2021年【設(shè)計】CFG樁成樁工藝設(shè)計性試驗施工組織設(shè)計CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）作為一種常見的地基處理技術(shù)，在建筑工程中具有廣泛應(yīng)用。本次設(shè)計性試驗施工組織設(shè)計旨在通過科學(xué)合理的施工方案，確保CFG樁成樁質(zhì)量，為后續(xù)工程提供可靠的技術(shù)參數(shù)和施工經(jīng)驗。一、工程概況本工程位于城市東部新區(qū)，場地地貌單元屬于沖洪積平原，地形較為平坦。根據(jù)地質(zhì)勘察報告，場地地層主要由雜填土、粉質(zhì)黏土、細(xì)砂和卵石層組成，地下水位埋深約8.5米。工程設(shè)計采用CFG樁復(fù)合地基處理方案，樁徑400mm，設(shè)計樁長12.0米，樁間距1.5米，正方形布置，總樁數(shù)約320根。本次試驗區(qū)域選取在場地東南角，共布置試驗樁12根，目的是驗證CFG樁成樁工藝的可行性，確定最佳施工參數(shù)，評估樁身質(zhì)量及復(fù)合地基承載力特性。二、試驗?zāi)康呐c內(nèi)容1.試驗?zāi)康?1)驗證CFG樁在本場地地質(zhì)條件下的成樁工藝可行性；(2)確定最佳施工參數(shù)，包括混凝土配合比、拔管速度、泵送壓力等；(3)評估不同施工工藝對樁身質(zhì)量的影響；(4)為后續(xù)大規(guī)模施工提供技術(shù)依據(jù)和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。2.試驗內(nèi)容(1)施工工藝對比試驗：采用振動沉管法和長螺旋鉆孔灌注法兩種工藝進(jìn)行對比；(2)混凝土配合比優(yōu)化試驗：設(shè)計三種不同配比的混凝土進(jìn)行對比；(3)施工參數(shù)優(yōu)化試驗：針對拔管速度、泵送壓力等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；(4)樁身質(zhì)量檢測：包括低應(yīng)變檢測、樁身完整性檢測和單樁靜載荷試驗。三、施工準(zhǔn)備1.技術(shù)準(zhǔn)備(1)組織技術(shù)人員熟悉設(shè)計文件、地質(zhì)勘察報告和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；(2)編制詳細(xì)的試驗施工方案，明確施工工藝和質(zhì)量控制要點；(3)對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底和安全培訓(xùn)，確保施工人員掌握操作規(guī)程；(4)準(zhǔn)備施工記錄表格和檢測設(shè)備，確保數(shù)據(jù)采集完整準(zhǔn)確。2.設(shè)備準(zhǔn)備(1)CFG樁成樁設(shè)備：振動沉管樁機(jī)1臺，長螺旋鉆機(jī)1臺；(2)混凝土攪拌設(shè)備：JS500型強(qiáng)制式攪拌機(jī)1臺；(3)混凝土輸送設(shè)備：HBT60型混凝土泵1臺；(4)檢測設(shè)備：低應(yīng)變檢測儀1套，靜載荷試驗設(shè)備1套；(5)輔助設(shè)備：發(fā)電機(jī)、電焊機(jī)、切割機(jī)等。3.材料準(zhǔn)備(1)水泥：P.O42.5普通硅酸鹽水泥；(2)粉煤灰：Ⅱ級粉煤灰；(3)碎石：520mm連續(xù)級配碎石；(4)砂：中砂，細(xì)度模數(shù)2.32.8；(5)水：符合混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)的自來水；(6)外加劑：高效減水劑。4.現(xiàn)場準(zhǔn)備(1)場地平整：清除試驗區(qū)域內(nèi)的障礙物，平整場地，確保樁機(jī)行走和作業(yè)安全；(2)測量放線：根據(jù)設(shè)計圖紙，精確測定樁位，設(shè)置控制點和水準(zhǔn)點；(3)臨時設(shè)施：搭建材料堆放區(qū)、混凝土攪拌站和辦公生活區(qū)；(4)臨時用水用電：接通臨時水電線路，確保施工需要。四、施工工藝設(shè)計1.振動沉管法施工工藝(1)樁機(jī)就位：將振動沉管樁機(jī)移動至指定樁位，調(diào)整樁機(jī)水平度和垂直度；(2)沉管：啟動振動錘，緩慢下沉樁管至設(shè)計深度，沉管過程中密切觀察電流變化和地層情況；(3)投料：通過料斗向樁管內(nèi)投入混凝土，投料量應(yīng)滿足充盈系數(shù)要求；(4)拔管：啟動振動錘，邊振動邊緩慢拔管，拔管速度控制在1.21.5m/min；(5)成樁：樁管完全拔出后，及時清理樁頂浮漿，確保樁頂標(biāo)高符合設(shè)計要求。2.長螺旋鉆孔灌注法施工工藝(1)樁機(jī)就位：將長螺旋鉆機(jī)移動至指定樁位，調(diào)整鉆機(jī)水平度和垂直度；(2)鉆孔：啟動鉆機(jī)，緩慢鉆進(jìn)至設(shè)計深度，鉆孔過程中保持鉆桿垂直；(4)鋼筋籠安裝（如需要）：在混凝土灌注前或灌注過程中安裝鋼筋籠；(5)成樁：鉆桿完全提出后，及時清理樁頂浮漿，確保樁頂標(biāo)高符合設(shè)計要求。3.混凝土配合比設(shè)計根據(jù)試驗要求，設(shè)計三種不同配合比的混凝土：(1)配比A：水泥:粉煤灰:砂:碎石:水:外加劑=1:0.25:2.1:3.2:0.45:0.015(2)配比B：水泥:粉煤灰:砂:碎石:水:外加劑=1:0.30:2.0:3.0:0.48:0.015(3)配比C：水泥:粉煤灰:砂:碎石:水:外加劑=1:0.35:1.9:2.8:0.50:0.015每種配比制作4根試驗樁，通過對比分析確定最佳配合比。4.施工參數(shù)優(yōu)化針對關(guān)鍵施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化試驗：(1)拔管速度：振動沉管法分別采用1.0m/min、1.2m/min、1.5m/min三種速度；(2)泵送壓力：長螺旋鉆孔灌注法分別采用4MPa、6MPa、8MPa三種壓力；(3)振動頻率：振動沉管法分別采用25Hz、30Hz、35Hz三種頻率。通過對比不同參數(shù)組合下的成樁質(zhì)量，確定最佳施工參數(shù)。三、施工準(zhǔn)備與資源配置1.人員組織為保障試驗順利進(jìn)行，我們組建了一支經(jīng)驗豐富的專業(yè)團(tuán)隊。項目經(jīng)理王工擁有15年地基處理工程經(jīng)驗，曾主持過多個大型CFG樁項目；技術(shù)負(fù)責(zé)人李博士是巖土工程專家，對復(fù)合地基理論有深入研究；施工隊長張師傅帶領(lǐng)的班組有8名熟練操作工，平均從業(yè)時間超過10年。我們還配備了2名專職質(zhì)檢員和1名安全員，確保每個環(huán)節(jié)都嚴(yán)格把控。2.設(shè)備配置根據(jù)試驗需求，我們精心挑選了適合的施工設(shè)備：(1)振動沉管設(shè)備：選用DZ90型振動錘，配備φ400mm沉管，激振力可達(dá)900kN，適應(yīng)本場地地質(zhì)條件；(2)長螺旋鉆機(jī)：采用JZL90型電動履帶式長螺旋鉆機(jī)，鉆孔深度可達(dá)25米，鉆孔直徑400800mm可調(diào)；(3)混凝土輸送設(shè)備：HBT80型混凝土泵，最大輸送量80m3/h，垂直輸送高度可達(dá)150米；(4)混凝土攪拌站：HZS50型小型攪拌站，生產(chǎn)能力50m3/h，配備自動計量系統(tǒng)，確保配合比精準(zhǔn)；(5)檢測設(shè)備：低應(yīng)變檢測儀、靜載荷試驗設(shè)備、超聲波檢測儀等全套質(zhì)量檢測儀器。3.材料準(zhǔn)備(1)水泥：選用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，初凝時間不小于45分鐘，終凝時間不大于10小時；(2)粉煤灰：采用Ⅱ級粉煤灰，細(xì)度(45μm方孔篩篩余)不大于25%，燒失量不大于5%；(3)細(xì)骨料：天然河砂，細(xì)度模數(shù)2.63.0，含泥量不大于3%；(4)粗骨料：520mm連續(xù)級配碎石，針片狀顆粒含量不大于10%，含泥量不大于1%；(5)外加劑：采用高效減水劑，減水率不小于20%，含氣量不大于3%。所有材料均提前進(jìn)場，并進(jìn)行抽樣檢測，確保符合設(shè)計要求。4.場地準(zhǔn)備(1)清理試驗區(qū)域內(nèi)的雜物和障礙物，平整場地，確保施工機(jī)械通行和作業(yè)安全；(2)測量放線，精確標(biāo)定樁位，誤差控制在±50mm以內(nèi)；(3)設(shè)置臨時排水溝，防止雨水積聚影響施工；(4)布設(shè)臨時用電線路，確保施工用電安全可靠；(5)搭建臨時材料堆放區(qū)和混凝土攪拌站，便于材料管理和施工組織。四、施工工藝流程1.振動沉管法施工流程(1)樁位定位：根據(jù)設(shè)計圖紙，使用全站儀精確測定樁位，并在樁位處打入木樁標(biāo)記；(2)設(shè)備就位：振動沉管樁機(jī)移動至指定位置，調(diào)整垂直度，確保沉管垂直偏差不大于1%；(3)沉管：啟動振動錘，緩慢下沉沉管至設(shè)計深度，過程中密切觀察電流變化和地層情況；(4)投料：沉管到位后，從管頂投料口投入混凝土，投料量根據(jù)樁長和樁徑計算確定；(5)拔管：邊振動邊緩慢拔管，拔管速度控制在1.01.5m/min，確?；炷撩軐嵍龋?6)重復(fù)振搗：每拔管1.52.0m，停拔振動1015秒，提高樁身混凝土密實度；(8)樁頭處理：混凝土初凝后，清理樁頂浮漿，確保樁頂質(zhì)量。2.長螺旋鉆孔灌注法施工流程(1)樁位定位：同振動沉管法；(2)鉆機(jī)就位：調(diào)整鉆機(jī)位置和垂直度，確保鉆頭對準(zhǔn)樁位中心；(3)鉆孔：啟動鉆機(jī)，緩慢鉆進(jìn)至設(shè)計深度，過程中保持鉆桿垂直，及時排出孔內(nèi)土屑；(4)清孔：鉆孔到位后，繼續(xù)空轉(zhuǎn)12分鐘，清除孔底沉渣；(6)振搗：灌注過程中，使用插入式振搗器對樁身混凝土進(jìn)行振搗，確保密實；(8)樁頭處理：同振動沉管法。五、質(zhì)量控制與檢測方案1.原材料質(zhì)量控制在材料進(jìn)場環(huán)節(jié)，我們建立了嚴(yán)格的驗收制度。每一批次的水泥、粉煤灰和碎石都要進(jìn)行抽樣檢測，確保其性能指標(biāo)符合設(shè)計要求。特別是粉煤灰，我們要求其細(xì)度不大于45%，燒失量不超過8%，這樣才能保證CFG樁的強(qiáng)度和耐久性。對于骨料，我們選用520mm連續(xù)級配的碎石，含泥量控制在1%以內(nèi)，針片狀顆粒含量不超過10%。所有材料都要存放在防雨、防潮的專用倉庫中，避免因環(huán)境因素影響材料性能。2.施工過程質(zhì)量控制施工過程中，我們實行"三檢制"質(zhì)量管理體系，即自檢、互檢和專檢相結(jié)合。每個班組完成一根樁后，要進(jìn)行自檢，檢查樁位偏差、垂直度、樁徑等參數(shù)是否符合要求；然后由相鄰班組進(jìn)行互檢，由專職質(zhì)檢員進(jìn)行最終驗收。我們還建立了詳細(xì)的施工記錄制度，對每根樁的施工時間、材料用量、施工參數(shù)等信息進(jìn)行實時記錄，形成完整的質(zhì)量追溯體系。3.成樁質(zhì)量檢測成樁后，我們采用多種檢測手段對樁身質(zhì)量進(jìn)行全面評估：(1)低應(yīng)變檢測：對所有試驗樁進(jìn)行低應(yīng)變動力檢測，判斷樁身完整性，檢測比例100%；(2)靜載荷試驗：選取代表性的試驗樁進(jìn)行單樁豎向靜載荷試驗，確定單樁承載力特征值，試驗數(shù)量不少于總樁數(shù)的1%，且不少于3根；(3)超聲波檢測：對部分試驗樁進(jìn)行超聲波透射法檢測，評估樁身混凝土均勻性和缺陷情況