CFG桩复合地基加固施工技术研究——以广州地铁南沙停车场列检库库房区地基处理为例

CFG桩复合地基加固施工技术研究——以广州地铁南沙停车场列检库库房区地基处理为例

广东省建筑工程机械施工有限公司510500

摘要:CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高黏结强度桩,CFG桩主要适用于处理黏性土、粉土、砂土和以自重固结的素填土等地基,对淤泥质土,应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。

关键词:CFG桩;复合地基;加固施工;南沙停车场;列检库库房区

1.CFG桩复合地基加固处理的作用

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称(即cementflying-ashgravelpile)。在碎石桩桩体中掺加适量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和,制成具有一定黏结强度和一定压缩性的半刚性桩体。CFG桩、桩间土和褥垫层一起构成CFG桩复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接。无论桩端落在一般土层还是坚硬土层。均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体强度和杨氏模量比桩间土大,在荷载作用下。桩项应力比桩间土表面应力大。桩可将承受荷载向较深土层中传递并相应减少桩间土承担的荷载。这样,桩的作用便复合地基承载力提高.变形减小。

2.工程概况

广州市轨道交通四号线南延段南沙停车场段址南邻虎门高速,北靠飞沙角山,东临金隆路、西接飞沙角南街;横跨亭石北路。西侧有高压线与基地线平行。现状周边主要为水塘、低层房屋等。南沙停车场工程内共有两栋房建单位工程分别是声屏间及停车列检库,总建筑面积为16835.54㎡,其中列车检修库10728.2㎡、声屏间6107.34㎡。建筑层数、高度:列车检修库1层,建筑高度8.25(室外地面至檐口);声屏间1层(局部2层),建筑高度8.8m(室外地面至屋面)。下面,本文以列检库库房区的地基处理为例进行分析。

3.地基处理方案

3.1设计概况

停车列检库库房区局部地基采用CFG桩进行地基加固,强度等级C20,桩径0.5m,按1.5m(特殊情况除外)间距正方形满堂布置。工程数量为实桩25425m,空桩4400m。库房内的整体道床、检查坑等为远期施工,近期库房内仅为普通地坪,因此本次地基处理施工不包括桩帽、换填、褥垫层等施工,仅施工加固桩及相关复合地基检测。

3.2CFG桩施工工艺

3.2.1材料选择

①水泥:宜采用42.5号普通硅酸盐水泥。

②碎石应采用不风化石块,粒径20-60mm,含泥量不得大于5%。

③砂:中粗砂。

3.2.2机械选择

采用2台KL625B/KL620A长螺旋钻机,该桩机最大深度可达30m,桩径最大可达600mm。

3.2.3施工工艺流程:CFG桩施工工艺流程见下图:

3.2.4施工方法

①测量放样

在测量班将施工边桩与施工基桩交底后,进行桩位布置。用白灰撒出左、右边线,按桩位布置图逐桩放样。

②桩机就位、对中

CFG桩位定好后,按设计要求在桩中心点上插一标杆,放好桩位后,移动CFG桩机到达指定桩位,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,使钻杆垂直对准桩位中心。

开钻前量好钻具长度,并在机架上画上明显的进尺深度标志,保证成孔深度和有效桩长。桩机就位必须铺垫平稳,立柱垂直稳定牢固,钻头对准桩位。检查钻头活门是否闭合后,进行钻机就位,成孔钻机就位后必须平整稳固,在施工中不发生倾斜、移动,同时调整钻机水平。将钻机垂直偏差、高程等填到《长螺旋钻孔灌注桩施工记录表》上。

③钻进成孔

钻孔开始时,必须确认桩位编号、孔口标高、孔深,准确无误后,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,一般先慢后快,如发现钻杆摇晃或卡钻时应放慢进尺,钻头到达设计桩底标高时,于动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记,作为施工时控制桩长的依据。钻进过程中,平台应保持平衡,未达到设计标高不得反转或提升钻杆,如因特殊情况要提升钻杆或反转,应将钻杆提升至表面,对钻头活门重新冲洗、疏通、闭合。开始钻进或穿过软硬地层交界处时,应保证钻杆垂直,缓慢进入;在含有砖头、瓦块的杂填土层或软塑粘性土层中钻进时,应尽量减少钻杆晃动,以免扩大孔径。钻进时,应注意观察电流值变化状态,当电流值接近140A时应及时提升排土,直到电流值变化在正常工作状态。钻进过程中,操作人员要密切注意钻进情况,如遇卡钻、钻杆剧烈抖动、钻机偏斜等异常情况,应立即停钻,查明原因,采取相应措施后方可继续作业。钻进至设计标高后方可停钻。

④灌注及拔管

CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,压灌之前几分钟,应开动混凝土输送泵,提前将搅拌好的混凝土充满输送泵的料斗,同时备好一罐混凝土备用。压灌时泵斗内要有一定的混凝土容量,混凝土容量要高出进料口50mm以上,以防吸进空气。当泵斗混凝土低于进料口时及时通知停止提升钻杆,待混凝土搅拌好后再进行压灌、提钻。机手时刻保证管内充满混凝土,钻具内无混凝土严禁提升。开始泵送混合料,当钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先提管后泵料,成桩的提拔速度宜控制在每分钟2-3m,提升压灌过程中,如发现支腿下沉立即停止提升,并调节钻机水平,方可继续压灌。灌注成桩完成后,用水泥袋盖好桩头,进行保护,施工桩顶高程宜高出设计桩顶标高不少于0.5m,以保证桩顶混凝土强度达到设计要求。钻头提升到孔口时,应防止桩周土掉入孔内。

如遇堵管或其它故障,应及时处理,若钻头提出原灌入混凝土料面,先将钻头盖进行闭合处理,再将钻头插入混凝土面下1.0~2.0m深度后再对桩体进行灌注。

⑤移位、施工下一根桩

当上一根桩施工完成后,重复以上步骤进行下一根桩的施工,在桩机移动过程中防止桩机本身和支腿对桩体的破坏。桩机移机至下一桩位施工时,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。

结束语:随着CFG桩复合地基技术的不断发展,其应用前景十分广阔。在实际施工过程中,我们应该具体问题具体分析,依据工程的不同特点来制定相对应的施工方案,这样才能确保CFG桩复合地基的处理效果。

参考文献:

[1]曾召田,吕海波,尹闯,等.CFG桩复合地基加固机理及工程实例分析[J].铁道建筑.2014.

[2]徐凯.CFG桩复合地基加固处理施工技术和质量控制[J].中国高新技术企业.2011.

[3]鲁朝阳.CFG桩复合地基加固施工技术探析[J].低碳世界.2017.

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