CFG桩的施工工艺标准.docx

1、CFG桩的施工工艺标准CFG桩的施工工艺来源： 发布时间：2011-1-13 1:48:48水泥粉煤灰碎石的施工，应按设计要求和现场条件选用相应施工工艺，并应按照国家现行有关规范执行：(1)长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基；(2)泥浆护壁钻孔灌注成桩，适用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石（砾）石土及风化岩层分布的地基；(3)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩，适用于粘性土、粉土、砂土等地基，以及对噪音及泥浆污染要求严格的场地；(4)沉管灌注成桩，适用于粘性土、粉土、淤泥质土人工填土及无密实厚砂层的地基。2、长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工和沉管灌注成桩施工除

2、应执行国家现行有关规范外，尚应符合下列要求：(1)施工时应按设计配比配置混合料，投入搅拌机加水量由混合料塌落度控制，长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的塌落度以为180-200mm，沉管灌注成桩施工的塌落度宜为30-50mm,成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm;(2)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应同拔管速度相配合，以保证挂内有一定高度的混合料，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；沉管灌注成桩施工拔管速度应按均匀线速度控制，拔管线速度应控制在1.2-1.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度可适当放慢(3)施工时，桩顶标高

3、应高出设计桩顶标高，高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和成桩顺序等综合确定，一般不应小于0.5m.(4)成桩过程中，抽样做混合料试块，每台机械一天应做一组(3块)试块（边长为150mm的立方体），标准养护28d,测定其抗压强度；(5)沉管灌注成桩施工过程中应观测新施工桩对已施工桩的影响，当发现桩断裂并脱开时，必须对工程桩逐桩静压，静压时间一般为3min，静压荷载以保证使断桩接起来为准。3、复合地基的基坑可采用人工或机械、人工联合开挖。机械、人工联合开挖时，予留人工开挖厚度应由现场开挖确定，以保障及械开挖造成桩的断裂部位不低于基础底面标高，且桩间土不受扰动。4、褥垫层铺设宜采用静力压实法

4、，当基础底面下桩间土的含水量较小时，也可采用动力夯实法。5、施工中桩长允许偏差为100mm,桩径允许偏差为20mm,垂直度允许偏差为1%.对满堂布桩基础，桩位允许偏差为0.5倍桩径；对条形基础，垂直于轴线方向的桩位允许偏差为0.25倍桩径，顺轴线方向的桩位允许偏差为0.3倍桩径，对单排布桩桩位允许偏差不得大于60mm。质量检验1、复合地基检测应在桩体强度满足试验荷载条件时进行，一般宜在施工结束2-4周后检测。2、复合地基承载力宜用单桩或多桩复合地基载荷试验确定，复合地基载荷试验方法宜符合本规范附录A的规定，试验数量不应少于3个试验点。3、对高层建筑或重要建筑，可抽取总桩数的10%进行底应变动力

5、检测，检验桩身结构完整性。最后需要注意的是，封头是的规范，和普通的灌注桩有点不同碎石桩、CFG桩施工工艺流程图一)施工准备：平整清理打桩场地，宽度再向处延伸3m，保证桩基的施工位置，作为施工的工作垫层。根据设计文件，按桩间距布置准确测放桩位，将打桩机及其配套机具运至施工现场安装架高完好。(二)根据该工程的地质特性，其成桩工艺宜采用逐步拨管法：1.桩管垂直对准桩位（活瓣桩靴闭合）2.启动振动锤将桩管振动入土中，达到设计深度，使桩管周围的土进行挤密或挤压。3.沉管过程中做好记录，每沉1m记录电流表上电流一次，对土层变化处予以说明。4.从桩管上端的投料漏斗加入料，数量根据试桩确定。5.逐步拨管边振边

6、拨管，每拨管1.0m1.5m停止拨管而继续振动，停拨时间510S，直至将管拨出地面。碎石桩、CFG桩施工工艺流程图CFG桩复合地基施工CFG桩(钻孔压灌素混凝土桩)复合地基为近几年研究采用的一种新型地基处理方案，该方法施工简单、速度快、质量便于控制。某工程中采用此技术，且开创了首次在总高度超过100m的工程中运用此技术，效果良好。一、工程概况某工程总建筑面积约23万m2，由四栋高档塔式涉外公寓组成，其中1#楼已施工完毕交付施工，现进行2#楼施工，2#楼总建筑面积62089mm2，地下三层，地上34层。主楼基础为箱形基础，主体结构类型为全现浇剪力墙结构。2#楼工程总高度102m，设计0.00相等

7、于绝对标高38.5m，基底标高为-15.86m、-16.36m、-15.56m，分别相等于绝对高程22.64m、22.14m、21.94m。二、CFG桩设计情况（一）地质勘测情况：基底持力层为细粉砂层（局部为粘质粉土、粉质粘土层），其地基承载力标准值为220kpa。（二）CFG桩设计要求：1.建筑物主楼最终沉降量80mm；2.建筑物最大倾斜总高度的0.8；3.不考虑地下室的抗浮问题。4.地基承载力需615kpa。（三）CFG桩设计参数：桩数988根平均桩长11.5m平均桩径420mm混凝土等级C20单桩承载力标准值750kN桩间距1.291.30m1.391.36m1.521.42m褥垫层15

8、0mm厚砂石褥垫层（四）CFG桩复合地基承载力简要验算：1.复合地基范围的面积为：1795.08m22.复合地基承载力为：750988/1795.08220=632.79kPa615kPa（设计要求地基承载力）地基承载力符合设计要求。三、施工工艺：（一）施工准备：1.主要设备机具准备：长螺旋钻机（45kW2）1台；混凝土输送泵1台搅拌机1台坍落度测筒1个试块模具2套配电箱1台经纬仪1台水准仪1台2.材料准备：水泥：32.5#普通硅酸盐水泥；碎石：粒径5-20mm；砂子：细中砂，含泥量5%；粉煤灰。3.劳力准备：施工总指挥1人技术负责1人质检员1人钻机操作6人钻机记录2人钻机指挥2人搅拌机操作3

9、人上料20人4.现场条件基槽开挖完毕，预留土层厚度（300mm），并办理好中间验收记录。总包单位对CFG桩施工单位做好测量交底。（包括基槽的高程、控制轴线网、等）CFG桩施工单位测量人员对基槽槽地底标高进行复测，根据总包单位提供的控制轴线定出2个轴线控制点。.第一节CFG桩地基加固一、特点和适用范围CFG桩为桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一种粘结强度较高的桩体，与桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。桩，桩间土与基础之间必须设置一定厚度的褥垫层，即褥垫层是高粘结强度桩复合地基的一部分。CFG桩属高粘结强度桩，与素硷桩的区别仅在于桩体材料的构成不同，在其受力和变形特性方面无什么

10、区别。复合地基性状和设计计算，对其它高粘结强度桩复合地基都适用。CFG桩可适用于条形基础、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。就土性而言，CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土，既可用于挤密效果好的土，又可用于挤密效果差的土。二、材料CFG桩的骨干材料为碎石。石屑为中等粒径骨料，当桩体强度小于5MPa时，石屑的掺入可使桩体级配良好，对桩体强度起重要作用，相同碎石和水泥掺量，掺入石屑可比不掺石屑强度增加50左右。其它材料为粉煤灰、水泥、及水，其中粉煤灰可使用桩体具有明显的后期强度。三、施工准备1、资料和条件（1）建筑物场地地质勘探报告（2）CFG桩布桩图以及设计说明（3）建筑物场地的水准控制点和建

11、筑物位置控制坐标等资料（4）具备”三通一平”条件2、技术措施(1)确定施工机具和配套设备。(2)材料供应计划，标明所用材料的规格、技术要求和数量。(3)试成孔应不少于2个，以复核地质资料以及设计、工艺是否适宜，核定选用的技术参数。(4)按施工平面图放好桩位。(5)确定施打顺序施打顺序与土性与桩距有关。软土中桩距较大，可采用隔桩跳打，饱和的松散粉土中施工，如果桩距较少，不直采用桩跳打方案；满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四周转圈向内推进施工。(6)复核测量基线、水准点及桩位、CFG桩的轴线定位点。(7)振动沉管机沉管表面应有明显的进尺标记（以米为单位）。3、施工设备：螺旋钻机，混凝土输送泵，搅拌

12、机。4、施工工艺（1）桩机进入现场，根据设计桩长，沉管入土深度确定机架高度和沉管长度。（2）桩机就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。（3）启动马达沉管到予定标高，停机。（4）沉管过程中做好记录，每沉1米记录电流表电流一次，见表1。（5）停机后立即向管内投料，直到混合料与进料口齐平，混合料设计配批经搅拌机加水拌和，拌和时间不得少于1分钟，如粉煤灰用量较多，拌和时间还要适当放长，落度要求3-5厘米，成桩后浮浆厚度以不超过20厘米为宜。（6）启动马达，留振5-10秒，开始拨管，拨管速度为1.2-1.5米/分钟（拔管速度为线速）如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率还可放慢。拨管过程中不允许反插

13、，如上料不足，须在拨管过程中空中投料，以保证成桩后桩顶标高达到设计要求，成桩后桩顶标高应考虑计入保护桩。（7）沉营拨出地面，确认成桩符合设计要求后，用粒状材料湿粘土封顶，然后移机进行下一根桩的施工。（8）施工过程中，抽样做试块，试压28大抗压强度。（9）待桩体达到一定强度（一般3-7天），进行开槽及桩头处理。（10）桩头处理完毕后进行褥垫层铺设，褥垫层所用材料为级配砂石，最大粒径不超过3厘米。褥垫层一般厚度10-30厘米，虚铺后采用静力压实，褥垫层高度比基础宽度要大，其宽出部分不直小于褥垫层的厚度。5、质量要求，安全措施及成品保护（1）质量要求A、桩长允许差10cmB、桩径允许差2cmC、垂直

14、度允许差l%D、桩位允许偏差：满堂红布桩的基础茎1/2D条基：垂直轴线方向1/4D，单排布桩不得大于6厘米。顺轴线方向1/3D，单排布桩不得大于1/4DE、CFG桩施工完毕，对桩进行低应变桩身完整性检测和单桩承载力检测，桩身完整性随机抽取桩数的10%，静载抽几根即可。桩的承载力，必须达到桩的极限承载力。（2）安全措施A、电器系统设专人负责，配备电器保护装置，随时检查。B、设备定期检修，钻机，混凝土泵，搅拌机等必须由专职人员按操作规程操作。C、施工人员进入现场必须戴安全帽。D、施工前对施工人员进行专项交底。E、现场设专职安全员，负贡现场安全施工。（3）成品保护A、CFG桩施工完毕，待桩基达到一定

15、强度（一般3-7天）后可进行开槽。B、土方开挖时不可对设计桩顶标高以下的桩体产主损害，尽量避免扰动桩间土。C、剔除桩头时先找出桩顶标高位置，用钢钎等工具沿桩周向桩心逐次剔除多余的桩头，直到设计桩顶标高，并把桩顶找平，不可用重锤或重物横向击打桩体，桩头剔至设计标高处，桩顶表面不可出现斜平面。D、如果在基槽开挖和剔除桩头时造成桩体断至桩顶设计标高以下，必须采取补救措施，可用C20豆石混凝土接桩至设计桩顶标高，接桩过程中保护好桩间土，见下图。6、技术经济指标CFG桩桩长可以从几米到20多米，并且可全桩长发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的百分比可在4075之间变化，使得复合地基承载力提高幅度大并具

16、有很大的可调性。CFG桩复合地基通过褥垫与基础联接，保证桩问土始终参与工作，与传统的桩基相比，桩的数量可大大减少，且CFG桩不配筋，桩体利用粉煤灰和石屑做为掺合料，大大降低了工程造价。摘要：采用水泥粉煤灰碎石桩对场内杂填土等软弱地基进行复合地基处理，提高地基承载力至设计要求。本文通过工程实例阐述水泥粉煤灰碎石桩的施工技术及实施效果。1基本概况1.1工程概况某工程占地面积为48000m2，场地平坦。场地的原始地形：东西部为山丘，中部和北部为冲沟和水塘，从地面向下，020m内均为河流阶地第四系冲积物，主要为粘土、砂砾、圆砾等，在中部和北部杂填土的厚度较大，达8.20m。采用CFG桩对场内杂填土等软

17、弱地基进行复合地基处理，提高地基承载力至设计要求。1.2工程水文地质概况1.2.1工程地质条件根据钻探资料，场地自地面以下20m内主要为河流阶地第四系冲积物，自上而下分别为：杂填土：主要由粘土、粉粘土等组成，含砖石碎块杂物等，稍湿，可塑。大部分为多年老填土，填筑时间大于20a。该层在场地内零散分布。淤泥质粘土：以粘土为主，含少量腐植有机质及少量粉细砂，很湿，软塑可塑，仅场区北部有分布，为原始水塘沉积物。粘土：以粘土为主，含少量粉粒，底部含粉粒稍多。稍湿，硬塑坚硬，分布普遍。粉质粘土：以粉粒和粘粒为主，含少量细砂、粉砂，底部有粗砂和和少量小砾石。稍湿，可塑。场区中、东部分布较稳定，西部分布变化较

18、大。含粘性土砾砂：由砾石、砂、粘性土组成。砾石含量2548%，最大粒径3040mm；砂含量2535%，以中、粗砂为主；冲填物为粘性土，约2030%。普遍分布。含砾粗砂：以粗砂为主，含砾石、中砂和粘土质。砾石最大粒径2030mm，透水性中等，中密密实，湿。普遍分布。中砂：以中砂为主，含细砂和粘土质，下部含少量粗砂，局部见小砾石。中密状态，饱和。仅西北角局部见。圆砾：以砾石为主，含量5560%，大小不均，最大粒径4050mm；含砂3540%，以中砂和粗砂为主，含粘土质510%。中密密实，饱和。普遍分布。各层分布情况详见表1：1.2.2水文地质条件场地范围内及临近无任何地表水体，湘江位于场地西侧约3

19、公里以外。场地内砾粗砂、中砂、圆砾层属弱中等孔隙潜水，为场地主要含水层：上部杂填土、淤泥质粘土中含微弱上层滞水；粘土、粉质粘土、含粘性土砂砾层为相对隔水层。1.3水泥粉煤灰碎石桩简介水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。它不同于简单的碎石桩，碎石桩是由松散的碎石组成，在荷载作用下将会产生鼓胀变形，当桩周土为强度较低的软粘土时，桩体易产生鼓胀破坏；而且碎石桩仅在上部约3倍桩径长度的范围内传递荷载，超过此长度，增加桩桩长承载力提高不显著。而CFG桩可充分利用桩间土的承载力，共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，

20、具有较好的技术性能和经济效果。本工程采用振动沉管灌注桩机成孔，桩身混凝土强度等级为C20，设计桩复合承载力值为200KPa。CFG桩桩距为1.4m，排距为1.2m。2施工技术CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，用于处理软弱地基时常采用振动沉管法施工，适用于多种地质条件和工程项目。该技术具有施工速度快、工期短、质量容易控制，工程造价低廉等特点。2.1施工工艺流程CFG桩（振动沉管法）施工工艺，单打法是最基本的工法。分为移机就位、沉管造孔、填料加密和成桩四道工序，其中分层填料加密是关键工序。其工艺流程如下图。施工时，根据土质情况和荷载要求，分别选用单打法、复打法等。CFG桩目前一般是采用振动沉管灌注

21、成桩。由于它是一项新兴发展起来的地基处理技术，工程施工经验尚不够成熟，施工前进行了试桩，数量为9根，经试验桩确定的有关技术参数后，再精心组织正常施工。CFG桩工艺流程图（图1）：2.2施工工艺2.2.1施工顺序桩位的施工流水顺序,依次向后退打，以有利于保护先施工的桩不被挤坏或挤歪。施工顺序考虑隔排桩跳打（即隔一根桩位），施工新桩时与已打桩间隔时间不少于7天。2.2.2混合填料配制严格选择原材料，水泥选用大厂生产优质32.5强度等级普通硅酸盐水泥，选择洁净的河砂、卵石、级粉煤灰等。施工前按设计要求由试验室进行了配合比试验，配合比（1m3）为：水186.0kg、水泥252.4kg、中砂452.0k

22、g、粉煤灰175.0kg、砾石11350kg；施工时按配合比配制混合料，以保证混合料强度等同于C20混凝土。混合料中掺入的粉煤灰主要是改善拌和物的和易性，提高桩的施工质量。混合料配比严格执行规范规定，碎石和中砂含杂质不大于5%。按设计配合比配制混合料，投入搅拌机加水拌和，加水量由混合料的坍落度控制，一般坍落度为30-50mm，成桩后浮浆厚度一般不超过200mm。混合料的搅拌须均匀，每盘搅拌时间不得少于60s。后台设磅秤计量装置，保证砂、石、粉煤灰计量准确。2.2.3测量放线定桩位在填土分层压实后，具备了处理条件时，根据施工图开始按照南北向间距1.20m，东西向间距1.40m，“梅花型”布设测放

23、CFG桩位，并打入木桩与地面平齐。2.2.4移机就位桩机就位须平整、稳固，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。采用活瓣式桩尖和D325mm桩管，桩尖对准桩位。2.2.5沉管造孔1）沉管过程中注意桩机的稳定，严禁倾斜和错位。沉管过程中做好记录，激振电流每沉1m记录本一次和沉管所耗的总时间，严格控制最后30s电机的电流电压值。并对土层变化处理应特别说明，直到沉管至设计标高。2）沉管过程中观察沉管的下沉速度是否正常，沉管是否有挤偏现象，若有异常情况应分析原因，及时采取措施。3）当沉管到达设计深度或持力层时，应判定该深度或贯入度是否已达到规范规定和设计要求，或试桩时规定的并经设计认可的要求，

24、满足了这些要求和规定，方可终止沉管。该工程控制贯入度标准为每30秒加压一次，最后30秒贯入度4-5cm。2.2.6填料加密1）沉管达到要求深度后，立即填灌桩芯混合料，尽量减少间隔时间。填料前检查沉管内是否吞进桩尖或进水进泥。若存在则及时处理。2）在沉管过程中可用料斗进行空中投料。待沉管至设计标高后须尽快投料，直到管内混合料面与钢管投料口平齐。如上料量不够，须在拔管过程中空中投料，以保证成桩桩顶、桩高满足设计要求。控制管内混合料面不低于自然地面。3）填料量应按沉管外径和桩长计算出的体积再乘上充盈系数值（大于1.3）。2.2.7成桩1）当混合料填加至钢管投料口平齐后，先振动510s，再开始拔管，边

25、振边拔，每拔0.51.0m，停拔留振510s，如此反复，直至沉管全部拔出。沉管灌注成桩施工拔管速度应按匀速控制，拔管速度应控制在1.21.5m/min。2）沉管拔出地面后，若发现桩身填料超出桩的设计顶面甚多或溢出地面较多，应及时核实充盈系数，若充盈系数小于1，则可认为桩身可能存在缩径或断桩隐藏患，应及时研究补救措施。3）若发现桩身填料面低于设计院标高，应立即补填填料使其顶面高于设计标高0.5m，并用振捣器振实。补填填料时，应将桩顶上的浮土清理干净，必要时可向孔内先插入钢模，再清理浮土。4）确认成桩符合设计要求后用粒状材料或混粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。3CFG桩复合地基在施工中的质量控

26、制为保证CFG桩复合地基的施工质量，应控制好以下几个问题：1）选用合理的施工机械设备。在施工准备阶段，必须详细了解地质情况，从而合理地选用施工机械。这是确保CFG桩复合地基质量的有效途径。2）深入了解地质情况，采用合理的施工工艺。在施工过程中，成桩的施工工艺对CFG桩复合地基的质量至关重要，不合理的施工工艺将造成重大的质量问题，甚至导致质量事故，而要选择确定合理的施工工艺必须深入了解地质情况。只有在深入了解地质情况的基础上，才能确定合理的施工工艺，并在施工过程中加强监测，根据具体情况，控制施工工艺，发现特殊情况，做出具体的改变。在饱和软土中成桩，桩机的振动力较小，但当采用连打作业时，由于饱和软

27、土的特性，新打桩将挤压已打桩，形成椭圆或不规则形态，产生严重的缩颈和断桩。此时，应采用隔桩跳打施工方案。而在饱和的松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先打桩施工完后，土体密度会有显著增加。而且，打的桩越多，土的密度越大。在补打新桩时，一是加大了沉管难度，二是非常容易造成已打桩断桩，此时，隔桩跳打亦不宜采用。当满堂布桩时，不宜从四周转向内推进施工，宜从中心向外推进施工，或从一边向另一边推进施工。严格控制拔管速率。拔管速率太快可能导致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，桩项浮浆过多，桩身强度不足和形成混和料离析现象，导致桩身强度不足。故施工时，应严格控制拔管速率。正常的拔

28、管速率应控制在1.21.5m分。控制好混合料的坍落度。大量工程实践表明，混合料坍落度过大，会形成桩项浮浆过多，桩体强度也会降低。坍落度控制在35cm，和易性好，当拔管速率为1.21.5m分时，一般桩顶浮浆可控制在10cm左右，成桩质量容易控制。设置保护桩长。使桩在加料时，比设计桩长多加0.5m，将沉管拔出后，用插入式振捣棒对桩顶混合料加振35秒，提高桩顶混合料密实度。上部用土封项，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压，混合料上涌使桩径缩小。拔管过程避免反插。在拔管过程中若出现反插，由于桩管垂直度的偏差，容易使土与桩体材料混合

29、，导致桩身掺土影响桩身质量，应避免反插。3)加强施工过程中的监测。在施工过程中，应加强监测，及时发现问题，以便针对性地采取有效措施，有效控制成桩质量，重点应做好以下几方面的监测：施工场地标高观测。施工前要测量场地的标高，并注意测点应有足够的数量和代表性。打桩过程中则要随时测量地面是否发生降起。因为断桩常和地表隆起相联系。已打桩桩顶标高的观测。施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化，尤其要注意观测桩距最小部位的桩。因为在打新桩时，量测已打桩桩顶的上升量，可估算桩径缩小的数值，以判断是否产生缩径。对有怀疑的桩的处理。对桩顶上升量较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。4结论与效果经过工

30、程质量检测中心进行桩土复合地基载荷试验，所测28个桩点，桩土复合地基承载力特征值fak=200KPa，满足设计要求；对107根桩进行基桩低应变动力检测，桩身混凝土实测强度等级均满足设计要求的C20，除17根桩为类桩，其余90根均为类桩，桩身质量满足设计。CFG桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。由于CFG桩改善了碎石桩的刚性，使其不仅能很好地发挥全桩的侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。CFG复合桩与桩基相比，由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力。工程造价一般为桩基的1/2-2/3，经济效益和社会效益非常显著。第七节CFG桩施工目录1.工程材料11.1粉煤灰11.2碎石11.3石屑11.4水泥12.机具设