CFG桩综合项目施工质量控制方法要点.doc

CFG桩施工质量控制方法关键点
一、施工关键点
1、钻机就位
CFG桩施工前，检验桩位点和轴线关系，误差不超出 5cm。钻机就位后，调整钻尖位置，使钻杆垂直对准桩位点， 要求车盘、桩位、动力头三点一线， 钻尖垂直对准桩位中心。用钻机塔身前后和左右双向悬挂垂球检验塔身栏杆垂直度,调整钻机水平位置，使机台稳固，垂直度偏差小于１％桩长。
2、 钻进成孔
钻孔开始时，关闭钻尖出料门，向下移动钻杆至钻头触及地面，开启主电机平稳钻进。在成孔过程中，如发觉钻杆摇摆或难钻进时，应放缓进尺，不然轻易造成桩孔偏斜、位移，甚至损坏钻杆。当钻头钻进到设计桩长预定标高时，于动力头底面停留位置对应塔身处作醒目标志，作为施工时控制桩长依据（当动力头底面抵达标识处即桩长满足设计要求，施工时还需考虑施工工作面标高差异，作对应增减）。
3、混合料
灌注混合料要求用商品混凝土，要求强度等级为 C15，坍落度为 16cm～20cm，充盈系数（ 实际灌注混凝土体积和按设计桩身直径计算体积之比）＞１，泵送压力参考值大于4Mpa。
4、灌注及拔管
CFG桩成孔至设计标高后，停止钻进，钻杆反向旋转至桩底标高上提 30CM，关闭主电机，立即开启砼泵泵送混合料，冲击钻尖活门使其打开灌注混合料，注满后开始拔管，依据岩土类别和泵送压力大小，拔管速度宜控制在 2～3m／min之间，方可确保不会出现“断桩”现象。且拔管和灌注混合料过程宜连续进行，应避免造成停机待料。
5、移机
当上一根桩施工完成后，应具体填写施工统计，然后移动钻机，进行下一根桩施工。因为施工中 CFG桩排出土较多，常常将临近桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时或清泥时将原桩位移动。所以，下一根桩施工时，还应依据轴线或周围桩点位置对需施工桩位进行复核，以确保桩位之正确。
二、 常见问题分析和处理
1、 堵管
产生堵管原因有:
1) 混合料配合比不合理。当混合料中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。所以,要注意混合料配合比,坍落度应控制在160 mm～200 mm 之间。
2) 混合料搅拌质量有缺点。
3) 施工操作不妥。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。若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处水泥浆液将被挤出,轻易造成管路堵塞。
4) 冬期施工方法不妥。冬期施工时,混合料输送管及弯头均需做防冻保护,防冻方法不力,常常造成输送管或弯头处混合料冻结,造成堵管。冬季施工时,有时会采取加热水措施提升混合料出口温度,但要控制好水温度,水温最好不要超出60 ℃,不然会造成混合料早凝,产生堵管,影响混合料强度。
5) 设备缺点。弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头和钻杆不能垂直连接,不然也会造成堵管。混合料输送管要定时清洗,不然管路内有混合料结硬块,还会造成管路堵塞。
2、 窜孔
发生窜孔条件有三个:
1) 在加固土层中有松散饱和粉土、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) 土体受剪切扰动能量积累,足以使土体发生液化。
4）钻杆倾斜
因为窜孔对成桩质量影响,施工中能够采取预控方法有:a. 采取隔桩、隔排跳打方法;b. 设计人员依据工程实际情况,采取桩距较大设计方案,避免打桩剪切扰动;c. 降低在窜孔区域打桩推进排数,降低对已打桩扰动能量积累;d. 合理提升钻头钻进速度。
3、 桩头空芯
关键是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会造成桩体存气,形成空芯。
为避免桩头空芯,施工中应常常检验排气阀工作状态,发觉堵塞立即清洗。
4、桩端不饱满
这关键是因为施工中为了方便阀门打开,先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上土掉入桩孔或地下水浸入桩孔,影响CFG桩桩端承载力。为杜绝这种情况发生,施工中前、后台工人应亲密配合,确保提钻和泵料一致性。
5、桩长小于设计长度
这关键是钻机开钻前初始标识有误差。为避免和预防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,应使用反差较大反光贴条每0. 5 m 进行标识,粘贴在钻机导向架上,利于夜间统计人员识别读数。
三、确保CFG桩复合地基施工质量方法
1、测量桩位前应对施工现场原始地面标高进行抄平测量,并用平地机平整碾压后放出各桩正确位置,将线路纵坡、横坡考虑在内后,原地面标高控制在±5 cm 以内。施工桩顶高程控制在高于设计垫层底标高30 cm 处。将施工区域进行划分,并将各桩进行编号,定机定人进行管理。布桩时,CFG桩数量、部署形式及间距必需严格按设计要求,并遵照从中心向外推进施工或从一边向另一边推进施工标准,不宜从四面转向内推进施工。施工过程中应注意已打桩桩顶标高改变,尤其要注意观察桩距最小部位桩。因为在打新桩时,量测已打桩桩顶上升量,可估算桩径缩小数值,以判定是否产生缩颈和窜孔。对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题桩应开挖查看,并做出必需处理。
2、长螺旋钻施工。钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,开启马达钻进,通常先慢后快。在成孔过程中,如发觉钻杆摇摆或难钻时,应放慢进尺,不然轻易造成桩孔偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏。现场管理人员对每根桩全部要依据桩机上垂球目测导向架垂直度,以确保桩身垂直度小于1 % ,确保桩体正常受力。CFG桩成桩过程由现场值班人员指挥,桩机操作手和地泵操作手亲密配合,根据先泵料后拔管标准,预防先拔管后泵料,预防CFG桩成吊脚桩。
3、判定钻头是否抵达持力层。通常有两种方法:
a. 在桩机驾驶室观察电流改变。钻机开始钻孔及软弱地层钻孔时,电流表指针在120 A～130 A 之间,当钻头碰到持力层时,瞬间电流将增大到160 A 以上,同时电压下降。此时,应判定钻头已达成持力层。
b. 在钻机旁直观观察。当钻头抵达持力层时,钻杆上部动力头发生颤动和轻微摆动,钻机动力显著减弱,此时,应判定钻头已达成持力层。
4、在整个施工过程中,应安排质检人员旁站监督,并作好施工原始统计。统计内容关键有桩号、钻孔深度、瞬间电流值、孔深、拔管速度、单孔混合料灌入量、堵管及处理方法等。
5、严格控制拔管速率。拔管速率太快可能造成桩径偏小或缩颈断桩,而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀,桩顶浮浆过多,桩身强度不足和形成混合料离析现象,造成桩身强度不足。故施工时, 应严格控制拔管速率, 正常拔管速率应控制在2 m/ min～3 m/ min。为控制提钻速度,应购置秒表配发到统计人员,钻孔时间、拔管速度、灌注混凝土时间应统计至秒。当日统计每页必需由设备租赁方和项目部现场统计人当日进行相互签字确定。提钻泵送过程中,旁站人员要常常敲打输送管,确定管内混合料是否充实,以确保桩体密实。拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插,因为桩管垂直度偏差,轻易使土和桩体材料混合,造成桩身掺土影响桩身质量。
6、桩顶混凝土停灰面依据导向架上标识由值班人员判定,控制在桩顶标高以上0. 5 m 位置。即设置保护桩长,在泵送混合料时,比设计桩长多加0. 5 m 料。将钻杆拔出后,用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3 s～5 s ,提升桩顶混合料密实度,上部用土封顶,增大混合料表面高度即增加了自重压力,可提升混合料抵御周围土挤压能力,避免新打桩振动造成已打桩受振动挤压,混合料上涌使桩径缩小。
7、控制好混合料配合比、坍落度、搅拌时间。施工前进行配合比试验,对混合料和易性、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～200 mm 范围内(可依据运输混合料距离进行调整) 和易性好。当拔管速率为2 m/ min～3 m/ min时,通常桩顶浮浆可控制在30 cm～50 cm 之间,成桩质量轻易控制。桩身每立方米混合料掺加粉煤灰量应控制在140 kg～180 kg范围内(依据各地粉煤灰性能指标,具体粉煤灰掺入量试验后确定) 。施工中按设计配合比拌和,拌合时间不得少于1 min ,如粉煤灰用量较多,搅拌时间应合适加长。
8、CFG桩成桩后,桩顶以上没有1 m 垫层情况下严禁大型机械进入施工区。在截取桩头前应正确测量桩顶标高,并在纵横向挂线标示桩头水平位置。凿除桩头时严禁单边打眼凿桩头,预防桩头成斜面或破损,截取后桩头面应是水平面。清理桩间土和截取桩头时,应采取对应预防方法,预防造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
9、CFG桩施工中,每台班均须制作检验试件,进行28 d 强度检验,成桩28 d 后应立即进行单桩承载力或复合地基承载力试验,其承载力、变形模量应符合设计要求。CFG桩施工属隐蔽工程,施工完成后优异行自检,自检频率为10 %。自检合格后报第三方进行复检,复检合格报监理工程师签认后方可进行下一道工序施工。
10、冬季施工时混合料入孔温度不得低于5 ℃,对桩头和桩间土应采取保温方法。
四、施工注意事项
1、CFG桩复合地基和桩基础一个关键区分就是在CFG桩复合地基和基础之间设有褥垫层,基础经过褥垫层和桩和桩间土联络起来,桩和桩间土共同作用负担基础传来荷载。很多施工人员对褥垫层施工不重视,关键就是因为不了解褥垫层在CFG桩复合地基中关键性作用。首先,打桩前土方开挖应注意留有一定保护土层,并在施工中避免对地基土扰动,桩身强度达成设计强度后,进行复合地基检测,并清除弃土及保护土层。褥垫层下土层标高应正确控制,且应进行必需压实处理,应避免出现“橡胶土”或“翻浆”现象。其次,褥垫层应在截桩工作完成后进行,桩顶标高应正确控制,有些施工人员将桩头直接埋入褥垫层内,这是决不许可。再者,施工中不能随意调整设计好垫层材料,更不能用素混凝土垫层替换。
2、CFG桩不一样于碎石桩等散体材料桩,其桩身含有较高粘结强度,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,通常可全桩长发挥侧摩阻力。当持力层为良好土层时,CFG桩含有显著端承作用,它能够把外荷载传到深层地基,桩土应力比远大于碎石桩,从而大幅度提升复合地基承载力。和钢筋混凝土桩相比,桩体强度和刚度要小得多,在桩土共同作用下,地基土强度得到一定发挥,对应地降低了对桩承载力要求,桩体强度大于某一数值后,桩体标号提升对复合地基承载力没有影响,这么有利于充足发挥桩体材料潜力,降低地基处理费用。因为设计桩土应力比较大,CFG桩施工中更应注意确保桩身质量,避免出现窜孔、断桩、缩颈、桩身混凝土和土混合、桩顶周围桩体强度差等质量问题。