ＣＦＧ樁在市政道路工程中的技術應用

摘要：CFG樁作為一種新興的軟基處理技術，近幾年在我省的公路、市政建設工程中已經越來越多的被認同。隨著這項技術的推廣，在市政工程領域，也得到了廣泛的應用。本人結合自身的工程實踐經驗，借該種樁體在市政道路工程中的應用情況進行深入闡述，并借此機會對該種樁體的一些工藝要求及注意事項進行介紹，以供同行兄弟參考借鑒。

關鍵詞：CFG樁；市政工程；工藝技術

1概述

CFG樁它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁，和樁間士、褥墊層一起形成復合地基。CFG樁復合地基通過褥墊層與基礎連接，無論樁端落在一般土層還是堅硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應力比樁間士表面應力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應減少了樁間土承擔的荷載。這樣，由于樁的作用使復合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價。

CFG樁的特點和適用性與一般碎石樁相比，碎石樁系散體粒料樁，樁本身沒有粘結強度，主要靠周圍土的約束形成樁體強度，并和樁間土組成復合地基共同承擔上部填筑土石重量的垂直荷載。土越軟對樁的約束作用越差，樁體強度也越小，樁傳遞垂直荷載的年齡也就越差。

CFG樁具有一定粘結強度的樁，在外荷載作用下，樁身不會象碎石樁那樣出現(xiàn)鼓脹破壞，并可全樁長發(fā)揮側摩阻力作用，樁落在好的土層上具有明顯的端承力，樁承受的荷載通過樁周的摩阻力和樁端阻力傳到深層地基中，其復合地基的承載力可以大幅度提高。剛性樁與散體材料樁不同，剛性樁可以全樁長發(fā)揮樁的側摩阻力，樁端落在好的土層上也可以較好的發(fā)揮樁端的端阻作用。若將碎石樁加以改進，使其具有剛性樁的某些性狀，則樁的作用大大增強，復合地基承載力會大大增加。這樣在碎石樁中摻加適量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一種粘結強度較高的樁（即CFG樁），該樁的剛度遠遠大于碎石樁的剛度，但和剛性樁相比剛度相差較大，該樁只是一種具有高粘結強度的柔性樁。CFG樁、樁間土和褥墊層一起構成柔性樁復合地基。

CFG樁適用于處理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥質土地基；既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土。當CFG樁用于擠密效果好的土時，承載力的提高既有擠密作用，又有置換作用；當CFG樁用于擠密效果差的土時，承載力的提高只與置換作用有關。CFG樁和其它復合地基的樁型相比，它的置換作用很突出，這是CFG樁的重要特征。當天然地基土是具有良好擠密效果的砂土、粉土時，成樁過程中的振動可使地基土大大擠密（振密），有時地基承載力可以提高2倍以上；對塑性指數(shù)高的飽和軟粘土，成樁時土的擠密作用微乎其微，幾乎等于0，承載力的提高唯一取決于樁的置換作用。由于樁間土承載力小，土的荷載分擔比小，會嚴重影響加固效果，所以對于強度很低的飽和軟粘土，須慎重對待，現(xiàn)場做試樁試驗，來確定CFG樁的適用性。

2 質量控制措施

2.1 CFG配合比設計

CFG樁混合料是由水泥、粉煤灰、石屑、碎石和水組成的，其配合比在設計圖紙中往往有一個推薦配合比可供參考。由于這種樁體的特殊性，其坍落度一般控制在3-5cm，采用普通硅酸鹽425#水泥，碎石粒徑為2~4cm，材料質量應符合規(guī)范要求。

2.2 施工前準備工作

施工軸線測量放樣，并就近設水準點，以便作沉降觀測。

在正式開工前進行試樁，以核對地質條件是否準確，檢驗設備是否運轉正常，工藝選擇是否合適，與設計數(shù)據(jù)對比是否有差異，以便作相應調整。試樁時注意觀察記錄沉管下沉速度、突然變化的深度，因為此時沉管可能剛穿過淤泥層。記錄好該深度后在繼續(xù)振動下沉管0.5m，量取沉管深度，以便于計算樁體材料用量。試驗樁應設置5根，對其中的3根進行標準貫入試驗，并對其中的兩根進行荷載試驗。

2.3 施工工藝

在市政工程的圓管涵、蓋板涵和箱涵等結構物的軟基處理中，最近幾年大部分都是采用CFG樁結合袋裝砂井的方式來綜合進行處理的，正常情況下，CFG樁徑為40cm ，按四方形布置，中間設置直徑為Φ7cm的袋裝砂井以增加排水通道。

涵洞底CFG樁沿路線縱向涵洞范圍內間距為1.6m，每側設10m左右的過渡段，過渡段內CFG間距從1.6m過渡至2.0m，CFG樁沿路線橫向的間距為1.6m。施工時，在地面上鋪設一定厚度的砂墊層后才可以進行CFG樁施工。CFG樁施工次序為橫向由路中心往兩側施工，縱向由涵洞中心向兩側施工，且必須采用隔樁跳打的方法，以降低對相鄰成樁樁體的完整性造成一定程度的破壞。按照經驗，CFG樁樁體材料的推薦重量比為水泥:石屑:碎石=1:1.53:3.529:8.855，施工時應進行加水量試驗，坍落度按3~5cm控制。CFG樁成樁28天后方可進行抽芯檢測，28天齡期的抗壓強度必須大于10Mpa。

CFG樁的成樁方式，大致有兩種，一種是對樁間土產生擾動或擠密作用的施工工藝，如振動沉管打樁機成孔制樁，稱為擠土成樁；另一種則是對樁間土不產生擾動或擠密的施工工藝，如長螺旋鉆孔灌注成樁，稱為非擠土成樁。目前工地上采用較多的是第一種成樁方式-擠土成樁。

CFG樁的施工工藝控制流程一般為：

2.4施工過程注意事項

沉管。樁機就位須水平、穩(wěn)固，調整沉管使其與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。

啟動電動機，開始沉管，在沉管過程中應注意保證樁機穩(wěn)定，嚴禁傾斜和錯位。沉管過程中應做好記錄，激振電流每沉1m記錄一次，對土層變化處在記錄表中特別加以說明。

配料投料。按設計并經現(xiàn)場試配檢驗合格的配合比拌制樁體材料，在沉管過程中既可用料斗進行空中投料，待沉管到設計標高后須盡快投料，直到管內混合料面與鋼管投料口平齊。在飽和含水量砂層中施工，為防止樁管內進水造成混合料離析，樁管未入土前先向鋼管內灌1.0~1.5m3的混合料。

投料的多少關系到樁身質量的好壞，如上料不夠，須在拔管過程中空中投補料，以保證樁身完整及成樁樁頂標高滿足設計要求。

混合料的攪拌須均勻，攪拌時間不得少于1分鐘。

拔管。當混合料加至鋼管投料口平齊后，開動電動機，沉管原地留振10秒左右，然后邊振邊拔管。

拔管速度按均勻線速控制，一般控制在0.8m/s，當沉管拔至離地表2m時，再減慢一半，且留振10秒。

褥墊鋪設。CFG樁施工前鋪設20cm厚的砂墊層，待袋裝砂井和CFG樁施工后再鋪設10cm砂墊層，然后在其上鋪土工格柵。

結束語

綜上所述，CFC樁作為軟基處理的一種新興技術，憑借著低成本，易施工，處理效果好等特點，已經在后期市政工程的應用中得到了工程建設者的一致認可，其工藝技術也隨著應用范圍的不斷推廣而得到進一步的完善加強。CFG樁成樁質量的好與壞，與其它常規(guī)類型的樁體一樣，都必須從原材料、工藝控制上進行嚴格控制，特別是做好對施工配合比的控制，才能確保樁體成樁的最終質量，收到軟基處理的預期效果。

參考文獻

[1]天津市公路工程設計研究院.水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）設計與應用