基处理费用。 论桩端落在一般土层还是坚硬土层,均可保证桩问土始终参与工 作。一方面,作用在桩间土上竖向荷载的增大,使桩侧法向应力 由于设计桩土应力比较大,CFG桩施工中更应注意保证桩身 质量,避免出现窜孔、断桩、缩颈、桩身混凝土与土混合、桩顶附近 增大,桩侧摩阻力增加;另一方面,由于桩的挤密作用(特别是沉 桩体强度差等质量问题。目前CFG桩已有较完善的施工工法, 管方法成桩时)及约束作用提高了土的承载力,桩土共同作用,形 施工过程中应严格按工法操作,文中仅就以下几项重点问题进行 成一个受力整体,共同承担上部基础传来的荷载。 讨论,其他细节就不再赘述: 很多施工人员对褥垫层的施工不重视,主要就是困为不了解 土应采取保温措施。 遍的技术之一,基桩作为一个工程的隐蔽工程,施工质量的好坏 参考文献: 标准[S]. 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)已成为地基处理中应用较为普 [1]铁建设[2005],客运专线铁路(路基)工程施工质量验收暂行 不仅关系到一个工程的成败,而且涉及到千家万户的利益,只有 [2]T 210—2005,铁路混凝土工程施工技术指南[S]. 加强施工过程中的监督管理,严格按照设计及规范要求施工CFG [3]JGJ 94—94,建筑桩基技术规范[S]. 桩,才能保证CFG桩的施工质量,才能建造出合格工程、精品工 [4]刘晓平,唐春梅.CFG桩复合地基的应用及发展前詈[J].山西 程,更好地服务于我国的铁路建设事业。 建筑,2005,31(6):76—77. Factors influencing the quality of CFG pile and preventive measures LI Guo-yan Abstract:Combined with practice work,the quality problems of CFG pile encountered in construction process&re introduced,based upon analy— sis of causing reasons corresponding preventive measures are proposed Author points out practicable control measures should be schelduld to estrengthen super vision and management. Key words:CFG pite,composite fotmdation.constructive quality 收稿日期:2007 ¨一12 作者简介:张殿波(1975一),男,工程师,中铁建工集团有限公司,北京102400 杨春生(1976一),男,助理工程师,中铁建工集团有限公司,北京102400
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容