CFG桩施工技术总结.docx
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CFG桩施工技术总结
CFG桩施工技术总结
1、概述
水泥粉煤灰碎石桩是在素混凝土桩基工艺上发展起来的新型桩体，桩体材料主要由碎石、砂、粉煤灰，与适量水泥和水拌制而成；桩体与桩间土共同作用，组成水泥粉煤灰复合地基；加固处理后，地基承载力可达到200Kpa以上，具有施工简单、加固效果好、节省材料，无污染等特点，广泛应用于地基加固。
2、施工特点
2.1水泥粉煤灰碎石桩常用的施工方法有振动管成桩、长螺旋钻孔灌注成桩、泥浆护壁钻孔灌注成桩等方法。
2.2CFG桩在施工过程中有一下特点：
2.2.1施工时低噪音，无泥浆污染，对周边环境没有影像。
2.2.2施工时不产生振动，避免扰动已施工的桩和对临近建筑物产生不良影像。
2.2.3成孔穿透能力强，可穿透硬土层，如砂层、圆砾层和粒径不大于60mm的卵石层。
施工过程中不受地下水水位的影像。
2.2.4造价低，工期短，综合效益高等特点。
3、适用范围
水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂性土、杂填土及湿陷性黄土地基中以提高地基承载力和减少地基变形为主要目的的地基加固。
桩长取决于对承载力和沉降的要求、土质条件和设备能力；桩径一般为350～600mm；桩间距一般为3倍～5倍桩径褥垫层厚度一般为100～300mm。
4、工艺原理
4.1作业内容
4.1.1测量放样；4.1.2钻机就位；4.1.3钻孔；4.1.4压灌拌合料或投料拔管；4.1.5成桩验收。
4.2施工准备
4.2.1核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。
4.2.2场地进行平整，清除地表杂填土、种植土、垃圾土等。
地表处理采用人工配合机械按不同的要求分段作业，将原地面整至设计桩顶标高以上30～50cm，碾压密实。
表面做成适当的排水横坡，两侧人工开挖排水沟临时排水系统，确保地表无积水。
4.2.3现场复核测量基线及水准点，按照桩位布置现场测量放样，根据布桩图准确定位桩位中心及平面位置，在桩位中心打入木桩、竹片桩或钢筋，用白灰标识。
4.2.4对基底安规定分层碾压，地基系数K≥0.9；宽度不小于设计值。
4.2.5施工前清除地表耕植土，进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数。
4.3长螺旋钻孔泵压灌注CFG桩施工工艺
4.3.1钻机就位
钻机就位必须平整、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动。
钻机就位后，采用在钻架上挂垂球的方法测量钻杆的垂直度或利用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻机垂直对准桩位中心；确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。
为准确控制钻孔深度，应在桩架上做出控制深度的标尺，以便在施工中观测、记录。
在钻塔前接上1个400A的交流电流表，以显示不同地质条件的电流变化。
4.3.2钻进成孔
1、钻孔开始前，应通过泵送水泥砂浆检查芯管顶部的气眼是否通畅、混凝土输送软管是否接头良好，是否有扭曲现象。
2、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，启动马达钻进。
一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便及时纠正。
3、在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。
4、当钻头到达设计桩长预定标高时，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，作为施工时控制孔深的依据。
当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。
5、施工时还需考虑施工工作面的标高差异，作相应增减；成孔达到设计标高时停止钻进。
6、现场控制人员应在钻头前面随钻进深度记录人员要及时记录电流，电流突变处应及时记录钻进深度；当电流显示已进入硬土层时应控制进尺，确保嵌入硬层深度不小于50cm。
4.3.3验孔
检查孔深及垂直度偏差，填写记录，并进行签认。
4.3.4灌注成桩
1、混合料应按配合比进行配料，计量要准确，上料的顺序为：
先加碎石，再加水泥、粉煤灰和泵送剂，最后加砂，每盘料的拌合时间不应小于60s。
混合料加水量和坍落度（设计要求长螺旋钻管内泵压混合料法施工时，坍落度控制在16～20cm）根据采用的施工方法按工艺试验确定并经监理工程师批准的参数进行控制。
在泵送前混凝土泵料斗应备好熟料。
2、钻孔至设计标高后，停止钻进；混合料经坍落度检查合格后，开始泵送混合料，每根桩的投料量应不少于设计灌注量（投料的计算采用在泵口安装混凝土流量计或采用记录泵压次数的办法计量，不得采用斗量法）。
3、钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料，拔管应均匀连续进行,速度控制在2～3m/min。
施工桩顶高程宜高出设计高程50cm。
4、成桩过程宜连续进行，应避免因后台供料慢而导致停机待料。
灌注成桩完成后，桩顶采用湿黏土封顶，进行保护。
5、施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
4.3.5钻机移位
进行下一根桩的施工前由于钻出的土较多，经常临近的桩位覆盖，有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁边使原标定的桩位发生移动。
因此，还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。
4.3.6施工顺序
1、CFG桩施工一般优先采用间隔跳打法，也可采用连打法。
具体的施工方法由现场试验来确定。
2、连打法易造成邻桩被挤碎或缩颈，在粘性土中易造成地面隆起；跳打法不易发生上述现象，但土层较硬时，在已打桩中间补打新桩，可能造成已打桩被振裂或振断。
3、在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打，但施工新桩与已打桩时间间隔不少于7d；在饱和的松散粉土中，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打；全长布桩时，应遵循由“由一边向另一边”的原则。
4.3.7土方弃运
桩体施工完成2～3小时，在初凝前采用自重小于3T的小型挖掘机直接挖除打桩弃土，并采用小型运输车转运至指定弃土场堆放。
清运时不得对设计桩顶标高以下的桩身造成损害，不可破坏工作面未施工的桩位。
4.3.8成品保护
1、桩头的保护：
施工高度一般宜高于设计标高50cm，并采用湿黏土对桩顶封屯保护；
2、桩体达到一定强度后（一般为3-7d），方可挖槽，严禁挖槽时机械撞击桩头；不可用重锤或重物横向击打桩体，合理安排施工顺序，避免后序桩的施工对已施工桩头的破坏。
3、桩间土保护：
为了避免扰动桩间地基土，桩顶高程以上宜预留30cm～50cm厚的保护层；雨后钻机下应铺设碎石垫层，避免扰动地基土。
5.施工工艺流程及操作要点
图5.1CFG桩施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1为检验CFG桩施工工艺、机械性能及质量控制，核对地质资料，在工程桩施工前，应先做不少于2根试验桩，并在竖向全长钻取芯样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺。
5.2.2CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。
5.2.3桩长、桩顶标高及直径符合设计要求。
5.2.4CFG桩施工中，每台班均须制作检查试件，进行28d强度检验，成桩28d后应及时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。
5.2.5通常桩顶混凝土密实度差，强度低，对此采取桩顶以下2.5m内进行振动捣固的措施。
5.2.6施工配合比和混凝土坍落度严格按试验数据施工，坍落度太大的混合料，易产生泌水、离析，泵压作用下，骨料与砂浆分离，摩擦力加剧，导致堵管。
坍落度太小，混合料在输送管路内流动性差，也容易造成堵管。
5.2.7夏季施工气温高，混合料水分容易损失，可能导致堵管，防止堵管的措施:
1、施工塌落度范围取上限值。
2、经常检查排气阀门是否畅通。
3、输送泵与钻杆相连的管路的钢管部分用湿草袋覆盖。
4、堵管发生后，应立即查明堵管位置。
若位于地上部分，应将所堵管节拆下迅速疏通，再行安装后进行灌注。
若位于地下部分，应将钻杆提出，孔内灌注混合料。
5、冬季施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头及桩间土应采取保温措施。
在施工过程中避免拌合料在初凝前遭到冻结及时对泵头，泵管采取保温措施。
6、雨期施工必须保证预留保护土层的厚度，以免扰动地基地。
干作业成孔完毕后必须及时灌筑或覆盖桩孔，防止雨水进入，造成塌孔。
7、施工过程中若因钻杆倾斜造成窜孔时，应用混合料灌注，并在旁边补桩。
8、跳打施工时应及时清除成桩时排出的弃土应随时将钻机旋钻带出的土方用装载机集中清理堆放，适当时间集中运出施工场地至弃土场。
9、整个施工过程中，安排质检人员旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。
10、经常检查螺旋直径，防止螺旋磨耗造成桩径不足。
11、必须在钻管内泵满混合料后方可进行提管作业，同时指挥人员要发出信号通知司钻人员，严禁先提管后泵料。
12、串孔的预防措施
在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常遇到下面情况，打完1号桩后，在施工相邻的2号桩时，发现未结硬的1号桩的桩顶突然下落，当2号桩泵入混合料时，1号桩的桩顶开始回升。
由于串管对成桩质量的影响，施工中应采取的预控措施：
1）采取阁排、阁桩跳打方法；
2）减少在串管区域的打桩推进排数，减少对已打桩扰动能量的积累；
3）该进钻头，合理提高钻头钻进速度；
13、桩头空心的预防措施
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，就会导致桩体存气，形成空芯。
为避免桩头空芯，施工中应经常检查排气阀的工作状态，发现堵塞及时清洗。
14、缩径、断桩的预防措施
1）严格控制拔管速度，尤其是饱和黏土、地下水丰富的孔位，应严格将拔管速度控制，且送料、拔管应连续均匀。
2）备足混合料，随钻随浇注，防止停工待料。
3）经常检查螺旋直径，防止螺旋磨耗造成桩径不足。
4）严格控制清表后的地基压实质量，提高原地面地基承载力，同时在长螺旋支腿处加设枕木，减少地基接触应力，防止长螺旋钻机走形挤压成桩基断桩、变形。
15、在截取桩头前应准确测量桩顶标高，并标出标高水平位置，然后用机械锯水平锯断。
严禁风镐、钢钎凿或锤击桩头。
清理桩间土和截取桩头时，应采取相应的标高控制或预防措施，防止造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土，避免超挖。
超挖部分回填需报专项方案经监理和设计同意后方可施工。
6、质量标准及检验方法
6．1质量验收标准
6.1.1施工前应进行成桩工艺试验（不少于2根），以复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，确定拌合料配合比、坍落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数，报监理单位确认后，方可进行施工。
6.1.2CFG桩施工开始后应及时进行复核地基承载力或单桩承载力试验，以确认施工图给出的参数。
6.1.3采用长螺旋钻管内泵压拌合料灌注成桩时，设备型号选择应根据桩径、加固深度要求确定。
6.1.4CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法如下表所示
CFG桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验项目
允许偏差
检验数量
检验方法
1
桩位（纵横向）
50mm
按成桩总数的10%抽样检验，且每检验批不少于5根
经纬仪或钢尺丈量
2
桩体垂直度
1%
经纬仪或吊先测钻杆倾斜度
3
桩体有效直径
不小于施工图标示图
开挖50～100cm深后，钢尺丈量
6.2试验与检测
6.2.1施工过程中，抽样做混合料试块，每台机械每台班（8h）做一组（三块），试块尺寸为15cm×15cm×15cm，标准养护并测定28天抗压强度。
6.2.2施工过程中，现场每台班抽样检验3次坍落度，并随时检查拌和料的和易性，保证正常施工。
6.2.3CFG桩的桩身质量、完整性应满足设计要求。
采用低应变检测检验总桩数的10%。
6.2.4CFG桩按复合地基设计时，处理后的复合地基承载力、变形模量应满足设计要求。
采用平板载荷试验检验总桩数的2‰。
6.2.5CFG桩施工允许偏差应符合下表中要求。
CFG桩施工允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
桩位（纵横向）
50mm
2
桩身垂直度
1.0%
3
桩体有效直径
≥500mm
6.2.6严格按照试验室出具的配合比进行施工。
在施工中特别是雨后施工应随时检查砂石的含水率，用水量应扣除砂石的含水量。
7、清除桩间土
7.1CFG桩区段施工完成达到14天后，浆喷桩区段施工完成达到28天后、在路基两侧放出桩顶标高控制线，采用自重小于3t的小型挖掘机挖除桩间土，挖掘机挖斗宽度应小于桩间净距；挖掘机作业时采用倒退开挖法，保证始终在弃土上作业。
并确保清理时不对桩身造成损害，不扰动设计标高以下桩间土、不压坏桩头。
施工高度保证在桩顶标高以上，并用人工清理基底虚土，保证场地平整不积水。
如果超挖，应制定相应的回填措施报监理和设计同意后方可实施，不得擅自施工。
7.2在开挖表土和截桩时，设专人负责指挥，尽量采用小型机械和人工开挖，开挖过程中，挖掘机头部不允许碰撞桩体。
截桩时采用适宜的工器具和适当的方法，不得造成桩顶设计标高以下的桩体断裂和扰动桩间土。
8、桩头截除、修整
8.1桩间土清除后，抄平或拉线在每个桩身上用红油漆标出桩顶标高准确位置，使用手执切割机或可移动立体式切割机沿标高线上2cm位置将桩身四周锯缝，锯缝深度不小于d/3，使桩头沿切割线形成预裂面；
8.2将2根钢钎略抬高2～3cm对称的插入切缝上（防止桩头破裂），然后轻锤钢钎使之继续嵌入造成切割面断裂而截断桩头；
8.3然后用人工修凿桩面，将桩顶从四周向中间修平至设计标高，顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜砼面。
8.4清除浮浆后桩的有效长度应满足设计要求，桩顶误差0～+20mm内；最后在桩顶面用打磨机对称磨平3个￠10cm的低应变检测点。
8.5截桩过程中严禁使用挖机直接截断桩头或采用风镐或钢钎凿桩，更不能用重锤或重物横向击打桩体。
9、断桩及桩身标高达不到设计标高处理方法
9.1在基槽开挖、剔除桩头或施工不当造成桩体断至桩顶设计标高以下，则必须进行补救措施；发现断裂面距桩顶的距离在１米范围内，比设计桩径大20cm挖至断裂部位后，清除桩头泥土，平整凿毛，冲洗干净，刷一层水泥浆，再进行接桩.接桩过程中套筒须大于设计直径20cm，并低于桩头至少10cm,使其完全罩住断裂面，采用同强度的混合料浇筑到高出设计顶面20mm处，并粘结在一起，达到整体性的效果。
9.2养护
补桩完成后先进行塑料薄膜覆盖，再盖草帘，然后进行洒水养护七天，达到设计强度后揭去覆盖物及套筒。
最后再用素土回填人工夯实，达到设计复合地基承载力的要求。
10、材料及机具设备
10.1材质要求
桩体主体材料为碎石，符合设计级配要求；
选用的水泥、粉煤灰、及外加剂等原材料符合设计要求，并按相关规定进行检验。
原材料：
所用的水泥和粗细骨料品种、规格及质量符合设计要求。
检验数量：
同一产地、品种、规格、批号的水泥，每200t为一批，不足200t时也按一批计。
同一产地、品种、规格且连续进场的粗、细骨料，分别每400m3为一批，当不足400m3时也按一批计。
各种原材料每批抽样检验1组。
检验方法：
检查产品质量证明文件。
在水泥库抽样检验水泥强度、安定性、凝结时间，在料场抽样检验粗细骨料含泥量、筛分试验颗粒级配。
10.2机具设备
本工法所需主要机具设备见表。
主要机具设备
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
1
混凝土搅拌楼
HZS120
套
2
2
砼运输车
8m3
台
6
3
砼输送泵
80m3/h
台
2
4
螺旋钻机
YH-28
台
2
5
发电机
250KW
台
3
含1台备用
11、劳动组织
整治专业小分队的人数视工作量而定，一般应由以下人员组成：
技术人员1名，负责施工组织和质量控制；
试验员1人，负责浆液配制和施工控制；
材料管理员1人，负责材料的验收及发用；
发电机司机1人，负责发电机的使用和维修；
钻机操作手4人，负责螺旋钻机的使用和维修；
砼输送泵司机1人，负责水泥泵和化学泵的使用和维修；
电工1人，负责照明和电线维修；
杂工10人，负责工地安装、拆除等工作。
12．施工安全及环境保护
12．1安全保证措施
施工现场的布置符合防火、防爆、防洪、防雷电等安全规定及文明施工的要求，施工现场的生产、生活办公用房、仓库、材料堆放场、停车场、修理场等按批准的总平面布置图进行布置。
现场道路平整、坚实、保持畅通，危险地点悬挂按照《安全色》和《安全标志》规定的标牌，夜间行人经过的坑、洞应设红灯示警，施工现场设置大幅安全宣传标语。
对施工人员进行安全教育，进入工地时，必须佩戴安全防护用品，所有施工人员必须听从指挥。
施工现场并设专职安全员，施工作业区设安全标志，防止无关人员进入施工现场。
夜间施工应有足够的照明。
高压泵管不得超过压力范围使用，防止高压泵管破裂。
钻杆上的土应及时清理干净，防止坠下伤人。
12．2环保措施
在机械施工过程中，尽量减少噪音，废气，废水及尘土等污染。
以保障当地居民和施工人员的健康。
对清理场地的表层腐植土，砍伐的荆棘等废料，要及时运到指定的地点进行废弃。
生产及生活垃圾应用封闭运土车运走，不得随处遗撒。
现场的散水泥、砂石料等必须遮盖存放，废弃水泥等物应回收，避免扬尘。
13.节能措施
13.1加强能源管理，建立和完善节能考核制度，根据生产过程中运量、运力、施工作业等多种因素变化情况，及时调整生产计划，保持生产的高效、节能。
13.2加强生产调度指挥，建立和完善岗位责任制和能源消耗定额管理制度，提高运输车辆实载率和施工机械的使用效率。
13.3按照国家有关计量的法律、法规和有关规定，加强能源计量管理，配备准确可靠的计量器具，对耗能设备实行严格的计量管理。
13.4禁止购置、使用国家公布淘汰的用能产品和设备。
13.5组织设备操作人员以及其他有关人员参加节能培训，未经培训的人员不得在耗能设备操作岗位上工作。
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