振动沉管和长螺旋施工工艺的优缺点及实用性论证Word格式文档下载.docx
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优点
（1）主要体现在对软土的处理效果较好，尤其是砂土，淤泥质土、粉土等，对这些土，它的挤密效果好，同时可消除其液化效果，达到增加侧摩阻力，复合地基的综合承载力。
（2）工程成本相对较为便宜。
缺点
（1）施工时不易控制质量，把握不好的话可能出现缩颈断桩、夹泥等现象，根据相关资料统计，此工艺施打的灌注桩事故率高达25%。
（2）难以穿透硬的土层，如砂层。
卵石层，碎石层、包括较硬的粘土层等。
若不能穿透，就得采用其它工艺引孔，或者采用其它工艺，这就给施工带来麻烦，同时增加一些附加费用，进度也就受到影响。
（3）振动噪音污染严重，这点对本场地到没有过大的影响。
（4）对已有建筑物，或现在正在施工的建筑、基础振动可能会带来不良影响。
比如现在的人工挖孔桩基础等。
（5）施工时，混合料从搅拌机到桩机进料口的水平运输一般为翻斗车和人工运输，效率相对较低，材料有一定浪费。
对于长桩，尚需空投料，操作不方便，本场地最长的桩根据工程地质资料显示，可能有的桩要到20m左右，所以难免要产生空投。
（6）它属于非排土成桩工艺，在饱和的粘性土中成桩，会造成地面隆起挤断已打桩，尤其是高灵敏土中可能会导致桩间土的强度降低。
（7）施工效率低，据调查每天每台设备估计就是300m左右，这样的话，在预计的工期内就得增加投入更多的设备，用电量就高，估计要750个千瓦，但目前场地还不能提供这样的电。
长
螺
旋
适用于粘性土、粉土、和填土等地基。
（1）噪音低，无泥浆等环境污染。
（2）成孔制桩不产生振动，避免了新打桩对已打桩的不良影响。
（3）成孔穿透能力强，可以穿透硬土层，如碎石层，硬塑的粘土层、砂层等。
（4）施工效率高，调查估计每台一天可到1000m左右，这样投入的设备就少些，和前次试桩的机械用电量差不多。
（5）成桩质量好，容易控制，对桩间土的强度破坏不大。
（1）对混合料的可泵性和和易性要求高，同时对砼的配合比要求就严格。
（2）对地下水位以下的桩可能会有一定的影响。
（3）工程造价成本相对较高。
备注：
实际上鉴于振动沉管缺点的这些因数，所以1997年内中国建筑科学院等单位才申请了：
“九五”公关项目——长螺旋钻管内泵压水泥粉煤灰碎石桩施工工艺，三年时间才研发出来，最终得以完善，实际上该工艺也就是振动沉管的一个升级。
建议：
通过以上两种施工工艺优缺点的对照，结合场地地形地貌、工程地质条件以及它的成因及组成结构（卡斯特地貌岩溶地区，普遍有硬塑状粘土层和局部夹有碎、块石和极少量孤石）为保证成孔质量、桩身质量以及处理后复合地基的质量，故建议采用长螺旋成孔工艺。
CFG桩施工技术简介
2
CFG分别代表水泥、粉煤灰与碎石。
由于利用工业废料———粉煤灰代替部
分水泥,大大地降低了工程造价,又增加了桩身后期强度。
通过柔性褥垫层的设置,使CFG桩复合地基得到均匀沉降和较高的承载力。
是目前多层房屋建筑加固软土地基最经济、适用、快速、可靠的一种新型灌注桩。
1 CFG桩的特点
（1）CFG桩不需要排泥浆,不污染周围环境,施工工艺简单,成桩速度快。
多层房屋建筑,建筑面积4500m,采用CFG桩复合地基施工,只用了10d。
（2）CFG桩的混合料,具有一定的粘结强度和良好的和易性,使其在振动沉管中软滑不易离析、泌水,容易保证桩身质量。
（3）CFG桩复合地基承载力提高幅度大,沉降量小,加固软土地基效果显著,具有较广泛的适应性。
（4）由于粉煤灰不断发生水化反应,使桩身混合料的后期强度增长较大,这对CFG桩承受上部荷载有了可靠的保证。
（5）CFG桩体内不设钢筋笼,可节约大量钢材。
桩身混合料,可就地取材,从而大大降低了工程造价。
CFG桩与粉喷桩相比,可降低工程造价近1/2,与预制钢筋混凝土方桩相比,可降低工程造价1/3,与混凝土灌注桩相比,可降低工程造价1/4。
2 技术要求
2.1 桩身混合料的原材料
（1）粉煤灰 CFG桩一般使用Ⅱ、Ⅲ级粉煤灰。
（2）碎石 粒径20～40mm,最大粒径不超过40mm,含泥量不大于2%。
（3）砂（石屑）中粗砂,不得含有草根垃圾等有机杂物,含泥量不超过3%。
石屑,粒径2.5～10mm,干净坚实,含泥量不大于3%。
（4）水泥 ISO42.5普通水泥,无受潮结块。
（5）水
干净饮用水。
2.2 钢筋混凝土预制桩尖
（1）钢筋混凝土桩尖的配筋,按设计图施工。
混凝土强度等级不得低于C30,制作时,应使用钢模或其它刚性大的工具模。
可现场加工制作也可在预制厂预制。
钢筋混凝土预制桩尖出厂,必须具有产品合格证和质量检验报告。
（2）钢筋混凝土桩尖的制作质量验收标准（如表1所示）。
表1 钢筋混凝土桩尖的验收标准
类别
项次
项目
允许偏差与要求
外形尺寸
1
桩尖总高度
±
20mm
桩尖最大外径
+10～0mm
3
桩尖偏心
10mm
4
顶部圆台（柱）的高度
5
顶部圆台（柱）的直径
6
圆台（柱）中心线的偏心
7
桩肩部台阶平面对纵轴线的倾斜
2～3mm
混凝土质量
8
桩肩部台阶混凝土
应平整,不得有碎石露头
9
露筋
不允许
10
蜂窝
11
麻面
应少于015%总表面积
12
裂缝掉角
3 施工工艺
（1）CFG桩一般采用振动沉管灌注桩或长螺旋施工工艺。
按照桩基平面图,
若振动沉管灌注桩施工工艺，将预制钢筋混凝土桩尖,准确埋入地表30cm以下就位,桩管应垂直套入桩尖,桩管与桩尖的轴线应重合,桩管内壁应保持干净。
（2）施工中按具有相应资质的试验室确定的混合料的配合比进行配料,严格计量投料加水搅拌均匀,搅拌时间不得少于1.0min。
（3）将桩管沉至设计标高,桩尖进入持力层1～1.5m后,应尽快投料。
将桩管内灌满混合料后,先振动5～10s,再开始拔管,边振动边拔管,每拔0.5～1.0m,应停止振动5～10s。
（4）拔管速度按均匀线速率控制,一般土层中,以1.2～1.5m/min为宜,软弱土层中,应控制在0.6～0.8m/min。
（5）为了防止出现缩颈和断桩,应严格控制拔管速度和高度,必要时可采用短拔（0.3～0.5m）,长振（15～20s）。
当桩管底端接近地面标高2～3m时,拔管尤应谨慎。
（6）沉管拔出地面,确认成桩符合设计要求后,可用湿粘土封顶,然后移动桩机,继续进行下根桩的施工。
（7）如发现施工中桩身混合料与桩间土有上涌现象,应采用隔排、隔根跳打。
4 柔性褥垫层
柔性褥垫层的作用如下:
①柔性褥垫层人为地使桩顶向上刺入,为桩间土参加工作提供条件,从而使桩间土一开始就分担较大份额的上部荷载,较好地发挥了桩间土的承载力;
②依靠褥垫层材料与基础底面的摩擦,使CFG桩复合地基具有一定抵抗水平荷载的能力;
③柔性褥垫层对地基的不均匀沉降,也有一定的补偿作用。
柔性褥垫层位于桩顶和桩间土的上部;
可用粒径5～20mm的级配碎石或者级配砂石;
根据地基承载力和桩的刚度等因素确定,其厚度一般取100～300mm。
可采用碾压、夯实、振实等方法压实。
每层材料应摊铺均匀,一般碾压不得少于3遍,压至密实不松动为止。
5 现场检验
（1）材质检验 ①混合料的原材料必须具有产品合格证和材质检验报告;
②水泥、粉煤灰进场后,随机抽样送检,检验合格后,才能使用于桩基施工中。
（2）试件制作 在灌注混合料的施工中,应在搅拌地点随机取样,由现场监理人员旁站制作试件,其数量每班不得少于1组（3块）。
（3）“跑桩”自检 桩基施工结束后,由桩基施工单位通过“跑桩”进行桩的质量自检。
清理桩头,将各桩顶实际标高测出,以桩的设计承载力的0.8～1.5倍（视桩的养护龄期而定）的荷载,逐根静压3min,“跑桩”完毕,再将桩顶标高测1次,计算每根桩的沉降量,写出“跑桩”质量自检报告。
（3）桩位复查 基坑开挖后,应及时检查桩数、桩位和桩顶外观质量。
如发现有漏桩、桩位偏差过大等质量问题,由设计单位及时提出补救措施,现场监理人员监督施工。
（4）静载试验 桩基施工时,应先打试桩。
检验单桩和复合地基的承载力,试验数量不少于总桩数的1%,且不少于3根,以便核对勘探地质资料,检验桩基设备和施工工艺,审定选用技术参数。
（5）低应变动测 检验桩身的完整性。
除两桩承台的桩应全部检测外,其它桩的检验数量不少于桩数的20%,且不少于10根。
（6）对有疑问桩的检测 可采取挖开检查（浅部检查）和抽芯检验,抽芯应在成桩28d后进行。
长螺旋内泵压CFG桩施工技术简介
（一）
施工设备及施工程序简介
1、施工设备
长螺旋钻管内泵压水泥粉煤灰碎石桩施工工艺由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成的完整的施工体系，其中长螺旋钻机是该工艺的核心部分。
目前长螺旋钻机根据其成孔深度分别为12m、16m、18m、24m和30m等机型。
施工前根据设计桩长来确定选取设备。
2、施工程序
当设备、材料和人员进场后，按下图1的程序进行准备工作，在这些准备工作完成后进入进入施工阶段。
长螺旋钻管内泵压CFG桩复合地基施工流程见下图2
水泥粉煤灰碎石桩施工开始程序图1
长螺旋钻杆内泵压水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工流程图2
（二）施工准备
1、材料
水泥粉煤灰碎石桩原材料包括砂、石、水泥、粉煤灰和外加剂，
在进场前需确定原材料的种类、品质，并将原材料送至实验室进行化验和作混合料配合比试验。
水泥：
施工中多用袋装425号普通硅酸盐水泥；
卵石或碎石：
粒径多采用8～25mm；
砂：
含泥量小于3%；
粉煤灰：
多用袋装Ⅱ级、Ⅲ级粉煤灰；
泵送剂。
2、施工现场
施工前场地的降水、开挖、水、电等需满足水泥粉煤灰碎石桩施工要求。
（1）
降水
水泥粉煤灰碎石桩施工要求地下水位降至基底标高下
0.5～1.0m，确定降水深度时还应考虑电梯井、集水坑等的深度。
（2）
基坑开挖
当水泥粉煤灰碎石桩在基坑内施工时，基坑开挖需满
①
足下列要求：
开挖深度：
开挖深度应根据基底设计标高和保护土层厚度确定。
当保护土层厚度为50cm、褥垫层厚度为15cm时，开挖标高为素混凝土垫层底标高以上35cm；
依此类推。
开挖时，要求工作面平整，严禁超挖。
开挖范围：
开挖范围需考虑水泥粉煤灰碎石桩边桩和角桩施工时的工作面。
工作面的确定取决于机身尺寸和工作特性，根据日前国产的长螺旋钻机情况，考虑施工时的工作面，基底开挖的平面尺寸以建筑物的底板边缘为基准向四周均扩出1.0m。
另外，还需根据场地料场和搅拌机的布置情况，在基坑内预留出混凝土泵的位置。
坡道：
为方便施工机械进出坑底作业面，需在基坑适当位置开挖一坡道。
坡道宽度、弯度和坡度需保证施工机械顺利进出基坑，坡道表面需作适当硬化处理。
（3）
施工道路及料场
通往坡道、料场的道路及料场的表
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