五、工艺流程及操作要点
1 施工工艺流程(略)
2 操作要点:
2.1 施工前铺设一层0.5~1.0m工作垫层(C组以上填料),碾压平整、稳定,确保桩机施工的需要。
2.2 把预制好的桩尖按现场放样桩位就位埋好,确保桩尖顶面水平。
2.3 桩机就位保持水平、稳固,调整沉管与地面垂直,确保垂直偏差不大于1%;
2.4 沉管过程中作好记录,激振电流每米记录一次,对土层变化处应特别说明,直至桩机反复抬起,电流明显增大,沉管无法继续,待沉管至设计标高并抬架时应开动马达,原地留振不小于10s;
2.5 终孔后须尽快用料斗进行空中投料,直到管内混合料面与钢管料口平齐,如上料量不够,须在拔管过程中补充投料,以保证成桩桩顶标高满足设计要求;
2.6 拔管时速度尽量匀速提升,一般控制在1.0~1.5 m/min,遇淤泥或淤泥质土,拔管速率可放慢至0.6~0.8m/min。边振动边拔管,在拔管过程中不允许反插;
2.7 由于设计满堂布桩且间距较小,一般采取连打跳排的施打工序。但施工新桩时与已打邻桩的间隔时间不应小于7d,必要时可在混合料内掺入缓凝早强剂;
2.8 当桩管拔出地面,确认桩符合设计要求后,其上部可用粒状材料或粘土进行封顶并做好标记;
2.9 在确定桩顶标高施工扩大桩头前,应先凿除桩体保护桩长至扩大桩头底部标高。砍桩头前桩周工作垫层碎石土为避免机械扰动造成断桩宜采用人工进行开挖。砍桩头可采用风稿自上而下凿除混凝土至指定标高,也可用錾子截桩至指定标高;
2.10 当CFG桩在凿除浮浆后或由于浅部断桩(1.5m之内,超过1.5m接桩挖开桩土体可能会导致相邻CFG桩断桩)造成桩体顶面标高低于扩大桩头底面标高时,应采用强度高出桩身一级的混凝土进行接桩。接桩部分的桩径应比设计桩径大20cm,与既有桩体的咬结长度不小于20cm。如下图:
2.11 施工完成后14天内不得上重型机械碾压桩顶。
3 测量与试验
3.1 施工过程中应有计划地进行打新桩时对已打但尚未结硬桩的桩顶位移测量,以估算顶部桩径的缩小量;对已打并结硬桩进行桩顶位移测量,以判断是否断桩。一般当桩位移超过10mm,需开挖进行查验;
3.2打桩过程中应随时测量地面是否隆起,是否有浮桩,浮桩量大小如何;
3.3 试验人员每工班都应对混凝土坍落度进行一次抽检;
3.4 混合料搅拌均匀后,应随机对每台桩机每一个台班做一组试块,测定其28d抗压强度R28。
4施工注意事项
4.1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。以下为产生堵管的原因和具体的预防措施:
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。
预防措施: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。
预防措施:严格控制坍落度。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。
预防措施:严格控制提钻时间,在钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时必须提钻。
④、冬期施工措施不当。冬期施工时,混合料输送管及弯头均需做防冻保护,防冻措施不力,常常造成输送管或弯头处混合料的冻结,造成堵管。
预防措施:冬季施工时,会采用加热水的办法提高混合料的出口温度,但要控制好水的温度,水温最好不要超过60℃,否则会造成混合料的早凝,产生堵管,影响混合料的强度。
⑤、设备缺陷。弯头曲率半径不合理也能造成堵管。
预防措施:严格控制弯头曲率半径,弯头与钻杆不能垂直连接。混合料输送管要定期清洗,否则管路内有混合料的结硬块,还会造成管路的堵塞。
4.2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。
①、发现窜孔的三个条件:
a)被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂;b)钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;c)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。
②、施工中采取的预控措施:
a)采取隔桩、隔排跳打方法;
b)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;
c)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;d)合理提高钻头钻进速度。
4.3桩头空芯。
①发生桩头空芯的原因: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。
②预防措施: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。
4.4桩端不饱满。
①发生桩端不饱满的原因: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。
②预防措施: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。
六、材料要求
1 水泥采用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥,水泥进场时应有出厂合格证并在现场取样检验;
2 粉煤灰一般采用细度不大于25%的Ⅰ级或Ⅰ级以上的粉煤灰,粉煤灰进场时同样要求必须有合格证,并在现场取样检验;
3 碎石粒径采用20~40mm级配,其含泥量不大于3%且符合国家现行标准。《普通混凝土用碎石或卵石质量标准检验方法》JGJ53的规定;
4 石屑一般采用粒径2.5~20mm含泥量不大于5%,细模度符合中砂要求。当石屑缺少时,可采用中砂或粗砂代替石屑;
5 为控制成桩后桩顶浮浆厚度不超过200mm,混凝土的坍落度应控制在30-60mm之内。混合料应严格计量,强制搅拌,每盘混合料的搅拌时间不得小于1 min。
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