建筑结构在施工的时候有非常多的施工工艺与专业名词,那么今天就来了解一个新的施工工艺——水泥粉煤灰碎石桩,水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩,它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑、砂加水搅拌而成的具有高粘结强度的桩,与桩间土、垫层共同形成CFG桩复合地基。它是近年来研究采用的一种新的地基处理方案,施工简单,速度快,质量容易控制。与单纯的碎石桩不同,碎石桩由松散的碎石组成,在荷载作用下会产生鼓包变形。当桩周土为低强度软粘土时,桩身容易发生鼓包破坏。此外,碎石桩仅传递上部桩直径约3倍范围内的荷载。超过该长度后,桩的承载力不会因桩长的增加而显著提高。CFG桩能充分利用桩间土的承载力,共同作用,将荷载传递到深层地基,具有良好的技术性能和经济效果。CFG桩一般不需要计算配筋,工业废料粉煤灰、石屑也可以作为掺合料,进一步降低了工程造价。
水泥粉煤灰碎石桩施工工艺
2.1施工顺序
桩施工流水的顺序应依次向后打,以保护先施工的桩不被压坏或弯曲。施工顺序应考虑每排桩的跳动(即每隔一个桩位),新桩施工与打桩间隔不少于7天。
2.2混合填料的制备
严选原材料,水泥为大厂生产的优质32.5强度等级普通硅酸盐水泥(有出厂合格证和生产日期),质量好,新鲜不结块,干净的河砂、卵石、二级粉煤灰等。根据设计要求,施工前由试验室进行配合比试验,配合比(1m3)为:水186.0kg,水泥252.4kg,中砂452.0kg,粉煤灰175.0kg,11350kg砾石。施工时,按配合比拌制混合料,保证混合料强度与C20混凝土相当。混合料中掺入粉煤灰主要是为了改善混合料的和易性和桩的施工质量。
配合比应严格符合规范,碎石和中砂中的杂质不得超过5%。根据设计配合比,将混合料在搅拌机中加水搅拌,加水的量由混合料的坍落度控制。为避免桩顶浮浆过多,坍落度一般为30-50mm,打桩后浮浆厚度一般小于200mm。混合料应搅拌均匀,每盘搅拌时间不少于60秒。在后台设置标尺测量装置,保证砂、石、飞灰的准确测量。
2.3测量放线桩位
填土分层夯实后,在满足处理条件时,CFG桩按施工图呈“梅花”形布置,南北间距1.20米,东西间距1.40米,打桩至与地面齐平。
2.4将机器移动到位
振动打桩机是振动沉管施工的主要设备。目前国内的型号有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60/DZ120等。对于地质条件复杂的地基,大功率打桩机比小功率打桩机效果好,DZ90能满足一般砂质粘土地基中孔径小于80 cm的CFG桩施工。配套设备:1)吊车起重量不小于10t,可用起落架代替吊车;电气控制设备是施工机械的心脏,控制电流控制台应有3个250A以上的电流表和3个500V电压表;3)装车可采用货架车或小型自卸车,所需运输工具数量可按一次不超过0.5立方米计算。
桩就位时应平稳,沉管应调整到与地面垂直,保证垂直度偏差不大于1%。采用瓣式桩尖和D325mm桩管,桩尖对准桩位。
2.5沉管成孔
2.5.1沉管过程中注意打桩机的稳定性,严禁倾斜或错位。沉管过程中做好记录,记录每1m的励磁电流和沉管总时间,严格控制电机最后30s的电流和电压值。土层变化的处理应特别说明,直到沉管达到设计标高。
2.5.2观察沉管下沉速度是否正常,沉管是否拥挤。如有异常情况,分析原因,及时采取措施。
2.5.3当沉管达到设计深度或持力层时,应确定其深度或贯入度是否达到规范和设计要求,或试桩中规定并经设计认可的要求。只有满足这些要求和规定,才能终止沉管。工程控制渗透标准是每30秒加压一次,最后30秒渗透4-5cm。
2.6包装加密
2.6.1沉管达到要求深度后,立即灌注桩芯混合料,尽量减少间隔时间。灌注前,检查沉管是否被吞入桩尖或水进入泥浆。如果存在,及时处理。
2.6.2沉管过程中,料斗可用于高空给料。管道沉至设计标高后,必须尽快加料,直至管内混合料面与钢管加料口平齐。如果上述材料量不够,应在拔管过程中浇注空心材料,以保证成桩的顶部和高度符合设计要求。控制管内混合料面不低于自然地面。
2.6.3灌注量应根据沉管外径和桩长计算,并乘以灌注系数值(大于1.3)。
2.7打桩
2.7.1当混合料加入到钢管进料口的水平时,启动电机,先振动5 ~ 10s,然后开始拔管,边振边拔,每0.5~1.0m,停止拔管,继续振动5 ~ 10s,以此类推,直至所有沉管拔出。沉桩施工中的拔管速度应控制在匀速,拔管速度宜控制在1.2 ~ 1.5m/min。
2.7.2沉管拔出地面后,如发现桩身填料超过设计桩顶面或溢出地面,应及时核实填充系数。若充盈系数小于1,则可认为桩身可能发生缩径或隐性断桩,应及时研究补救措施。
2.7.3如发现桩身填充面低于设计院标高,应立即进行填充,使顶面高出设计标高0.5m,并用振捣器振捣。填充填料时,应将桩顶浮土清理干净。必要时可先将钢模插入孔内,再将浮土清理干净。
2.7.4确认桩符合设计要求后,用粒料或混合粘土覆盖,然后移动机器继续下一桩的施工。
2.8桩头处理
CFG桩施工后,待桩身达到一定强度后(一般7天左右)才能进行基槽开挖。基槽开挖时,如果设计桩顶标高离地面不深(一般不超过1.5m),应考虑人工开挖,这样既能防止对桩身和桩间土产生不利影响,又经济可行;如果基槽开挖较深,开挖面积较大,采用人工开挖不经济,可考虑机械和人工联合开挖,但人工开挖的保留厚度一般不应小于700mm。
2.9褥垫层铺设
为了调节CFG桩与桩间土的相互作用,宜在基础下铺设一定厚度的褥垫层,垫层厚度应严格按照设计规定处理。材料多为粗砂、中砂或级配砂,最大粒径限制在3cm以下。
施工时应先铺好,再用静力压实。当桩间土含水量不大时,也可以夯实。桩间土含水量高,尤其是敏感性高的土。应注意施工扰动对桩间土的影响,避免出现橡皮土。
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