振动沉管cfg桩加固深沉软土地层施工工法原创

第14页共14页振动沉管CFG桩加固深厚软土地层施工工法XX集团第三工程有限公司一、前言CFG桩（CementFly-ashGravelPile）是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是近年来新开发的一种软土地基加固处理技术，通过调整水泥掺量及配比，可使桩体强度等级在C5～C25之间变化，其受力特性介于碎石桩和混凝土桩之间。桩长可以从几米到二十多米，并可全桩长发挥桩的侧阻力。CFG桩可用于独立基础、条形基础、筏基和箱形基础等，应用范围已涉及公路、铁路、房建、机场等。由于开发时间较短，目前在设计计算理论和工程施工经验方面尚不成熟。2003年由XX集团第三工程有限公司（原XX三公司）承建的XX高速铁路路基试验段（铁道部2002年《高速铁路软土地基沉降控制试验研究》科研项目），通过振动沉管CFG桩在软土路基段的施工与研究总结，熟练掌握了采用振动沉管成桩机快速成桩的CFG桩加固深厚软土地层的施工工艺及施工质量控制要点，并在施工中逐步形成此工法。二、工法特点1、CFG桩施工属于非排土挤密成桩；2、具有施工操作简便、施工速度快、施工费用低、对桩间土挤密效应显著等优点；3、采用振动沉管CFG桩施工工艺施工的CFG桩复合地基可以提高地基承载力、减少地基变形以及消除地基液化。三、适用范围主要适用于粉性土、粉土、淤泥质土、人工填土及松散砂土等地质条件，尤其适用于松散的粉土、粉细砂的加固。四、工艺原理CFG桩是在碎石桩基础上添加一些粉煤灰、少量水泥和石屑或砂，按一定配比加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩，通过调整水泥掺量，可使桩体强度在C5～C25之间变化，桩体粗骨料为碎石；石屑或砂为中等粒径骨料，可使混合料级配良好；粉煤灰具有细骨料及低标号水泥的作用。CFG桩和桩间土一起，通过褥垫层和夹在褥垫层中间的一层双向土工格栅一起形成CFG桩桩网复合地基。五、施工工艺流程及操作要点振动沉管CFG桩施工工艺流程见图1。图1沉管CFG桩施工工艺流程施工操作要点：（1）桩机就位着CF鸡G遍桩施工堤时，桩保机就位岂后，根商据设计按桩长、宅沉管入棋土深度石确定机浙架高度车和沉管购长度，体并进行桨设备组壮装。锋（赚2祥）混合闸料搅拌蒙混合料恶搅拌要厦求按配坛合比进膨行配料革，计量礼要求准宫确，上旗料顺序害为：先哈装碎石突，再加笔水泥、董粉煤灰旨，最后盒加石屑沈或砂，西使水泥皮、粉煤哈灰合夹纸在碎石呆和石屑捕或砂之底间，不奴易飞扬骑和粘附岗在筒壁惑上，也母易于搅加拌均匀烈。每盘惕料搅拌泼时间不闯应小忧于迁60宽s雕。混合赔料塌落徒度控制窃在钥3参～党5c刚m饿。梨（白3明）沉管责成孔写①穷向下移政动沉管容至管头诚触及桩天位（或场钢筋混壤凝土桩乳尖）中蹈心，用缺桩机塔溜身的前椒后和左帽右的垂球直标杆捡检查塔庄身导杆腐，校正坐位置，雾使沉管匪垂直对狱准桩位澡（或钢旗筋混凝勒土桩尖屑）中心勉，确允保冰CF灯G匹桩垂直谋度容许亲偏差不今大展于错1闲%途。腔②钥启动马婆达沉管软。一般晓应先慢肆后快，音这样既妨能减少慢沉管摇凶晃，又贩容易检惧查桩孔胳的偏差够，以便开及时纠捕正。痕③扯沉管过座程中做阶好记录症，每沉吵管中1朋m随记录电径流表上贵的电流想一次。逢并对土抚层变化限处予以阿说明。恰在沉管絮过程中魔，如发沫现沉管著摇晃或科难钻时不，应放我慢进尺钞，否则端容易导产致桩孔喂偏斜、币位移，吓甚至使俱桩头、住沉管等雷破坏。戏沉管到啄预定标某高，停朝机。卷（妨4否）灌注们及拔管厅灌注虹：符CF瞎G垫桩成孔菊到设计舟标高，党停机后绩立即向筑管内投倾料，直沈到混合词料与进豪料口齐越平。灌流注过程朋宜连续歼进行，棕应避免万因后台振供料慢俩而导致夫灌注中胃断。施弟工中每离根桩的惜投料量骡不得少墙于设计明灌注量科。成桩乌后浮浆茫厚度以出不超关过聪20c索m档为宜。眨拔管：越启动马烤达，留刻振桂5喉～挺10驴s向，开始幅拔管，级拔管速镰率一般呀为晚1.揉2社～棍1.5婶m/m忘i朵n瘦（拔管业速度为阀线速度倦，不是柏平均速货度），尿如遇淤终泥或淤预泥质土亦，拔管螺速率还贤应放慢忠。拔管顿过程中月不允许竖反插。冠如上料绩不足，取须在拔迅管过程认中空中葬投料，纹以保证桌成桩后域桩顶标驻高达到伪设计要筛求。成吼桩后桩妄顶标高豪应考虑异计入保仿护桩长姿。沉管村拔出地亲面，确辰认成桩论符合设延计要求境后，用嚼粒状材俭料或湿仙粘性土胃封顶。育然后移简机进行陕下一根泻桩的施姿工。广施工过米程中，吸抽样作制混合料到试块，枣一般一梅个台班困作一组镜（赶3誓块），愁试块尺谢寸求为龙15c办m×1器5cm硬×15饶c储m须，并测密定进2毯8伤天抗压座强度。修（糠5岭）移机暂当上一车根桩施陡工完毕眨后，桩凡机移位诉，进行罢下一根逮桩的施餐工丑。敞设六、劳瞎动组织柔每班作点业劳动疑力组织象见吐表女1查。扮盟协每班作截业劳动揉力组织筝表涛岸财视表冤1度序号滥工作项和目苏作业内属容哄人数库序号抵工作项茧目挎作业内逝容单人数跟1币施工准牛备摧平整场如地泛1妖4疗混合料羞投料觉翻斗车方司机宴3序测量放委样隆2怀投料燥3烤2养混合料简搅拌瘦搅拌机季司机究1其5堂其他武班长梳1泽碎石谷4魂技术负谣责人筛1严粉煤灰子2佩试验员势1铁水泥笑1槐安全员舰1芦石屑（猴或砂）漫2面质检员羡1歼3鞋沉管、哑拔管犁机械手赢2咸电工通1蔑桩机辅基助人员互2渔其他辅熊助人员铲5贷4柴成孔酱成孔检夏查迫1织合领羽奏计具35瓣注：搅已拌机司善机、机贞械手、断翻斗车专司机、宴试验员暑、安全沃员、质再检员、丙电工属刻于特殊刷工种，广须持证遥上岗。拣七、材叨料与设榜备吗单个工盖作面施相工所需撒机具、叉设备配垮备见盟表祝2胳。砌单个工俗作面所痛需机具瓣、材料至、设备爽配备佣表棉凭域绍表福2窜序号救作业项深目采机具设床备名称扬规格型色号纽单位缴数量驶备注耽1止成余式韵桩俊振动沉摄管成桩敲机半DZ9你0KS锄台刑1这配悬挂反式桩架驱2腰混合料叨搅拌赤混凝土姑搅拌机撤JZC腹350榨台找1谜混合料瓦拌制谣手推车异辆处6支原材料勾运输晌3季混合料动运输眨翻斗车惠JS-搬1J利台迹3越混合料芬运输沈4适发电机烫150底kw/班h偏台雀1房备用劈5弟混合料诉试验乐抗压试副模捷15×宾15×哪15c斥m另个独6宅试验用窑坍落度盗测定仪草个豆1泉6惜量测与控测量捎全站仪粪拓普帝康孟301使台如1哨方向控革制标经纬仪些J2傲台货1日水准仪贞C40敬台朽1粒标高控谜制慎塔尺元个亩1软八、质腿量控制损1浆、朝CF钻G细桩施工新中应遵号守的质柄量标准寸：泻（巴1饥）《质研量管理庄体系标共准》烧（沉GB/前T19程001贡-20勺0哑0掀）；悦（盏2涌）指《建筑享地基澡基础设苗计谱规范》界（翻GBJ巷7-8掀9蜻）迟；选（翁3悟）《建洲筑桩基乔技术规桨范》狠（冶JGJ抄94-泊9郊4足）；铲（阵4艘）久X悠X存市工程御建设规皇范《地舒基处理支技术规肺范》吐（期DGJ祝08-傍40-邮9堤4猜）、《卷地基基胸础设靠计规范朱》揪（透DGJ选08-虎11-狼199乒9逼）、《乓钻孔灌婆注桩动薪力测试葵技术规凶程》慧（吵DGJ艰08-薯218秧-9锐6涨）等。罩2地、姐CF吹G烟桩施工迎质量验遣收要求亲：辞（泄1不）水泥洒、粉煤映灰及碎鼠石等原颗材料符朗合设计冶要求。惯（持2城）施工都中检查烟桩身混骂合料的饿配合比修、坍落析度和提汪拔沉管杯速度、偏成孔深核度、混席合料灌肠入量等净复合设艰计和规问范要求观。环（越3棋）施工锋结束后渴，对桩脸顶标高赏、桩位懂、桩体轰质量、邪地基承砍载力以咽及褥垫种层的质袖量作了菠详细的储检查，迹达到预且期效果芒。少（纽4免）水泥问粉煤灰烘碎石桩斧复合地确基的质尘量检验暮标准符貌合基表盯3吩规定：锅碗陶跑CF插G突桩表复合地繁基质量框检验标考准迁惹凑章岭掀铺疗饭表斥3繁项访目头序爷号毛检查项巾目仆允许偏染差或允牙许值意检查方取法慰单位颠数值再主鞭控挪项残目境1保原材料看设计要粉求唱查产品感合格证纲书或抽区样送检胃2公桩径踏mm般-20请用钢尺紧量或计复算填料梅量削3杠桩身强档度家设计要衬求怪查扒2视8伤天试块贩强度开4法地基承弊载力凡设计要劝求理按规定厨的办法沉一痛般沫项的目厦1矮桩身完靠整性剃按桩基树检测技还术规范碧按桩基平检测技臂术规范态2诉桩位偏滑差巨满堂布绩桩诱≤皇0.4妨0D居用钢尺芬量松，诱D销位桩径秧3缩桩垂直没度陈%见≤学1.5河用经纬撒仪测桩企管被4设桩长汽mm躬+10堆0滑测桩管妇长度或交垂球测顷孔深伞5乓褥垫层奔夯填度江≤世0.9鸟用钢尺徐量证注顿：垄贩1屿、夯填扔度指夯这实后的咬褥垫层烧厚度与不虚体厚厚度的比骄值。汁杀2演、桩径僻允许偏福差负值霉是指个孕别断面伟。预3恩、回CF型G狮桩施工宇质量控耳制要点农（君1属）施工判前的工谨艺试验嫁叙炕施工前胖的工艺缓试验，敌主要是呀通过试然桩，考箩察设计垄的施打盏顺序和叨桩距能哄否保证框桩身质车量。工衫艺试验扩结合工友程桩施挪工进行迹，并需跪作如下纽两种观馋测：悔①瑞新打桩预对未结黑硬的已督打桩的屈影响。笼在已打客桩桩顶散表面埋甚设标杆既，在施揭打新桩顶时量测扎已打桩垮桩顶的通上升量逮，以估膜算桩径塘缩小的敲数值，挥待已打曾桩结硬控后，开甲挖检查浴其桩身窝质量并替量测桩誉径。怀②坑新打桩肺对结硬吧的已打辱桩的影病响。在芦已打桩宣尚未结而硬时，防将标杆馆埋置在仅桩顶部凭的混合钱料中，窑待桩体颠结硬后浅，观测拐打新桩确时已打殖桩桩顶爆的位移屑情况。挨试桩实做际灌注剑混合料享数量稍移大于设肠计理论轻值，说肚明工艺春成熟，至向上位功移不大精，从后期期基桩危检测接游过来看炎，向上骗的位移劈不超卧过兴1c岭m够，断桩题的可能镇性也很旦小。村（迅2名）施打注顺序挑在设计队桩的施康打顺序止时，主振要考虑丹新打桩眉对已打番桩的影碰响。施输打顺序归大体可勤分为两掉种类型严，一是谢连续施努打，如励图马2饰（康a委）所示雕，席从旋1虫号桩开门始，依瞒次岂2丽号荡、教3哲号蔬…酷…糕，连续舌打下去顺；二是价间隔跳罢打，可固以隔一厅根桩，粮也可隔疼多美个桩打准。如怖图棍2化破温羡图模2爸CF型G耐桩施打孤顺序示扯意图豆（惯b纵）所示讲，先蝇打桃1熟、宏3美、宽5像…煌…希，后揪打四2挠、桌4货、杠6锋…钟…神。弄燃C产F唇G摧桩的施贞打顺序炒的确定累，要结禁合桩位确地质条桃件、桩男径、桩鲁长、桩活间距及挽桩的布才置形式奶，根据拴有关规誉范并借晒鉴其它怪大量工核程实践筒经验等段来综合他考虑。擦（兄3伸）拔管词速率哪理论和春实践证网明，拔碗管速率凯太快将侵造成桩巧径偏小沸或缩径桐断桩；耀拔管速解度太慢霜，成桩电后桩顶窜浮将较书多。因仓此根据忙有关规匙范和其贡它工程监实践经申验，拔谈管速率弟控制奏为桥1.蝴2绘～类1.5丙m/m侍i角n摸的。应蚀该指出窗，这里就说的拔柱管速率土不是平柿均速度储。除启丧动后留矛振往5渣～责10泉s势之外，牺拔管过叠程中不哗再留振劝，也不喇得反插舍。如果爪振动沉袭管机拔耳管速率纹较快，韵可以通竹过增加坡卷扬系羊统中的窗滑轮数问量来改雄变拔管宜速度。纺也可通享过电动驳机菊—惜变速向冠系统来永实现。承（必4军）混合州料坍落判度吵征祝工程实加践表明详，混合颜料坍落装度过大吨，桩顶艰浮浆过秋多，桩礼体强度丑也会降绵低。坍较落度控扎制泽在遇3州～编5c闲m符，和易顾性很好巴，当拔要管速率家为硬1.2系m靠～总1.5婶m/m瞧in底瞒时，一龟般桩顶圣浮浆可圾控制疮在词1仿5匹～正20c盖m酒左右，轰成桩质暴量容易糠保证。顺（升5阶）保护致桩长姿所谓保冬护桩长让是指成信桩时预邀先设定衣加长的椅一段桩无长，基引础施工没时将其科凿掉。其保护桩座长是基港于以下杠几个因烫素而设养置的：态①捧成桩时聚桩顶不误可能正垂好与设纳计标高有完全一弃致，一取般要高秒处桩顶怀设计标数高一段胞桩长。供②纪桩顶一积段由于够混合料场自重压绵力较小赏或由于祸浮浆的犹影响，掘靠桩顶稍一段桩兄体强度寺较差。互③倚已打桩育尚未结冒硬时，竭施打新赚桩可能施导致已仗打桩受引振动挤踪压，混沃合料上难涌使桩会径缩小爸。如果随已打桩妖混合料些表面低芳于地表怀较多，刮则桩径戚被挤小粱的可能圈性更大铃，增加荷混合料植的表面岔高度即闻增加了处自重压侨力，可迅使抵抗与周围土悼挤压的张能力提失高，特脱别是基应础埋深垮很大时租，空孔挺太长，逼桩径很仅难保证扭。拍综上所宽述，保桌护桩长互必须设趟置，保搞护桩长连取梢30c彼m旧～掉50c允m森。失（乳6朱）桩体诚强度控奇制凉桩机卷拖扬系统坐提升沉窃管线速拼度太快植时，为偷控制平诉均速度都，一般意采用提身升一段获距离，漏停下留犬振一段始时间，摔非留振齐时，速荒度太快帜可能导对致缩径极断桩。祝拔管太讯慢或留驾振时间草过长，班都会使胁得桩的算端部桩冬体水泥独含量较来少，桩培顶浮浆双过多，富而且混膝合料也螺容易产烘生离析招，造成兼桩身强陕度不均肢匀。因费此，施揪工中，宁严格按渐拔管速章率诊为勒1.2畜m抗～类1.5度m/m牺i薄n回控制，贿并且除纯启动后蔑留输振丛5进～讨10隙s奋之外，于拔管过川程中不拢再留振医，也不做得反插石。确保页桩体混眼合料强慰度均匀嘴。考（弓7况）严防锹桩料与璃土的混纲合变如果在担试桩时形，发现先采用活质瓣桩靴秤（成桩梦机自带狱）成桩押，出现归的问题辣是桩靴侵开口打始开的宽泡度不够睁，混合绳料下落洞不充分夜，造成吼桩端与偷土接触革不密实磨或桩端非一段桩源径较小增。而且补，桩径进变形。脚为此，崖在试桩悲之后，伙就要采名用预制持的钢筋驰混凝土蝇桩尖。福另外，硬从理论价上讲，叠若采用刑反插的贿办法，巡由于反喉插时桩熄管垂直厕度很难录保证，骂容易使溪土与桩熔体材料垒混合，廊导致桩吃身掺土迅等缺陷书。因此肚，整个拢施工过块程中要壤严格监责控，不弟能有一馆例反插迟的现象袋发生。翠（戴8丰）加强息施工监末测惹信息施饺工能及她时发现五施工过脆程中的狠问题，碗可以使舅施工管屠理人员禽有根据样的进行拾决策，显对保证汗施工质萍量是至扶关重要絮的。榨施工过毙程中，互特别是奸施工初盼期应做叼如下的连一些观歉测：置①幼施工场妄地标高姜观测。酬施工前渐要测量锈场地的祸标高，便注意测适点应有拜足够的历数量和吴代表性笛。打桩秋过程中蔽随时测辱量地面沸是否发杆生隆起乐，因为贫断桩常格常和地牙表隆起菜有关系暑。准②暂桩顶标侍高的观励测。施娇工过程寄中要注球意已打妥桩桩顶匆标高的亦变化，烘特别要竖注意观源测桩距朝最小部控位的桩泛。镜③套对桩顶惧上升量嫁较大的派桩或怀跌疑发生啄质量事出故的桩气要开挖主查看。摘4勉、邻CF勾G魂桩施工把质量检拴测结果巷（注1犯）低应悬变检测金主要根卵据时域浊波形，剖比较入助射波与泻反射波攻达到时围刻及其醉振幅、级相位、科频率等努特征，车进行计敬算、判宿断。抽申检沸的本4骨4斑根桩占必施也工乳41估4熄根竟CF到G嘴桩倘的现10.役6动%狱，其中泛Ⅰ淋类桩（麦完好桩以）做有浪2亡6柔根，占绕抽检桩交总数狐的屡59.酿1配%汗；马Ⅱ报类盏桩多(嗽有轻微高缺陷，记但不影彩响原设评计桩身秋结构强漏度的特随性侄)帖有劝1般7纪根，占该抽检桩胳总数奔的舰38.侵6持%森；历Ⅲ棵类桩（良有明显乳缺陷，堪但应采惊用其他膊方法进嫁一步确划认可用赔性的桩爹）貌有鬼1淘根，占早抽检桩联总数递的卫2.3坑%讽；滚盘Ⅳ响类桩（扯有严重抄缺陷或奴断桩循）捏0横根，占覆抽检桩呢总数疯的倾0幅%链。榨（缎2娇）炕泡静载测则试勒测试结纺果见阔表睛4借。翅泽傲域负访棵沈贷静载荷哭试验结昏果句翼政卵辈传稠次焦表竹4马试验点锹CFG集桩规格魂最大加治荷量铲最大沉贼降量矮(舟mm)拐残余沉市降量冠(近mm)级备注尘1捐#摆桩言φ拣50死c扬m肿×蝇175识0cm筹600惯kN偶107斤.97项100攻.37访单桩姿2习#臣桩路φ景50c称m恢×清175目0cm溪500匪kN包100彻.48科98.喉25餐单桩所3伯#樱桩锤φ膨50c棒m己×祥270维0cm烘750俭kN熟107家.38翻105骆.21横单桩怕4丙#拾桩总φ中50c辽m地×遗175号0cm今247促kPa声100傍.97抢96.睡78兵复合地哑基柱5他#嘉桩突φ辰50c边m送×预270渡0cm助370收kPa震101腰.14青94.曾08蔬复合地都基雨九、安葬全、环米保及节涨能事项拾1童、安全岸事项赛（拍1诸）安全探员和特插种作业负人员必寿须经过羡专业培妨训并取嘴得证书瘦，方准波上岗作碎业。返（辟2销）必须绳加强全途员的安牲全意识裁教育。羡（篇3暑）施工宫中如发单现不安皱全因素修时，应包暂停施滥工，以么便采取安适应性挺强的工船序安排未。己（柔4似）加强堡对车辆尝及人员复管理，卫遵守交骨通管理居规范，牺坚持文号明施工祥。加强诉施工用宗电的管仰理，防莲止漏电哲伤人。举（蛇5猪）、加泄强机械稼、设备淋保养维遵修，消劣除事故彼隐患，骆确保机标械性能洋完善。昂2雹、环保吓及节能物要求枕（上1肿）认真轧贯彻执英行《环闲境管理姓体亭系负踏规范及迟使用指胡南》关（还GB/脉T24垄001砌-20摧0阶0出）；质（赤2不）谅成立环令境保护钉与节能倘领导小呼组，配列备一定同量的环事保设施为和技术节人员，版认真漂学习环腥保与节故能知识话，共同乘搞好环组保与节荐能工作闹。尿塔（宴3踩）采用洁各种有划效措施燃，对容耐易引起依环境污拼染和浪邀费资源拾、能源载的各种夕渠道严裕格控制舞。糖①帅请施工废去水、生径活污水厅按有关笔要求进吨行处理念，不得稍直接排迟入农田倒、河流腿和渠道介。缓②晓栗对施工美现场进元行洒水托湿润，雕减少扬敏尘。霉③摸戚对施工次用水、笋电、油戏等建立右健全节罢约使用耀规章制怎度和奖摘罚措施勺。毯④眼锤由于振尽动沉管盛施工的庄机器噪达声较大瘦，一般沿在夜间任和居民身居住区哪不安君排椅CF缠G示桩的施穿工。如府果要安毙排施工觉，就必蚕须安装模消音设泊备后才葬能施工欠。慢⑤馒扩加强机稍械、设和备保养好维修，泳确保随性时可用负，避免葱资源浪筛费。讨（常4意）继承鼓和发扬针优良传娘统，开络展多种围便民、麦爱民和片倡导环短保与节寺能活动票，搞好跃与驻地丈政府、撒群众之努间的关买系并充镰分发挥缴各种资柄源、能驰源的潜赶能。续十、效寇益分析衔CF凑G职桩具有冰一定的凡粘结强反度，是疼居于刚趁性和柔头性之间吹的一种咽桩。桩跪材以碎虹石为主颤，加入溜石屑可脱使碎石驰的不均们匀系数坟增大，滤级配良庸好，填旬加粉煤县灰和少特量水泥急后，这扛种材料功类似低用标号混酬凝土，另增加了民桩体的召后期强瓶度，其刻强度界污于素混阶凝土和颗碎石桩罩之间，白另外，破桩网复图合结构求可合理鼓地分担笨桩土应系力比，秩提高整疑个地基搂的承载汁能力，衔完全能库够满足趴设计要阿求，而游且可以猫消除地静基土液膀化的可牺能性。心目前闪，准CF丈G工桩加固嘱软土地膛基屠技术已矩在全国沿2超0丈多带个省、炭市广泛盏推广应养用，据鹿不完全牵统计，电该技术负已坟在起100护0晨多个工鸟程中应碰用。与介桩基相北比，由督于夺CF锐G题桩桩体欢材料可使以掺入贩工业废悔料粉煤对灰、不立配筋以雪及充分歉发挥桩躲间土的俩承载能米力。工年程造价界一般为观桩基辱的势1/3院～各1/薄