基坑护壁.doc

基坑支护的设计要求 / 基坑支护作为一个结构体系，应要满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种极限状态的要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。所谓承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大，影响正常使用，但未造成结构的失稳。 因此，基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建筑物的安全使用。因而，作为设计的计算理论，不但要能计算支护结构的稳定问题，还应计算其变形，并根据周边环境条件，控制变形在一定的范围内。一般的支护结构位移控制以水平位移为主，主要是水平位移较直观，易于监测。水平位移控制与周边环境的要求有关，这就是通常规范中所谓的基坑安全等级的划分，对于基坑周边有较重要的构筑物需要保护的，则应控制小变形，此即为通常的一级基坑的位移要求；对于周边空旷，无构筑物需保护的，则位移量可大一些，理论上只要保证稳定即可，此即为通常所说的三级基坑的位移要求；介于一级和三级之间的，则为二级基坑的位移要求。 对于一级基坑的最大水平位移，一般宜不大于30mm，对于较深的基坑，应小于0.3%H,H为基坑开挖深度。对于一般的基坑，其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm内地面不致有明显的裂缝，当最大水平位移在40-50mm内会有可见的地面裂缝，因此，一般的基坑最大水平位移应控制不大于50mm为宜，否则会产生较明显的地面裂缝和沉降，感观上会产生不安全的感觉。 一般较刚性的支护结构，如挡土桩、连续墙加内支撑体系，其位移较小，可控制在30mm之内，对于土钉支护，地质条件较好，且采用超前支护、预应力锚杆等加强措施后可控制较小位移外，一般会大于30mm。基坑支护是一种特殊的结构方式，具有很多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件，因此，要根据具体问题，具体分析，从而选择经济适用的支护结构施工方案基坑支护施工方案1）施工方法 基础拟采用机械放坡开挖，人工配合清底的方式进行。开挖过程中如遇岩石时，采取浅眼爆破，但在基底以上30cm时，不得爆破，采用人工开挖 基坑边坡的坡度视地质情况而定，一般采用1：0.5-1:1，基底挖至接近设计标高时，保留0.3m厚的一层，待灌注混凝土前由人工开挖至设计标高，迅速检验，随即进行基础施工。如果施工便道需经过基顶时，坑顶与便道之间设置1m宽的护道。并在基坑顶面设置截水沟防止地面水流入基坑。 放坡开挖时，开挖前首先根据平面点及高程点，计算并放出开挖边线。钢板桩或开挖线准备完成后，展开开挖，开挖采用机械开挖，首先用挖掘机清除表面松土，然后根据现场情况并据岩层情况在桩间进行浅眼爆破至扩大基础底标高以上0.3m位置，剩余部分人工配合风镐开挖至设计标高以下5cm处，砂浆封底（如果基底岩层较好时，人工挖至承台底标高即可，可不再作5cm的封底，）。基坑开挖面积放坡开挖时每边留出大约80cm的工作面，钢板桩挡护内开挖时，顺钢板桩下挖即可，开挖完成后根据现场渗水情况在基底四周设置排水沟和集水井。开挖后，对基坑四周的危石进行处理，必要时进行挂网锚喷处理。2）施工要求 基坑应避免超挖，松动部分应清除。使用机械开挖时，不得破坏基底土的几口，可以再设计高程上保留一定厚度由人工开挖。当施工便道需经过基顶时，坑顶与便道之间设置1m宽的护道。并在基坑顶面设置截水沟防止地面水流入基坑。 所有墩台基础开挖时应做好防水设施并及时浇注基础，以免基坑暴露过久或受地表水浸泡而影响地基承载力，基础施工完成后基坑需及时回填，回填部分应夯实。 对岩石地基采用松动爆破法开挖，控制装药量，以保证基岩的完整性不被破坏。其底层基础基坑开挖应尽量不超挖，在施工最下层基础要求不得立模，满基坑灌注混凝土。 应采取有效措施减少桥梁基础施工时对环境的污染。 扩大基础在施工开挖至基底标高后，需对基础范围内四角及中心深约5m的范围内地质资料进行验证，以确保基础范围内不存在溶洞、溶槽：若在基础范围内发现溶洞、溶槽或者地质情况与设计不符时，应立即通知设计单位，在经设计单位现场确认并作出相应变更设计等处理后方可以设计单位的变更设计等处理意见为依据继续施工. 基坑开挖到距设计基底标高30cm左右时，禁止爆破开挖，以免对基底的持力层产生扰动，此30cm岩石禁止爆破，采用人工风镐或风钻进行开挖，以免破坏桩身混凝土质量。基底检验 灌注基础混凝土前，对基坑进行隐蔽工程检查，检查内容为： 基底平面位置、尺寸、标高、嵌入岩层是否满足要求。 是否符合设计图纸要求。 基底承载力是否满足设计要求。 确定地基层是否能保证墩台的稳定。 基底无积水、杂物，清洁。基坑支护的类型及其特点和适用范围放坡开挖适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制五严格要求，价钱最便宜，回填土方较大。深层搅拌水泥土围护墙深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。高压旋喷桩高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围 建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。槽钢钢板桩这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长68m ,型号由计算确定。其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。钢筋混凝土板桩钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。钻孔灌注桩钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深715m 的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有89m 的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当 工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。CFG桩复合地基处理技术交底(一)交底提要：CFG桩复合地基处理的相关材料、机具准备、质量要求及施工工艺说明：目前设计CFG桩的复合地基多采用低标号砼代替CFG桩填料，下列交底均以此为据。一、材料要求1、混凝土、混凝土外加剂和掺和料：缓凝剂、粉煤灰，均应符合相应标准要求，其掺量应根据施工要求通过试验室确定。2、褥垫层材料：532mm碎石或级配砂石，均应符合相应标准要求。二、主要机具长螺旋钻机、混凝土输送泵、搅拌机、三级电箱、小型挖掘机、钢钎、小推车。三、作业条件1、基槽开挖至设计桩顶标高以上40cm，肥槽宽度不小于50cm。2、长螺旋钻机、混凝土输送泵、混凝土输送管路等设备应经检查、维修，保证浇筑过程顺利进行。3、检查电源、线路，并做好照明准备工作。4、配齐所有管理人员和施工人员，并对所有人员进行技术交底、安全交底。5、CFG桩施工前清整施工道路，保证混凝土运输通畅。四、CFG桩复合地基施工流程图设备、人员进场测放桩位、材料采购试桩施工桩基顺序施工清槽至桩顶标高凿桩头检测褥垫层施工退场。单桩施工工艺流程：钻机就位钻孔终空至设计深度压灌混凝土提钻并压灌砼至孔口。五、操作工艺1、放线：施工前根据放出的外墙轴线或外墙皮线，四周交点用钢钎打人地下，按照桩位布置图统一进行测放桩位线，桩位中心点用钎子插入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于2cm。2、成孔：长螺旋钻机成孔，应匀速钻进，避免形成螺旋孔,成孔深度在钻杆上应有明确标记，成孔深度误差不超过O.1m，确保桩端进入持力层深度大于200mm：垂直度偏差小于1。3、砼灌注：成孔至设计深度后，现场指挥员应通知钻机停钻提升钻杆，并同时通知司泵开始灌注砼并保持连续灌注。灌注砼至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高70cm左右(至槽面上30cm左右)，以保证桩顶标高和桩顶砼质量均符合设计要求：灌注砼之前，应检查管路是否顺畅稳固；每班第1根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路。压灌砼时一次提钻高度小于25cm，混凝土埋钻高度大于1.0m；现场设专人负责检查砼灌注质量及意外情况的处理：商品混凝土进场后应立即灌注(2小时内)，严禁长时问搁置；保证桩身混凝土至少24小时养护，避免扰动；施工过程中应认真填写施工记录，每台班或每日留取试块12组。4、清土及剔桩：(1)第一步清土在罐压桩施工完毕后立即将多余砼铲除；(2)第二步在成桩后5天左右剔桩，避免因桩身强度较大时剔桩困难；(3)清土采用小型机械设备及人工开挖、运输，避免断桩及对地基土的扰动；(4)清土预留至少20cm人工清除，找平；(5)清槽后人工截桩，采用3根钢钎间隔120。，沿径向楔入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用小钎修平；(6)因剔桩造成桩顶开裂、断裂，按桩基混凝土接桩规定，断面凿毛，刷素水泥浆后用高一级混凝土填补并振捣密实。5、褥垫层：(1)复合地基施工、检测合格后，方可进行褥垫层施工；(2)褥垫层材料使用5-32mm碎石或级配砂石；褥垫层虚铺22-24cm，采用平板振动仪振密，平板振动仪功率大于1500KW，压振3-5遍，控制振速，振实后的厚度与虚铺厚度之比小于O.93，干密度不做要求。六、质量要求1、桩体连续密实，不得有断桩、缩径、加砂等缺陷。2、允许偏差：(1)桩长：+100mm(2)钻孔垂直度：1.5(3)桩径：20mm。(4)桩位：满堂布桩：O.4D条基：O.25D七、成品保护1、已成桩后严防重型机械行走或扰动，防止使桩头压松造成桩顶混凝土不成型、断桩。2、清土采用小型机械设备及人工开挖、运输，清土预留至少20cm人工清除、找平；避免断桩及对地基土的扰动。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，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615 kpa。 （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 1.291.30m 1.391.36m 1.521.42m 褥 垫 层 150mm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：1795.08m2 2. 复合地基承载力为： 750988/1795.08220=632.79 kPa615 kPa（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，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、垂直度允许差 l %D、桩位允许偏差：满堂红布桩的基础茎 1/2 D条基：垂直轴线方向 1/4 D，单排布桩不得大于6厘米。顺轴线方向 1/3 D，单排布桩不得大于1/4 DE、 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40 75之间变化，使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。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，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452.0kg、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，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，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=200 KPa，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.机具设备 12.1主要机具 12.2配套设备 13.施工准备 24.施工方法 24.1沉管 24.2投料 24.3拔管 34.4施工顺序 34.5混合料坍落度 34.6保护桩长 34.7桩头处理 34.8褥垫铺设 35.施工质量控制 45.1施工监测 45.2逐桩静压 45.3静压振拔技术 45.4大直径预制桩尖的采用 46.质量检验 46.1桩间土检验 46.2单桩和复合地基检验 47.常见问题及施工措施 46.1施工中常见问题 46.2施工措施 5第七节 CFG桩施工CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩，是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩。其施工工艺与普通沉管碎石桩基本相同。1.工程材料1.1粉煤灰粉 煤灰是燃煤发电厂排出的一种工业废料。它是磨至一定细度的粉煤灰在煤粉炉中燃烧（11001500oC）后，由收尖器惧的细灰（简称干灰）。其主要化学 成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO等，其中粉煤灰的活性决定于各种粒度Al2O3和SiO2、的含量，CaO对粉煤灰的活性也极为 有利。粉煤灰的粒度组成是影响粉煤灰质量的主要指标，一般粉煤灰越细，球形颗粒越多，因而水化及接触界面增加，容易发挥粉煤灰的活性。1.2碎石碎石为不溶于地下水或不受侵蚀影响的硬骨料，一般采用砾石、碎石等，其粒径为2050mm，密度为2.7t?m-3，松散密度为1.39t?m-3，含水率0.96%，含泥量不得大于5。1.3石屑掺入一定数量的石屑是填充碎石的孔隙，使其级配良好。石屑宜选用与同一种碎石原料进行加工，掺入的数量应由试验确定，不能随意添加。其各项参数如下：粒径2.510mm，密度2.7t?m-3，松散密度1.47t?m-3，含水率1.05%，含泥量不得大于5。1.4水泥一般采用425号普通硅酸盐水泥，质量优良，新鲜无结块。2.机具设备2.1主要机具振动打桩机是振动沉管法施工的主要机具。目前国产型号有DZ60KS/DZ30/DZ20/DZ60DZ120等，对于地质情况较复杂的地基，功率大的打桩机比功率小的效果好，在一般的砂粘性土地基DZ90能满足孔径小于80cmCFG桩的施工。2.2配套设备2.2.1吊机的起吊能力应不小于10t，可用起落架代替吊机。2.2.2电气控制设备是施工机械的心脏，控制电流操作台要有250A以上容量的电流表3块，500V电压表3块。2.2.3加料可用架子车或小翻斗车完成，按一次不超过0.5立方计算需要运输工具的数量。3.施工准备施工前，应作好以下准备工作：3.1认真核对施工现场地质情况，防止施工时沉管振动破坏；3.2按设计要地求布置桩位，绘出布桩平面图，标出打桩顺序和注明桩位编号，具体施工注意事项应详加说明；3.3对现场及邻近的地下管线、地上建筑物等应事前进行清理；3.4搞好现场测量工作，水准控制点及平面控制点应按测规要求引至现场，以控制桩的调程及位置；3.5完成施工现场“三通一平”工作，保证沉管机械进场。4.施工方法CFG桩施工前，一般须进行试验，以便确定成桩有关技术参数，待参数确定后再行组织施工。其施工工艺如右图所示。4.1沉管桩机就位须水平、稳固、调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%；若采用预制钢筋混凝土桩尖，需埋入地表以下300mm左右；启动电动机，开始沉管过程中注意调整桩机的稳定，严禁倾斜和错位；沉管过程中须作好记录。激振电流每沉1m记录一次，对土层变化处应特别说明，直到沉管至设计标高。4.2投料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料口平齐；如上料量不多，须在拔管过程中进行孔中投料，以保证成桩桩顶标高满足设计要求；混合料配比应严格按设计文件规定执行，碎石和石屑含杂质不大于5%；按设计配比配制混合料，投入搅拌机加水拌和，加水量由混合料坍落度控制，一般坍落度为3050mm，成桩后桩顶浮浆厚度一般不不超过200mm; 混合料的搅拌须均匀，搅拌时间不得小于1min。4.3拔管当混合料加至钢管投料口平齐后，开动电动机，沉管原地留振10s，然后边振动边拔管；拔管速度按均匀线速控制，一般控制在1.21.5m/min左右，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速率可适当放慢；当桩管拔出地面，确认桩符合设计要求后用粒状材料或湿粘土封顶，然后移机继续下一根桩施工。4.4施工顺序连续施打可能造成的缺陷是桩径被挤扁或缩颈，但很少发生桩完全断开；跳打一般很少发生已打桩桩径被挤小或缩颈现象，但土质较硬时，在已打桩中间补打新桩时，已打桩可能被振断或振裂。在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打；在饱和的松散粉土中施打，如桩距较小，不宜采用隔桩跳打的方案；满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四周向内推进施工。施打新桩时与已打桩间隔时间不应小于7天。4.5混合料坍落度为避免桩顶浮浆过多，混合料坍落度一般为35cm。4.6保护桩长所谓保护桩长是指成桩时预先设定加长的一段桩长，基础施工时将其剔掉。保护桩长越长，桩的施工质量越容易控制，但浪费的料也就越多。设计桩顶标高离地表距离不大于1.5m时，保护桩长可取5070cm，上部用粒状材料封顶直到地表。4.7桩头处理CFG 桩施工完毕待桩体达到一定强度（一般为7天左右），方可进行基槽开挖。在基槽开挖中，如果设计桩顶标高距地面不深（一般不大于1.5m），宜考虑采用人工 开挖，不仅可防止对桩体和桩间土产生不良影响，而且经济可行；如果基槽开挖较较深，开挖面积大，采用人工开挖不经济，可考虑采用机械和人工联合开挖，但人 工开挖留置厚度一般不宜小于700mm。4.8褥垫铺设为了调整CFG桩和桩间土的共同作用，宜在基础下铺设一定厚度的褥垫层，其铺垫厚度应严格按设计规定办理。其材料多为粗砂、中砂或级配砂石，限制最大粒么不超过3cm。施工时先虚铺，再采用静力压实，当桩间土含水量不大时也可夯实。桩间土含水量较高，特别是高灵敏度土，要注意施工扰动对桩间土的影响，以避免产生橡皮土。5.施工质量控制5.1施工监测打桩过程中随时测量地面是否发生隆起，因为断桩常常和地表隆起相联系；打新桩时对已打但尚未结硬桩的桩顶进行桩顶位移测量，以估算桩径的缩小量；打新桩时对已打并结硬桩的桩顶进行桩顶位移测量，以判断是否断桩。一般当桩顶位移超过10mm，需开