
cfg樁鉆機復合地基技術的工作機理與特點同振動沉管灌注成樁法<一>、鉆桿鉆頭復合地基技術的工作機理與特點
鉆桿鉆頭的工作機理是足夠剛度的基礎、鉆桿鉆頭、樁間土、褥墊層共同作用,構成復合地基,共同承擔荷載。而共同承擔荷載是通過設置一定厚度的褥墊層來實現的,這也是鉆桿鉆頭復合地基技術的核心。外部荷載作用下,鉆桿鉆頭樁體承擔大部分荷載,樁周摩阻力發揮充分,伴隨著荷載作用的時間增長和樁側阻力的發揮,樁端阻力逐漸增強。同時樁頂褥墊層發揮調節作用,將樁身所承擔的部分荷載轉移至樁間土來承擔,進而使樁間土與樁身進入共同工作狀態,逐漸形成復合地基,共同承擔荷載與變形。
和其他類型的地基處理技術相比,鉆桿鉆頭具有的工程特性。
采用鉆桿鉆頭處理地基,可適用于不同的基礎形式和不同土體的性質,并且鉆桿鉆頭樁長可根據工程要求設定,變化范圍可從幾米到20多米,調整空間相當的大,并且在全樁長度范圍內發揮樁側阻力,樁所承擔的荷載可占到總體荷載的40%~75%左右,使復合地基的承載力得到很大幅度的提高。
另一方面,大量的工程實踐表明,采用鉆桿鉆頭處理軟土地基,建筑物的沉降量一般可控制在20mm一50mm,而路基設計規范對普通路基工后沉降量的要求是小于30cm,可見此項技術在路用上的應用是非常的優良。
再者,鉆桿鉆頭處理軟土地基如若遇到飽和的粉土和砂土時,由于樁機沉管、拔管的振動,使得土體內產生了超孔隙水壓力。
在超孔隙水壓力作用下,透水性不好土層中的孔隙水順著剛施工完鉆桿鉆頭體排出,這樣對樁間土的密實起到很大的幫助;在利用振動沉管機在高靈敏度的土體中施工時,由于振動沉管施工對周圍土體產生擾動,會使得土體結構破壞、喪失或降低土體強度。
但隨著施工結束,成樁后,樁間土承載力有所增長,結構強度也將逐漸恢復。
此外,鉆桿鉆頭樁體組成材料在拌和的過程中,摻入適量的粉煤灰,作為活性混合料,可改變混凝土的工作性和耐久性。
<二>、CFG長螺旋鉆機振動沉管灌注成樁法
利用振動沉管機配上適當的配重,結合頂部電動振動錘作用,將預制樁帽及鋼管插入待處理地基下,通過擠壓管周原狀土體形成鉆孔,再灌入混合料成樁,提高天然地基承載力的一種通過沉管灌注、振密混合料成樁的施工工藝。適用于粉土、砂性土、粘性土、素填土、淤泥質土、松散砂層,該CFG螺旋鉆機工藝設備簡單、適用性強、費用較低,但是該工藝振動噪聲污染嚴重,臨近樁施工時容易擠壓已打樁體造成相鄰樁縮徑或斷樁。
振動沉管灌注成樁施工工藝流程及質量控制要點。
平整場地、測量、放樣并復測、樁機就位、拌制混合料、振動沉管、輸送混合料、振動拔管、移機。
(1)平整場地:先對場地進行清表工作,若地基較差,可適當換填砂包土便于打樁設備進場。
(2)測量、放樣并復測:根據施工圖設計文件中的樁位圖采用全站儀測量放樣,由監理工程師共同復核樁位及水準點后方可施工,根據規范要求樁位偏差應小于或等于lo}。打樁順序可以根據地質狀況和樁間距離選擇連續施打或間隔跳打兩種方案。
(3)樁機就位:根據施工圖涉及文件的設計樁長和沉管入土確定振動沉管機的機架高度及沉管長度,現場將樁機組裝就位,加上配重、鋪設枕木等確保機座平穩,并調整振動沉管的垂直度,垂直度偏差應控制在1%以內;對滿堂布樁基礎,樁位偏差不應大于0.4d樁徑;對條形基礎,樁位偏差不應大于0.25d樁徑。
(4)拌制混合料:根據設計配比配制混合料,混合料應充分攪拌須均勻,振動沉管灌注成樁法施工的坍落度宜控制在30~50mm,攪拌時間應大于2min。
(5)振動沉管:將預制好的樁頭放在樁位上,啟動設備將沉管對準樁頭開始振動沉管,沉管過程中要保持樁機的穩定,實時觀測沉管,嚴禁傾斜、錯位。
(6)輸送混合料:待沉管下沉至設定標高后停機,將場邊攪拌機攪拌好的混合料通過料斗輸送至振動管頂的進料口內,直到混合料面與進料口齊平。
(7)振動拔管:機械啟動后,留振5~10s開始緩慢拔管,拔管速度應按均勻線性的速度控制,速度范圍保持在1.2~1.5m/min,根據地質狀況,如遇淤泥土或淤泥質土,拔管速度可適量放緩。在拔管過程中,現場工人可通過敲打鋼管確定管內混合料高度,并適當補充灌入混合料。
(8)移機:沉管拔出地面后,現場確認成樁樁頂標高是否達到設計高程后,做上標記封土養護,然后移機進行下一根樁的施工。
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