《CFG桩在桥头软土地基加固中的应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CFG桩在桥头软土地基加固中的应用.doc（8页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、CFG桩在桥头软土地基加固中的应用【摘 要】cfg桩具有适用性广、承载力高、施工简便、造价低等优点，因此，在软基加固中有着较为广泛的应用。本文结合cfg桩在桥头软土地基加固中的应用实践，分析了其加固原理，对其施工工艺和质量控制措施进行了介绍，最后针对施工中可能出现的问题给出处理办法，为cfg桩在类似工程中的应用提供参考。【关键词】cfg桩；加固；施工工艺；质量控制；处理办法1.引言我省沿海地区多为冲击平原，软弱淤泥粘土层广泛分布着。这种土质的特点是压缩性大、含水量高、透水性差、强度低，这样就导致地基的承载力和稳定性不能满足工程的要求，因此，在此种软土地基上修建公路是一个巨大的难题。软土地基的加
2、固处理是否成功，是保证公路质量关键所在。cfg桩又称水泥粉煤灰碎石桩，是在素混凝土桩基工艺上发展起来的新型桩体，它与桩间土体及褥垫层共同作用，组成cfg桩复合地基，在解决桥头软土地基加固中效果十分明显。2.cfg桩加固桥头软土地基原理cfg桩又称水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、砂、石屑、粉煤灰掺水泥加水拌合而成。cfg桩可在全长范围内发挥其摩阻力和端承力，通过调整水泥掺量及其配比，强度等级可在c5c25变化，是介于柔性桩与刚性桩之间的一种桩型，可避免散体材料桩及低强度材料桩由于桩身材料强度的限制而使荷载传递深度受限的缺陷，可大幅度提高桥头软基的承载力，通过与桩周土、褥垫层组成复合地基，可以较好满足承
3、载力的要求，并能调整天然地基与复合地基间的差异沉降，其主要作用表现为：（1）挤密、振密。采用振动和非排土成桩工艺，能够减小桩间土孔隙比，增加其密度，提高桩间土的模量和强度。（2）约束土体。cfg桩阻止桩间土体侧向变形，无侧限约束时，在相同荷载作用下，土的侧向变形大，导致垂直变形也相应增大，而在cfg构成复合地基中，由于桩限制了土体的侧向变形，使土体侧向变形较小，从而也达到了减小垂直变形的目的，使地基抵抗垂直变形的能力增强。（3）置换作用。cfg桩模量和桩体强度比桩间土大，在荷载作用下，桩顶处应力大于桩间土表面应力，桩顶将承受的荷载向较深的土层中传递，减少了桩间土体承担的荷载。3.cfg桩施工工
4、艺及质量控制3.1 cfg桩施工工艺cfg桩承载力高、加固效果明显、质量可靠，且工期较短。其施工工艺主要包括两种：振动沉管cfg桩；长螺旋钻管内泵压cfg桩。cfg桩的施工工艺概括为：平整场地桩位侧放桩机就位桩管、钻头对中沉入沉管或钻进至要求深度拔出沉管灌注固结料检查管内料面高度补灌固结料桩顶整平钻机移位清桩间土及破桩头桩基检测制作桩帽。3.2 cfg桩质量控制（1）工艺试桩。工艺性试桩结合工程桩施工，主要考查设计的施打顺序和桩距能否保证桩身质量以及cfg桩复合地基是否满足设计承载力及沉降要求，cfg桩混合料必须经过严格试配。采用长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工或振动沉管灌注工艺法，进行工艺试桩
5、，试桩完成后进行单桩承载力试验（2根）和复合地基承载力试验（2根）。同时复核地质资料以及设备、工艺、施打是否适宜，确定出混合料配合比、坍落度、搅拌时间、提钻或拔管速度等各项工艺参数，当试桩结果满足设计要求后方可大面积施工。（2）选用合理的机械设备。密实度较高的土，宜先采用螺旋钻引孔，然后用振动沉管机成桩。这样能够避免扰动桩间土导致桩间土体结构破坏或已完桩体被振动破坏，从而降低复合地基的承载力。（3）就位对中。调整钻机水平并固定牢固，将钻头锥尖对准桩位中心点，将钻机调整与地面垂直，确保垂直偏差小于1%。（4）控制好首灌混凝土量。要求钻杆钻至设计标高后不提钻，先向钻杆内一次性灌注一定量的混凝土，然
6、后边提钻边灌注混凝土。严禁出现先提钻后灌注混凝土的作法。（5）做好成孔、压灌、提钻等各道工序的衔接和配合。严格控制投料量，投料冲盈系数应大于1.15，混合料必须搅拌均匀，搅拌时间不得小于3min，灌注过程中应始终使钻头埋入混合料内1m以上，以避免在混合料中形成充水的孔洞。（6）合理设置保护桩长。成桩时一般比设计桩长多0.5m，上部用土封顶，以提高cfg桩抵抗周围土体挤压的能力，防止后续施工对已完桩体产生振动挤压破坏。（7）剔除桩头。当桩身混凝土强度达到设计强度的70%时，方可剔除桩头，首先找出桩顶扩头桩帽施工标高位置，在同一水平面按相同角度对称放置2个4个钢钎，用大锤击打，将桩头截断。（8）桩
7、基检测先把桩顶按照试验要求打磨平整，再进行桩身质量、完整性检测，cfg桩质量检验标准见表1。表1 cfg桩质量检验标准4.cfg桩施工常见问题及其处理办法cfg桩在施工的过程中，受众多因素的影响，难免会出现诸如断桩、缩颈、桩身夹泥等现象，灌注混凝土时桩尖也可能出现进水、进泥等问题，为此，本文结合已有的工程经验，提出相应问题的处理办法。4.1断桩断桩是指灌注完成的桩身某一断面完全无连续性或残缺夹有泥土。其产生的原因：在软硬不同的两层土中振动下沉套管，由于振动对两层土的波速不同，产生剪切力，将桩剪断；拔管时速度过快，混凝土尚未流出套管，周围的土迅速回填，形成断桩；桩中心距过小，打邻桩时桩体受到挤压
8、作用出现断裂。处理办法：采用跳打法施工，跳打应在相邻桩的强度达到其设计强度的60%以上时进行；控制好拔管的速度，拔管速度应小于1.2m/min；对于松散性淤泥质土，不宜多振，宜边振动边拔管；若已出现断桩，采用复打的方法解决。4.2缩颈缩颈是指灌注后的的桩身某个部位出现突然变细的现象。其产生的原因：在饱和软土中成桩时，由于已打桩尚未成形，新打桩对已打桩进行挤压导致已打桩变形，产生缩颈；灌注混合料时拔管速度过快，混合料来不及下落，而被泥土填充；混合料和易性太差，拔管时混凝土产生摩擦力，造成混凝土扩散不及，造成缩颈。处理办法：打桩时尽量扩大桩距，采用跳打法施工；沉桩时采用“慢插密振”，拔管速度应小于
9、1.2m/min；使用和易性好的混凝土灌注；轻度缩颈，可采用反插法，每次拔管高度以1.0m为宜；局部缩颈采用半复打法施工，多处缩颈采用复打法施工。4.3桩身夹泥桩身夹泥是指桩身混凝土内存在泥夹层，使桩身断面减小。其产生的原因：活瓣桩尖打开宽度不够，混合料下落不充分，造成桩端与土接触不密实；在饱和淤泥质土中施工，拔管速度过快；混凝土骨料粒径过大，坍落度过小，还未来及流出管外土便涌入，造成桩身夹泥；采用复打法时，套管上粘有未清理干净泥土，而挤入桩身混凝土中。处理办法：在饱和淤泥质土中施工，注意控制混凝土骨料粒径和拔管速度；混凝土应具有较好的和易性，且要拌合均匀，拔管时及时用浮标测量，观测桩身混凝土
10、灌入量，若发现桩径减小时，应及时采取措施。4.4桩尖进水、进泥桩尖进水、进泥是指套管活瓣处有水或泥进入桩管内。其产生的原因：沉桩时间过长；桩管与桩尖接合处垫层不紧密或桩尖被打破所致；地下水用水量大，水压大。处理办法：沉管时间不能过长；若桩尖不密合或损坏，可将桩管拔出，修复桩尖缝隙或将桩管与预制桩尖结合处用麻袋塞紧后，用砂回填桩孔后重打；进水量较少，可先灌注一部分混凝土后然后酌情减小用水量；地下水量大时，桩管应灌注0.5m高水泥砂浆封底，再灌注1m高混凝土，然后沉桩。4.5桩管未下沉到要求深度桩管未下沉到要求深度是指桩管未能下沉到设计要求的深度。其产生的原因：遇到较厚的硬夹层或大孤石、混凝土块等
11、障碍物；持力层高程变化较大，超出施工机械能力，桩锤选择不合适，使桩沉不到或下沉超过要求的深度；振动沉桩机的振动参数不合理或振动压力太小；套管过长，刚度偏低，沉管时弹性弯曲而使锤击或振动力减弱，不能传至桩尖。处理办法：详细勘察工程范围内的地下土层情况，遇有难以穿透的硬土层，应用钻机钻透或将地下障碍物清除；根据工程地质条件，选用合理的沉桩机械和振动参数，若沉桩时压力不够而不能下沉，可以增加配重或加大压力；锤击沉管时，如锤击能力不够，需换用大锤；套管应具有足够的刚度，长细比应小于40。4.6混凝土超量混凝土超量是指灌注混凝土时，混凝土的用量是正常用量的一倍以上。其产生的原因：在饱和淤泥质软土成桩，土
12、受到扰动，强度大幅降低，由于土壁受到混凝土的压力作用，出现压缩，导致桩身扩大；灌注时遇到地下土洞、溶洞等。处理办法：在饱和淤泥软土层中成桩，先打试验桩，若发现混凝土超量，应经过研究变更采用其他桩型；施工前用钎探了解工程区域的地下洞穴情况，如发现洞穴，应进行填塞处理，再行施工。4.7桩身下沉桩身下沉是指桩成形后，桩顶混凝土下沉。其产生的原因：灌注时间不长的桩受到相邻桩沉入套管时振动力的影响，混凝土骨料在自重作用下沉实，造成桩顶混凝土下沉，土挤入了混凝土内。处理办法：桩顶部分采用干硬性混凝土，防止相邻桩沉入套管时振动造成的桩顶混凝土下沉；清理桩顶杂物和浮浆，补足混凝土。5.结束语cfg桩施工技术具有造价低、质量易控制的特点，其最大优点是工后沉降小，节省施工时间。采用cfg桩技术加固桥头深厚软土地基是有效的、可靠的。虽然在施工过程中可能会出现一些质量问题，但只要找到原因，采取相应的处理办法，cfg桩还是能取得较好的社会和经济效益。参考文献：1 史涛.cfg桩在软土地基加固中的应用j.科技资讯，2010年26期.2 张孟春；项影明；田桂博.应用cfg桩复合地基处理公路桥头跳车问题j.山西建筑，2008年23期.
