框架剪力墙结构楼CFG桩地基处理施工方案和技术措施

框架剪力墙结构楼CFG桩地基处理施工方案和技术措施本工程设计采用钢筋混凝土筏板基础，局部地基软弱处有可能需要采用CFG桩进行地基处理。采用中心压管式CFG桩、碎石褥垫层。中心压管式施工方法施工速度快，工作效率高，配备长螺旋钻机1台，操作人员和配合人员共10人。计划3天施工完成，待到混凝土达到设计强度后进行桩基础的检测，合格后方可进行褥垫层施工。一、施工工艺施工CFG桩时，开挖基坑土方至桩顶设计标高以上50cm，桩顶标高高于设计桩顶标高至少50cm。按照设计桩基平面布置图，CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充到一定数量混合料后开始提钻杆，成桩。待桩身混凝土达到设计强度，清土及CFG桩头处理，桩检测合格后，在CFG桩顶面选用级配碎石砂做褥垫层。二、施工流程：平整场地→测量标高、放线放桩位→桩机就位→钻孔到设计深度→成桩→清除设计标高以上的→桩间土和桩头→CFG桩检测→验槽→褥垫层施工→CFG桩复合地基验收。三、施工工艺1．钻机就位。就位后校正好钻杆的位置和垂直度,垂直度的容许偏差不大于1%。2．混合料搅拌。按设计配比配制混合料,混合料坍落度宜为160mm～200mm。采用商品混凝土，提前进行配合比试验，保证施工需要。3．钻进成孔。钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动电机,将钻杆旋转下沉至设计标高,关闭电机,清理钻孔周围土。成孔时应先慢后快,这样能避免钻杆摇晃，也能及时检查并纠正钻杆偏位的差值。4．灌注及拔管。CFG桩成孔到设计标高后,停止钻进,开始泵送混合料,当钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先拔管后泵料。成桩的提拔速度宜控制在2m/min～3m/min,成桩过程宜连续进行,应避免供料出现问题导致停机待料。5．移机。移机前对下一根桩的桩位进行清理辨识,确保桩位的准确性。必要时,移机后清洗钻杆和钻头。四、成桩常见施工质量问题和控制措施1．堵管。堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率,增加工人劳动强度,还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时,使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬,增加了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。产生堵管的原因有以下几点:

（1）混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时,混合料和易性不好,常发生堵管。因此,要注意混合料的配合比,尤其要注意将粉煤灰掺量控制在70kg/m3～90kg/m3的范围内,坍落度应控制在160mm～200mm之间。（2）混合料搅拌质量有缺陷。在CFG桩施工中,混合料由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混合料在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析,泵压作用下,骨料与砂浆分离,摩擦力加剧,导致堵管。坍落度太小,混合料在输送管路内流动性差,也容易造成堵管。（3）施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后,开始泵送混合料,管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,容易造成管路堵塞。2．窜孔。在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况,打完X号桩后,在施工相邻的Y桩时,发现未结硬的X号桩的桩顶突然下落,当Y号桩泵入混合料时,X号桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。发现窜孔的条件有如下三条：（1）被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂；（2）钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动；（3）土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生液化。由于窜孔对成桩质量的影响,施工中采取的预控措施：采取隔桩、隔排跳打方法；设计人员根据工程实际情况,采用桩距较大的设计方案,避免打桩的剪切扰动；减少在窜孔区域的打桩推进排数,减少对已打桩扰动能量的积累；合理提高钻头钻进速度。3．桩头空芯。主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯。为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。4．桩端不饱满。这主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔,影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况,施工中前、后台工人应密切配合,保证提钻和泵料的一致性。四、CFG桩检测1．试验方法与设备（1）低应变反射波法试验1）方法：通过手锤或力棒敲击桩头激发应力波，应力波沿桩身向下传播，当桩身存在波阻抗差异时，应力波产生的反射被安装于桩头的传感器接收并传输到仪器，运用低应变分析软件，对反射波进行处理、分析，得到桩身质量完整性的信息。2）设备：RS-1616KP基桩动测仪、16100传感器，尼龙锤。(2)单桩竖向抗压静载试验1）加载方式：采用慢速维持荷载法油泵逐级加载，共分10级加载和5级卸载，每级加载量为22KN。采用桁架、主梁、工字钢搭成的压重平台反力装置，砂包堆积，最大加荷量为220KN。2）荷载与沉降观测：荷载值通过压力表测量，由千斤顶的标定曲线换算给出，承载板沉降通过对称正向布置于承载板百分表测量。3）设备：VD-2000千斤顶、压力表/压力传杆器、百分表/位移传杆器。(3)单桩复合地基承载试验1）加载方式：最大加载量按复合地基承载力标准值的2倍即220kPa进行，分为10级，每级加载量为22kPa，第一级加载量为44kPa，总堆载量450kN。采用1.5m的圆形承压板、板底铺3mm中粗砂找平层，采用油压千斤顶加载，工字钢搭设堆载平台，砂袋堆积提供反力，最大压重量450KN。2）荷载与沉降观测：荷载值通过压力表测量，再由千斤顶的标定曲线换算给出，测试仪自动记录，沉降通过承压板两边对称架设的机械或百分表测量。3）设备：与单桩竖向抗压静载试验相同。五、褥垫层(1)褥垫层作用1）使桩顶人为地向上刺入，使桩间土一开始就分担较大份额的上部荷载，较好地发挥桩间土的承载力。2）依靠褥垫层材料与基础底面