CFG 桩基复合地基
技术、设备、工法、及工程实践
CFG桩基复合地基成套技术是中国建筑科学研究院地基所20世纪80年代末开发的一项新的地基家固技术。该技术于1994年被列为建设部全国重点推广项目,被国家科委列为*全国重点推广项目。1997年被为*工法,并制定了中国建筑科学研究院企业标准,现正列入国家行业标准、<<建筑地基处理技术规范>>
CFG桩施工zui初选用振动沉管打桩机,由于该设备在施工中存在振动、噪音和污染,并遇到砂层和硬土层难以窜透、挤桩等不足因素,在城区和居民区被限制使用。
1997年国家投资立项研制开发长螺旋钻机和配套施工工艺,并列入“九五”全国重点攻关项目,于1999年12月通过国家验收。
CFG桩复合地基是高粘结强度复合地基的代表,80年代多用于多层建筑地基,目前随着国民经济的发展和居民生活的需要,CFG桩复合地基大量用于高层建筑地基。
长螺旋钻进成孔同时管内泵压混合科成桩时,采用排土成桩工艺,承载力的提高只与置换作用有关,具有无污染、无振动、低噪音、易操作、效率高、工期短等特点,目前已在全国25个大、中城市的3000多项工程上得到广泛应用,且在施工中速度快,一般基础面积1000m2,有10-15天可完成。
长螺旋钻杆内泵压CFG桩体混合料,由水泥、碎石、砂、粉煤灰、泵送剂加水在搅拌机中强制搅拌而成。
用于高层的CFG桩强度等级一般为C15-C25,水泥标号一般选用425号,水泥应当具有良好的保水性能,使混合料在泵送过程中不易泌水。碎石粒径不超过1/4输送管的内径,zui大粒径为20mm。粉煤灰应选用3级已上等级的材料。当泵送性能满足时可以不掺泵送剂。CFG桩混合料落度应控制在16-20cm之间。褥垫层是复合地基的一个核心技术,它的作用是保证桩、土共同承担载荷。
CFG桩既可适用于条形、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。可用于填土、饱和及非饱和和粘性土。它与传统的桩机设计相比,桩的数量可以大大减少,在加上CFG桩不陪筋,桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和剂,大大降低了工程造价。
长螺旋钻杆内泵压CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机而成,目前CFG 桩机设备有12、15、18、20、21、25、30m等机型,施工前根据设计桩长,确定施工所选的设备。
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,成桩的提升速度应控制在3—4 m/min左右。
清土及CFG桩头处理时,尤其是用挖掘机工作时,须严格控制标高,防止挖断工程桩和扰动打桩工作面以下的保护土层。桩头处理时,严禁用钢钎向斜下方向击打或用一个钢钎单向击打桩身,以免造成桩身断裂。
CFG桩桩身混合料强度等级为C20时,其施工时配合比为水泥:砂:石料:粉煤灰:外加剂=320:738:1106:48:1.9(kg/m3)
目前对于高层或超高层建筑地基处理,多采用长螺旋钻进成孔管内泵压CFG 混合料施工工艺。
成桩工艺程序如下:
钻机就位——钻至设计深度——送料提钻——移位——封桩顶
送料提钻是保证质量的一个关键环节,要准确掌握提钻的时机。在提钻过程中要保证钻杆内有一定高度的混合料,且避开在砂土、粉土层停顿可防止断桩或缩颈。
打桩弃土要求随时随清,位打桩施工提供足够的工作空间,便于移机和找桩位。
CFG桩复合地基是目前应用比较广泛的地基处理方法之一,在北京及周边地区已用于30层建筑物的地基处理,CFG复合地基技术,具有承载力提高幅度大,施工周期短,造价低廉,特别是当CFG桩施工时采用长螺旋钻孔管内泵压CFG桩混合料施工工艺时,更具有无泥浆和噪音污染的优点。
常用CFG桩施工工艺比较
工艺 特点 | 振动沉管CFG桩施工工艺 | 长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺 |
工艺性质 | 非排土桩 | 排土桩 |
处理深度 | <30m | <30m |
常用桩径 | 360---420mm | 400---420mm |
对土层穿透能力 | 不易穿透粘土、砂土层 | 不易穿透厚度较厚、粒径很大的卵石层 |
对桩间土的影响 | 对松散土有挤密作用,对密实土有震动作用 | 对桩间土扰动影响较小 |
对相邻桩的影响 | 对相邻桩有挤断的可能 | 施工过程在粉土、砂土层有可能产生窜孔 |
对环境的影响 | 有较大的振动和噪音 | 无振动低噪音 |
处理建筑物的层数 | 多层—高层 | 多层—超高层 |
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