CFG桩复合地基施工方案
CFG桩(钻孔压灌素混凝土桩)复合地基为近几年研究采用的一种新型地基处理方案,该方法施工简单、速度快、质量便于控制。某工程中采用此技术,且开创了首次在总高度超过100m的工程中运用此技术,效果良好。
一、工程概况
某工程总建筑面积约23万m2,由四栋高档塔式涉外公寓组成,其中1#楼已施工完毕交付施工,现进行2#楼施工,2#楼总建筑面积62089mm2,地下三层,地上34层。主楼基础为箱形基础,主体结构类型为全现浇剪力墙结构。
2#楼工程总高度102m,设计±0.00相等于绝对标高38.5m,基底标高为-15.86m、-16.36m、-15.56m,分别相等于绝对高程22.64m、22.14m、21.94m。
二、CFG桩设计情况
(一)地质勘测情况:基底持力层为细粉砂⑤层(局部为粘质粉土、粉质粘土⑥层),其地基承载力标准值为220kpa。
(二)CFG桩设计要求:
1. 建筑物主楼最终沉降量≤80mm;
2. 建筑物最大倾斜≤总高度的0.8‰;
3. 不考虑地下室的抗浮问题。
4. 地基承载力需≥615 kpa。
(三)CFG桩设计参数:
桩数
988根
平均桩长
11.5m
平均桩径
420mm
混凝土 等 级
C20
单桩承载力标准值
750kN
桩间距
1.29×1.30m 1.39×1.36m 1.52×1.42m
褥垫层
150mm厚砂石褥垫层
(四)CFG桩复合地基承载力简要验算:
1. 复合地基范围的面积为:1795.08m2
2. 复合地基承载力为:
750×988/1795.08+220=632.79 kPa>615 kPa(设计要求地基承载力)
地基承载力符合设计要求。
三、施工工艺:
(一)施工准备:
1. 主要设备机具准备:
长螺旋钻机(45kW×2)
1台;
混凝土输送泵
1台
搅拌机
1台
坍落度测筒
1个
试块模具
2套
配电箱
1台
经纬仪
1台
水准仪
1台
2. 材料准备:
水泥:32.5#普通硅酸盐水泥;
碎石:粒径5-20mm;
砂子:细中砂,含泥量≤5%;
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3. 劳力准备:
施工总指挥
1人
技术负责
1人
质检员
1人
钻机操作
6人
钻机记录
2人
钻机指挥
2人
搅拌机操作
3人
上料
20人
4. 现场条件
⑴ 基槽开挖完毕,预留土层厚度(300mm),并办理好中间验收记录。
⑵ 总包单位对CFG桩施工单位做好测量交底。(包括基槽的高程、控制轴线网、等)
⑶ CFG桩施工单位测量人员对基槽槽地底标高进行复测,根据总包单位提供的控制轴线定出2个轴线控制点。
(二)施工方法:
工艺流程:
桩位放点→搅拌混凝土→长螺旋钻机就位、成孔→压灌素混凝土→边提升钻杆,边压灌素混凝土→成桩、桩体养护→检测→清桩间土及预留桩头→铺设砂石褥垫层。
1. 桩位放点:按照地基处理图设计的桩位、间距、数量,从已定好的2个轴线控制点引放定出每一个桩的桩位点,并撒白灰作好标识;经监理验线合格后进行下道工序。
2. 混凝土搅拌:根据设计好的配合比,(约水泥:砂:碎石:水:粉煤灰=1:2.12:3.48:0.82:0.28)加入碎石、砂、水泥、水搅拌约120S。保证混凝土的实测坍落度为180~220mm。;
3. 钻机就位及成孔:
将长螺旋钻就位,调整钻机水平并固定,专人检查将钻头锥尖对准桩位中心点;螺旋钻机就位后,司钻人员根据钻机架上的铅锤调节钻机垂直度,确保垂直度偏差≤H%。
全部调整到位后,开始钻孔,在钻机架上预先做好深度标记,利用深度标记进行成孔深度控制,并由电流表的数值判断是否进入卵石层。在施工过程中,采用双控标准控制孔深,既满足有效桩长≥11.5m,又保证桩端进入卵石层≥500mm,局部卵石层较薄的场地,控制进入卵石层≥300m。
在大面积施工前,首先进行试桩工作,共试验3根桩,由此取得成桩的必需参数(提升速度、混凝土灌注速度、灌注量等),确定出成桩的顺序为:对称、间隔、邻排斜向挑打,严禁从一端开始按顺序逐个施工。
1. 拔管、压灌素混凝土成桩:
长螺旋钻机钻至设计深度且等钻杆中孔灌满混凝土后,开始提升钻杆、压灌素混凝土。
一边泵送素混凝土(C20),一边拔管。设专人指挥协调钻机操作手和混凝土泵操作手保证泵送混凝土和提升钻杆的默契配合,以确保成桩质量。在正常情况下,钻机的提升速度≤2.5m/min,在含水砂层段内,适当放慢提钻速度,以防流砂造成塌孔、断桩现象。
提钻的速率与混合料的泵送速率相协调,保证钻杆孔内混凝土表面高度始终略高于钻杆底出料口。直至压灌到场地地面为止。
成桩后,采用振捣绑振捣一遍,振捣深度≥5m。
4. 混凝土输送量控制:桩顶与施工作业面平齐,桩顶浮浆厚度≤500mm。确保设计桩顶标高内无浮浆;
5. 检测:
CFG桩施工完,桩体强度达到设计值后,由检测单位进行选桩、检测。
⑴ 静载荷检测:
选桩:由资质齐全的检测单位现场任意选取5根桩做静载试验;
试验方法:采用慢速加载维持荷载法,确定单桩、桩间土及复合地基的承载力标准值。试验加载装置采用重压平台反力装置。但桩检测的最大荷载加至1320kN;桩间土最大荷载加至600 kpa.
单桩检测的具体步骤如下:试验荷载分十一级,每加一级荷载Q(110kN),在加载前后计压板沉降一次,以后每15min、15min、30min读记一次,稳定标准为每小时沉降≤0.1mm。
桩间土检测
采用公式法和拟合法计算复合地基承载力检测值和变形模量。
⑵ 桩身完整性动测:
选桩:由专业检测单位现场任意选取100根桩(10%)做桩身完整性检测。
检测方法:采用反射波法检测桩身混凝土的完整性,推断缺陷类型及位置。
根据检测结果,桩身完整性分为A、B、C、D四类标准。
本工程A类桩87根、B类桩13根,无C、D类桩。
7. 清理桩间土和桩头:
(1)检测合格后,人工清除预留的300mm厚土层;
(2)采用钢钎及风镐等工具凿除预留桩头至设计标高。
(3)凿桩头时,钢钎水平放置,禁止竖向劈凿桩头,以防破坏桩身质量。
(4)斜面(集水坑等坡面)按实际坡度剔除预留桩头。
(5)凿除桩头后,及时清运平整到位,保证场地平整度偏差≤±1.5mm。
8. 砂石褥垫层施工:
(1)四方验槽合格后,铺设150厚砂石褥垫层,砂石配比为砂子:碎石=1:2(体积比)。
(2)褥垫层铺设范围为:底板垫层外边缘外扩100mm。
(3)先虚铺配好的砂石料约170mm,用平板振捣器振实2~3遍,振实后厚度为150mm。
四、质量控制:
1. 材料试验:
水泥:以同一水泥厂、同品牌、同强度等级、同以出场编号,每≤200t为一验收批;