CFG桩加固施工方法与流程

本发明属于cfg桩加固领域，特别涉及一种cfg桩加固施工方法，通过提高cfg桩桩身承载力、改善cfg桩承载性状，提高cfg单桩及其复合地基承载力。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、cfg桩复合地基因其施工工艺便捷，地基变形小，造价便宜，得到快速的发展和应用。

3、但施工过程中，不可避免地存在部分cfg桩复合地基无法达到设计要求的情况，特别是，对于桩身承载力不足，导致的单桩复合地基承载力不达设计要求的情况。

4、专利cn113431035a公开了一种cfg桩反插钢管装置及其施工方法，其主要目的是解决cfg桩开挖土方时上部桩身因为没有配筋，容易发桩身断裂的问题，提供一种施工方法通过施工时在桩身上部增加钢管提高桩身抗剪切承载力，从而减少因挖土碰撞产生断桩。根据施工经验，挖土方引起的断桩一般发生在桩顶以下2m左右，故解决该问题施工插入的钢管很短，只限于桩身上部较浅的深度范围，cfg桩的承载性状不发生改变，上述设计不以提高cfg桩的承载力为目的，主要以提高cfg桩身上部完整性为目的，不能显著提高cfg桩的承载力。

5、专利cn112832233a公开了一种改良cfg桩施工方法，其设计目的和专利202011633164.x的目一样，实质都是在cfg桩上部较浅部位设置短钢管(长度不大于4m)，都是在混凝土初凝前进行的，上述设计主要提高桩身上部的抗剪性能，防止断桩，由于钢管设置短，cfg桩的承载性状没有改变，桩身承载力不能显著提高。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种cfg桩加固施工方法，以有效地提高cfg桩及其复合地基的承载力。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种cfg桩加固施工方法，包括：

4、根据cfg混凝土取芯检测桩身混凝土强度，确定cfg桩身承载力补偿值，载荷补偿值计算方法见“1载荷补偿值设计”；

5、通过cfg桩内钻孔并植入钢管，提高cfg桩桩身承载力。植入钢管长度和壁厚由计算确定(计算方法见“2钢管设计”)，植入钢管的长度大于原cfg桩长的2/3；钢管底部开孔或开槽，以保持内外浆液面联通；

6、在植入钢管上部，沿钢管外壁自顶向下至1.8～2m深度，对称布置多根螺纹钢筋增加cfg桩中钢管与灌浆材料间的锚固力，使桩顶cfg桩混凝土与钢管工作时的变形协调得到加强。钢筋和钢管之间每间隔35d(d为钢筋直径)锚固长度，采用焊接连接(焊接具体要求见图2)；

7、所述植入钢管每间隔1.5m设置定位器，定位器设置采用延钢管圆周外侧对称布置焊接多个直径18mm～20mm、长度为5cm～10cm短钢筋。钢筋采用螺纹钢，兼增加钢管与注浆材料界面锚固力，使cfg桩身混凝土和钢管工作时的变形协调能力加强。(钢管定位器布置祥见图2)

8、对待加固的cfg桩进行定位放线，然后钻孔。桩孔直径大于植入钢管的设计外直径约40mm，一般采用130～150mm。钻孔设计深度由计算确定，不小于原cfg桩长的2/3倍。

9、将植入钢管通入到孔底，同时，使植入钢管顶面高度与原桩顶面高度齐平。

10、钻孔内注浆采用水泥浆，水灰比为0.40～0.50，水泥浆结石28d抗压强度等级不小于30mpa，养护，即得。

11、本发明的目的是解决在cfg桩在桩周土抗力较高，而由于设计或施工等原因桩身承载力不满足，通过植入钢管大幅度提高桩身承载力，从而使桩周土对cfg桩的承载力得到充分发挥，大幅提高桩身承载力，显著改善cfg桩的承载性状。

12、本发明的cfg复合微型钢管桩施工技术主要用于既有cfg基桩的加固，当原有复合地基承载力不能满足设计要求，如果采用补桩方案，原有桩间距小于补桩最小间距要求，不具备补桩条件；或补桩大型桩基施工机械进场施工，需要的现场施工场地条件不满足，且补桩施工过程对既有cfg基桩容易压断或碰断，容易扰动已开挖地基土，降低地基土的承载力等不适合补桩。补桩费用巨大，施工周期长。

13、本发明的有益效果

14、(1)本发明的“cfg复合微型钢管桩施工技术”采用在cfg桩顶钻孔植入钢管并注高强水泥浆(或水泥砂浆)的施工工艺具有以下优势：施工机具很小，采用小型地质勘察钻机、就可以进场施工，施工过程对周围场地地基土层扰动小。施工速度快，一台钻机每天可钻孔70m延米，完成加固桩10根左右。现场可以采用多部钻机同时施工，施工周期比普通补桩法节约工期一半以上。根据发明人现有工程cfg复合微型钢管桩施工技术推广施工经验，采用本发明的cfg桩加固方案，与传统的补桩方案比较，cfg桩地基加固处理的工程造价可以节约40％以上。

15、(2)cfg复合微型钢管桩是本发明提出的一种新桩型，其设计时的受力条件与现有技术根本不同：例如：专利cn113431035a、cn112832233a以水平抗剪为主，cfg基桩桩身竖向受压承载力仍然完全由cfg桩混凝土强度决定；本发明设计的受力条件以竖向受压为主，钢管的壁厚要经过补偿承载力计算确定，钢管设置长度大于等于三分之二桩长，也可通长布置。考虑钢管和周围cfg桩接触界面存在较大的竖向剪应力，为增加抗压时的粘结力，提高钢管与浆体接触竖向抗剪承载力，本发明采用在钢管外壁上焊螺纹钢的置措。

16、(3)对采用本发明推广施工的cfg桩，通过已进行的地基静载荷试验证明，在cfg桩中植入三分之二桩长钢管，相同荷载作用下的就能减少基桩和复合地基沉降量50％以上，使地基承载力得到大幅提高的同时显著降低地基变形量。cfg桩植入钢管后抗剪切荷载和水平地震作用的能力大大加强，采用该方案施工加固后的cfg桩在不改变原来的基础及上部结构设计的情况下，使建筑地基的抗震性能得到大幅提升。

17、cfg桩植入钢管加固后仍然主要用于复合地基，但也可作为桩基来应用。按桩基设计时，可在钢管中的焊接钢筋锚入承台，与承台整体连接。为了避免桩顶处芯桩与cfg混凝土的工作不协调，可在桩顶不小于2d(d为cfg桩径)且不小于2m的深度范围布置螺纹钢筋增加钢管和灌浆材料界面锚固力。通过加强钢管和灌浆材料间锚固作用，可避免加固桩作桩基使用时，在芯桩桩顶出现过大的应力集中；或加固桩桩顶以上设置褥垫层作复合地基增强体使用时，桩顶处芯桩分担荷载过小cfg桩混凝土分担荷载过大。cfg复合微型钢管桩的加固施工技术对于cfg基桩加固具有很大设计适用性，具有很广阔的应用前景，必将带来巨大的社会效益。

18、(4)本发明施工方法简单、实用性强，易于推广。

技术特征：

1.一种cfg桩加固施工方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述cfg桩加固施工方法，其特征在于，所述植入钢管为q345无缝钢管，直径为89～92mm，壁厚不小于7.38mm，轴向受压承载力设计值不小于650kn；钢管的设计长度为7.5～8m，钢管长度允许偏差为±100mm。

3.如权利要求1所述cfg桩加固施工方法，其特征在于，植入钢管上部焊螺纹钢加强，钢筋强度级别不小于hrb335，直径16～18mm，单根长度不小于1.8m，每根钢管焊4～8根螺纹钢筋。

4.如权利要求1所述cfg桩加固施工方法，其特征在于，钻孔桩位放线的水平位置允许偏差值为10～12mm。

5.如权利要求1所述cfg桩加固施工方法，其特征在于，钻孔垂直度允许偏差值为1％～1.2％。

6.如权利要求1所述cfg桩加固施工方法，其特征在于，钢管顶面高度与原桩顶面高度齐平，高度允许偏差为±10mm。

7.如权利要求1所述cfg桩加固施工方法，其特征在于，钢筋和钢管之间连接采用焊接，每间隔45～50cm，双面焊不小于8cm，或，单面焊不小于16cm，采用单面焊时，焊点左右对称分布。

8.如权利要求1所述cfg桩加固施工方法，其特征在于，开始注浆时注浆管应该从孔底开始，导管距离孔底不得大于20mm；

9.如权利要求1所述cfg桩加固施工方法，其特征在于，控制超灌注浆量，同时满足下列条件时方可停止注浆：

10.如权利要求1所述cfg桩加固施工方法，其特征在于，养护的具体措施包括：

技术总结
本发明属于CFG桩加固领域，提供了一种CFG桩加固施工方法，包括：将植入钢管底部开孔或开槽，保持内外浆液面联通；在植入钢管上部，沿钢管外壁自顶向下至1.8～2m深度，对称布置多根螺纹钢筋补强；钢筋和钢管之间采用焊接连接；所述植入钢管每间隔1.8～2m设置定位器，定对称布置多个；对待加固的CFG桩进行定位放线，然后钻孔；将植入钢管通入到孔底，同时，使植入钢管顶面高度与原桩顶面高度齐平；钻孔内注浆采用水泥浆，水灰比为0.40～0.50，水泥浆结石28d抗压强度等级不小于30Mpa，养护，即得。本发明有效地解决了CFG桩桩身承载力不足的问题，对加固后CFG桩进行3组单桩静载荷试验、4组单桩复合地基试验，及桩身完整性检测，都能满足国家现行标准及设计检测要求。

技术研发人员：王术江,付军,宋立玺,杨朋
受保护的技术使用者：山东省建筑科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13