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1、CFG樁加固軟土地基處理方案CFG(C-Cement,F(xiàn)-Flyash,G-Gravel)樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱,是一種新型樁體(樁徑為350~600mm),樁身的材料是在素混凝土樁的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,主要是碎石、石屑(砂)、粉煤灰、摻適量水泥和水,樁體強度等級為C15~C20。與樁基相比,由于CFG樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力,工程造價一般為樁基的1/3~1/2,具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制等特點。1.設(shè)備選型CFG樁施工工藝歸納起來主要有以下兩種方法,即振動沉管打樁機施工和長
2、螺旋鉆管內(nèi)泵壓施工。振動沉管打樁機施工主要機具為振動沉管機、攪拌機,具有施工操作簡便、施工費用較低及對樁間土的擠密效應(yīng)顯著等優(yōu)點,缺點為振動及噪音污染嚴(yán)重,難以穿透硬土層,施工時混合料的運輸一般為翻斗車或人工運輸,效率相對較低,新打樁對已打樁產(chǎn)生不良影響(如擠斷已打樁)。長螺旋鉆管內(nèi)泵壓施工機械是由長螺旋鉆機、混凝土泵和強制式混凝土攪拌機組成,具有低噪音、無泥漿污染、是城區(qū)和居民區(qū)的首選工藝,穿透能力強、施工效率高等優(yōu)點;缺點為施工費用較高,施工操作復(fù)雜??紤]客運專線施工基本不受噪音、排泥漿限制和采用泵送混凝土施工條件難以具備
3、等因素,在非塑性指數(shù)較高的飽和軟粘土和淤泥質(zhì)土地段可選振動沉管打樁機施工。國產(chǎn)振動沉管機多采用浙江瑞安建筑機械廠和蘭州建筑通用機械總廠生產(chǎn)的設(shè)備,其產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)如表1所示。長螺旋鉆孔鉆機的結(jié)構(gòu)形式與工作原理如圖1所示。1表1浙江瑞安建筑機械廠DZKS、DZL系列振動錘主要技術(shù)參數(shù)項目DZ45KSDZ60KSDZJ37DZJ60電動機功率/KW2002700~2780~500偏心軸轉(zhuǎn)速(/r/min)11001100920900激振力/KN2713600~2520~453允許拔樁力/KN130200120200允許加壓力/K
4、N10012090100重量/kg3684451236605100外形尺寸/mm1900×1240×17452054×1250×18501466×1149×19361500×1250×2100排氣閥彎頭動力裝置內(nèi)腔管攪拌機高強柔性管溜槽鉆桿卷揚系統(tǒng)混凝土泵鉆頭剛性管圖1長螺旋鉆孔鉆機的結(jié)構(gòu)形式與工作原理圖單機作業(yè)單元機具配備如表2所示。表2單機作業(yè)單元機具設(shè)備配備表序號機具設(shè)備名稱單位數(shù)量備注1振動沉管(或長螺旋鉆孔)樁機臺12滾筒式混凝土攪拌機臺13機動翻斗車輛24鏟車輛15電焊機臺12.適用范圍及條件振動沉管水泥粉煤灰碎石
5、樁施工工藝屬于非排水成樁工藝,主要適用于松散的砂土、粉土、素填土和雜填土等多種軟土地基提高承載力加固處理,尤其2適用于松散的粉土、粉細(xì)砂的加固。它具有施工操作簡便、施工費用較低、對樁間土的擠密效應(yīng)顯著等優(yōu)點。目前主要應(yīng)用于擠密效果好的土和可液化土的地基加固工程,空曠地區(qū)或施工場地周圍沒有管線以及不存在擾民的地基處理工程。長螺旋鉆孔灌注成樁適用于地下水位上的黏性土、粉土、素填土、中等密實以上砂土,屬非擠土成樁工藝,該工藝具有穿透能力強、無振動、低噪音、無泥漿污染等特點,但要求樁長范圍內(nèi)無地下水,以保證成孔時不塌孔。3.工藝原理C
6、FG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱,其結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁,樁身強度等級多在圖2CFG樁加固軟土路基結(jié)構(gòu)示意圖C15~C20之間,可全樁長發(fā)揮側(cè)向摩阻力,樁端落在好的土層時可很好地發(fā)揮端部阻力,與樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。在復(fù)合地基增強體(樁體)系列中,它的置換作用最強。CFG樁、樁間土、褥墊層。三者一起形成復(fù)合地基。當(dāng)基礎(chǔ)承受垂直荷載時,樁和樁間土都要發(fā)生變形。樁的模量遠(yuǎn)比土的模量大,樁比土的變形小,由于基礎(chǔ)下面設(shè)置了一定厚度的褥墊層,樁可以向上刺入,伴隨這一過程
7、墊層3材料不斷補充到樁間土上。以保證在任意荷載作用下樁和樁間土始終共同參與受力,減小基礎(chǔ)底面積的應(yīng)力集中,調(diào)整樁、土的應(yīng)力比,隨著褥墊層厚度的增大,復(fù)合地基樁、土應(yīng)力比變小,直至接近于1。當(dāng)褥墊層厚度達(dá)到一定程度時,地基反力即為天然良好地基反力。CFG樁復(fù)合地基于普通樁基的比較如圖3所示。圖3CFG樁復(fù)合地基與普通樁基對照圖4.施工方法4.1施工準(zhǔn)備1.核查地質(zhì)資料,結(jié)合設(shè)計參數(shù),選擇合適的施工機械和施工方法。2.施工場地準(zhǔn)備。要求三通一平,即施工便道通、水通、電通及施工場地平整;挖掘機、推土機和自卸汽車配合挖除地表0.3m厚
8、的種植土,清除樹根、草根及蘆葦根,如果挖除0.3m后仍不能完全清除雜物,則應(yīng)繼續(xù)挖除,直至清除干凈為止;在路堤兩側(cè)坡腳1m以外挖兩條縱向排水溝降低地表水。3.按路基中線控制,進(jìn)行樁孔施工放樣測量?,F(xiàn)場測量復(fù)核施工加固范圍,對設(shè)計與現(xiàn)場實際情況不符的(所加固范圍地質(zhì)及地基基本承