河北工程大學(xué)外文文獻(xiàn)翻譯CFGPILECOMPOSITEFOUNDATIONCONSTRUCTIONTECHNOLOGYCFG樁復(fù)合地基施工技術(shù)學(xué)院資源學(xué)院專業(yè)勘察技術(shù)與工程班級(jí)09級(jí)01班姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師2013年6月7日CFG樁復(fù)合地基施工技術(shù)1前言CFG樁復(fù)合地基技術(shù)已在全國(guó)廣泛推廣應(yīng)用，但CFG樁施工在某些地區(qū)存在著一些不可忽視的問(wèn)題，比如，長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，施工設(shè)備不具備排氣裝置，鉆孔到預(yù)定標(biāo)高后開始向管內(nèi)泵料，鉆桿中的空氣排不出，導(dǎo)致樁體產(chǎn)生孔洞；又如，鉆孔到預(yù)定標(biāo)高后，怕鉆頭活門打不開，先提3050CM再灌料，導(dǎo)致樁端有虛土承載力偏低等等。需要指出的是，一些施工人員由于缺乏對(duì)這一技術(shù)的深入了解，甚至把先提3050CM再灌料的錯(cuò)誤施工方法作為經(jīng)驗(yàn)來(lái)交流，以至于這種錯(cuò)誤的施工方法在全國(guó)廣泛流傳。為了更好地推廣CFG樁復(fù)合地基技術(shù)，避免施工發(fā)生一些質(zhì)量問(wèn)題，根據(jù)多年對(duì)CFG樁施工工藝、施工設(shè)備的試驗(yàn)研究，特別是通過(guò)處理工程發(fā)生的一些事故，對(duì)CFG樁施工技術(shù)做了回顧和總結(jié)，歸納了CFG樁施工技術(shù)要點(diǎn)，供施工人員參考，并就其中的幾個(gè)問(wèn)題作一討論。2CFG樁施工技術(shù)要點(diǎn)21CFG樁施工可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選用下列施工工藝（1）長(zhǎng)螺旋鉆干成孔灌注成樁適用于地下水以上、提鉆不塌孔的土層條件；（2）長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁適用于粘性土、粉土、砂土、粒徑不大于60MM厚度不大于5M的卵石層（卵石含量不大于30），以及對(duì)噪聲和泥漿污染要求高的場(chǎng)地；（3）振動(dòng)沉管灌注成樁適用于粘性土、粉土、素填土，對(duì)夾有較厚卵石、砂和孔隙比小液性指數(shù)較低的粘土層無(wú)合理有效的輔助措施不宜采用，軟土地基應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性；（4）泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁對(duì)遇有較厚卵石、砂和孔隙比小液性指數(shù)較低的粘土層以及飽和軟土，樁端持力層具有水頭很高的承壓水，長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁容易發(fā)生竄孔，對(duì)噪聲污染要求嚴(yán)格的場(chǎng)地，不宜采用前述施工工藝時(shí)，可采用該工藝。22當(dāng)采用擠土成樁工藝，新打樁對(duì)已打樁可能產(chǎn)生不良影響時(shí)，可選用非擠土成樁工藝，或擠土和非擠土成樁工藝聯(lián)合使用的施工方案，擠土和非擠土成樁工藝聯(lián)合施工時(shí)，宜先打擠土樁、后打非擠土樁；在有較厚軟土的地基上施工時(shí)，混合料宜用低坍落度（35CM），以防止樁體自身塌落發(fā)生斷樁；23通過(guò)試成樁檢驗(yàn)地質(zhì)條件是否與地質(zhì)報(bào)告相符、復(fù)合地基設(shè)計(jì)參數(shù)是否合理，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)向地基處理設(shè)計(jì)單位提出報(bào)告。24振動(dòng)沉管CFG樁施工要點(diǎn)（1）通過(guò)在樁機(jī)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)加動(dòng)滑輪，調(diào)整拔管線速度控制在規(guī)范建議的范圍（不是平均速度）；（2）打樁前、打樁過(guò)程中測(cè)地表標(biāo)高，觀測(cè)地表隆起或下沉量；（3）通過(guò)試成樁，觀測(cè)地面標(biāo)高變化和測(cè)定新打樁對(duì)已打樁的影響（新打樁對(duì)未結(jié)硬的已打樁的影響；新打樁對(duì)已結(jié)硬的已打樁的影響），確定合理的施打順序；（4）軟土中可采用靜壓振拔技術(shù)，沉管過(guò)程可不啟振動(dòng)錘、靜壓沉管，減少對(duì)樁間土的擾動(dòng)，拔管啟錘使混合料振密；（5）軟土中可采用大直徑予制樁尖，以獲得較大的端阻力，而保持樁身混合料用量不變；（6）經(jīng)施工監(jiān)測(cè)確認(rèn)樁體斷裂并脫開，應(yīng)逐樁靜壓（跑樁）將脫開的上下樁接起來(lái)；（7）拔管不宜長(zhǎng)時(shí)間留振，防止粗骨料與水泥漿發(fā)生分離。25長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工要點(diǎn)（1）基礎(chǔ)埋深較大時(shí)，宜在基坑開挖后的工作面上施工，工作面宜高出有效樁頂標(biāo)高300500MM，工作面為卵石和粗砂取小值，工作面土較軟時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)施工措施（鋪碎石、墊鋼板等），保證樁機(jī)正常施工?；虞^淺在地表打樁或部分開挖打樁空孔較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)加大保護(hù)樁長(zhǎng)，并嚴(yán)格控制樁位偏差和垂直度；（2）基坑降水應(yīng)控制在標(biāo)高最低的電梯井、集水坑底標(biāo)高以下5001000MM；（3）軟土地基中施工宜通過(guò)摻加減水劑、泵送劑制備泵送性能好坍落度較低的混合料，以防止樁體自身塌落發(fā)生斷樁、或充盈系數(shù)過(guò)大。（4）樁體混合料配比碎石最大粒徑不宜大于25MM，粉煤灰選用級(jí)或級(jí)細(xì)灰，每立方米混合料摻量7090KG為宜；（5）樁端為飽和粉土、砂土和卵石層時(shí)，應(yīng)選用下開式專利鉆頭（專利號(hào)ZL002632004），以防止鉆頭活門打不開、樁端有虛土不能發(fā)揮土的端阻；（6）嚴(yán)禁先提鉆后灌料；（7）樁徑400MM時(shí)提鉆速度宜為2535M/MIN,樁徑增大鉆頭活門斷面應(yīng)相應(yīng)增大，若樁徑增大而鉆頭活門斷面不變時(shí)應(yīng)相應(yīng)降低提鉆速度；（8）夾有松散飽和粉土、粉細(xì)砂的土層，成孔時(shí)在剪切荷載作用下，土體液化，導(dǎo)致剛打完處于流動(dòng)狀態(tài)樁的樁周土喪失對(duì)樁的側(cè)向約束能力，樁體側(cè)向澎出、樁頂下沉，產(chǎn)生竄孔，液化區(qū)域連成片甚至導(dǎo)致基坑失穩(wěn)或周邊建筑物傾斜開裂、道路破壞，在這類地基上施工應(yīng)采取如下措施（A）降飽和粉土、粉細(xì)砂中的水；（B）采用小葉片螺旋鉆桿成孔，減少剪切能積累并對(duì)樁間土具有擠密作用；（C）合理設(shè)計(jì)施打順序和控制日成樁數(shù)量，避免在某個(gè)區(qū)域產(chǎn)生成片的液化區(qū)，也可采用跳打等方法減少剪切能量的積累；（D）快速鉆進(jìn)，減少剪切能量在可液化土層上的積累；（E）選用下開式專利鉆頭，防止閥門打不開在同一樁位多次復(fù)鉆；（F）混合料盡量采用較小的坍落度；（G）把施工因素作為基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)條件；（H）設(shè)計(jì)宜采用大樁距大樁長(zhǎng)。注當(dāng)上述措施仍無(wú)效時(shí)，可采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁工藝。26清土、剔樁頭防斷樁和防擾動(dòng)樁間土措施261打樁棄土和預(yù)留保護(hù)土層可采用人工清除、或機(jī)械人工聯(lián)合清除方案。當(dāng)采用機(jī)械人工聯(lián)合清除方案時(shí)（1）對(duì)基坑開挖后打樁的場(chǎng)地，采用人工預(yù)斷樁、挖掘機(jī)清土，具體方法如下（A）成樁后混合料結(jié)硬前人工將有效樁頂標(biāo)高200MM以上的樁體挖除，用水準(zhǔn)儀嚴(yán)格控制挖除后的樁頂標(biāo)高；（B）全部樁施工完后，挖掘機(jī)自墊路（路面至挖除后樁頂?shù)木嚯x不小于15M，基底下土和棄土較軟時(shí)取高值）進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)清除現(xiàn)樁頂標(biāo)高以上的土（C）人工清除余土至有效樁頂標(biāo)高。（2）在地表打樁后再進(jìn)行基坑開挖的場(chǎng)地，由現(xiàn)場(chǎng)試挖確定預(yù)留人工開挖深度，以保證樁的斷裂部位高于有效樁頂標(biāo)高以上。262截樁頭宜用無(wú)尺鋸在有效樁頂標(biāo)高處切深12CM的園環(huán)，再用兩鋼釬相對(duì)同時(shí)敲擊斷樁。263清土、截樁頭后禁止對(duì)樁間土產(chǎn)生擾動(dòng)的施工設(shè)備（如輪胎式運(yùn)土車等）在施工場(chǎng)地內(nèi)通行，防止產(chǎn)生“橡皮土”。27混合料試塊的制作和現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)施工過(guò)程中，應(yīng)隨機(jī)選取具有代表性的混合料制作試塊（邊長(zhǎng)為150MM的立方體）并搗實(shí)，送實(shí)驗(yàn)室前應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件對(duì)試樣進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，特別在冬期，不得將試樣隨意放置在施工現(xiàn)場(chǎng)或工棚里，避免養(yǎng)護(hù)條件不標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不能反映樁體的真實(shí)強(qiáng)度。3幾個(gè)問(wèn)題的討論31如何避免樁端產(chǎn)生虛土長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁工藝的最大優(yōu)點(diǎn)是樁端無(wú)虛土，這對(duì)提高樁的承載力和減少地基變形都是有利的。但施工操作不當(dāng)，也會(huì)導(dǎo)致樁端產(chǎn)生虛土、樁無(wú)端阻。樁端產(chǎn)生虛土的情況主要有兩種，一是怕鉆頭活門打不開，先提3050CM再灌料，使得葉片上的土可能落到孔底，嚴(yán)重影響樁端土端阻的發(fā)揮。二是樁端為飽和粉土、砂土和卵石層時(shí)，水頭較高或?yàn)槌袎核?，采用?cè)開的常規(guī)鉆頭，閥門外的水壓力大于鉆桿管內(nèi)混合料對(duì)閥門產(chǎn)生的側(cè)壓力，如圖1所示，作用在閥門外的水壓力為（水的側(cè)壓力系數(shù)為1）F1HA1式中，水的容重；H閥門外的水頭高度，A1閥門水平向投影面積管內(nèi)混合料對(duì)閥門的水平力為F2K0CHA2式中，C管內(nèi)混合料容重，H管內(nèi)混合料頂面至閥門中心的高度，K0混合料的側(cè)壓力系數(shù)（K0H、C，但A1A2、K0F1，閥門打開，但此時(shí)大量虛土落在孔底，導(dǎo)致樁無(wú)端阻。地下水水頭混合料液面圖1側(cè)開式常規(guī)鉆頭示意為克服側(cè)開式常規(guī)鉆頭的缺點(diǎn)，閆雪峰、趙風(fēng)穩(wěn)發(fā)明了下開式專利鉆頭（專利號(hào)ZL002632004），這種鉆頭的特點(diǎn)是閥門下開，如圖2所示，閥門上部受力為混合料的豎向壓力F2CHA2，下部受的水壓力F1HA1，由于F2CHA2式中不再出現(xiàn)小于1的側(cè)壓力系數(shù)K0，通常為F2F1，即不再發(fā)生閥門打不開的情況，避免了樁端產(chǎn)生虛土。地下水水頭混合料液面圖2下開式鉆頭示意32如何防止飽和粉土、粉細(xì)砂的剪切液化在有松散飽和粉土、粉細(xì)砂的場(chǎng)地，采用長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝，成孔時(shí)螺旋葉片對(duì)周邊土產(chǎn)生擾動(dòng)和剪切作用，當(dāng)剪切作用累計(jì)到一定程度后，土體發(fā)生液化，導(dǎo)致剛打完處于流動(dòng)狀態(tài)樁的樁周土喪失對(duì)樁的側(cè)向約束能力，樁體側(cè)向澎出、樁頂下沉，產(chǎn)生竄孔，液化區(qū)域連成片甚至導(dǎo)致基坑失穩(wěn)或周邊建筑物傾斜開裂、道路破壞。某工程，被加固地基為飽和粉土，采用CFG樁復(fù)合地基處理方案，基坑開挖后用長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝施工，鉆頭為側(cè)開式常規(guī)鉆頭，施工過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生鉆頭閥門打不開的情況，其中東北角靠近降水井的一根樁，因閥門打不開7次復(fù)鉆，鄰近的降水井抽出的水為含有大量粉土顆粒的混濁水，復(fù)鉆成孔時(shí)鉆桿在自重壓力下非常容易地下到預(yù)定標(biāo)高。這說(shuō)明土體已經(jīng)液化，土的抗剪強(qiáng)度趨近于0。由于在較多樁位發(fā)生上述問(wèn)題，使液化土體連成片，最后導(dǎo)致基坑產(chǎn)生較大水平位移，地面出現(xiàn)裂縫。在同一地區(qū)類似土層的場(chǎng)地，起初也是采用側(cè)開式常規(guī)鉆頭，由于經(jīng)常發(fā)生閥門打不開，48小時(shí)打了3根樁，后改用下開式專利鉆頭，不再出現(xiàn)閥門打不開的情況，施工順利完成，沒(méi)有出現(xiàn)因施工擾動(dòng)導(dǎo)致基坑失穩(wěn)的情況發(fā)生。以上情況說(shuō)明，選用下開式專利鉆頭，防止在同一樁位多次復(fù)鉆，對(duì)提高施工效率和防止飽和粉土的剪切液化是有效的技術(shù)措施之一。北京鳳凰城B座，基礎(chǔ)埋深76M，基底以下812M為飽和的砂質(zhì)粉土1，采用CFG樁復(fù)合地基處理方案，樁長(zhǎng)205M、樁徑415MM，施工采用長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝，試成樁按4排樁連續(xù)施打，當(dāng)時(shí)選用的鉆頭存在缺陷，成孔進(jìn)尺很慢，鉆孔達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高需3040MIN，由于鉆進(jìn)速度太慢，螺旋葉片對(duì)飽和粉土較長(zhǎng)時(shí)間的剪切作用，飽和的砂質(zhì)粉土1發(fā)生剪切液化，先打的處于流動(dòng)狀態(tài)的相鄰樁樁頂下沉，即產(chǎn)生竄孔。之后，更換鉆頭、并采用2排連續(xù)施打方案，控制在11MIN以內(nèi)鉆孔達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，不再發(fā)生竄孔。這說(shuō)明改4排連打?yàn)?排連打，和控制鉆進(jìn)速度（提鉆一般為靜拔，對(duì)樁間土不產(chǎn)生剪切作用），可以有效減少剪切能量在已打樁周圍土體的積累，對(duì)防止飽和粉土、粉細(xì)砂的剪切液化是有效的。此外，諸如降飽和粉土、