軟土路基中CFG樁的應(yīng)用

林韶洪（廈門銘鑫榮交通工程有限公司）

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軟土路基中CFG樁的應(yīng)用

林韶洪
（廈門銘鑫榮交通工程有限公司）

【摘要】在軟土路基中應(yīng)用CFG樁，能夠較好地提高軟土的承載力，減小路基的變形。CFG樁由于其較易施工的特點，以及較好的經(jīng)濟效果，近年來在高層建筑以及市政道路的施工中得到了廣泛的應(yīng)用。本文從軟土路基的基本特征出發(fā)，結(jié)合CFG樁的主要特點，闡明了CFG樁在軟土路基中應(yīng)用的優(yōu)勢，同時提出了軟土路基中CFG樁的施工要點，從而為各市政道路施工單位提供一定的借鑒。

【關(guān)鍵詞】軟土路基；CFG樁；加固；施工

1　引言

我國由于幅員遼闊，地質(zhì)情況十分復(fù)雜，在沿海地帶，長江中下游，華南地區(qū)，存在著大量的軟土層。因此，在建筑、市政道路等施工過程中經(jīng)常會遇到基礎(chǔ)較為軟弱的情況。此時就需要各種處理方法來對軟土進行改良加固，提升軟土層的荷載，從而保證上部的建筑和公路能夠更好地受到承載。CFG樁——水泥粉煤灰碎石樁，是近年發(fā)展起來的一項較為經(jīng)濟且加固效果很好的樁。它是一種低強度混凝土樁，可充分利用樁結(jié)合樁間土承載力的共同作用，并可傳遞荷載到深層路基中去，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果。對軟土路基中CFG樁的運用方法和要點進行分析，能夠更好地保證公路工程的順利施工，加強工程質(zhì)量并降低造價。

2　軟土路基的基本特性

市政道路施工中可能會遇到各種不同的土質(zhì)，而土質(zhì)的不同類別往往影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。尤其是軟土地基，對于鐵路的影響更顯著，需要采取加固措施對土體進行改善。軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學性能相差較大，因此上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差，需要采取一定的措施對其進行加固。

3　CFG樁的主要特點

CFG樁的主要原材料是粉煤灰、水泥和碎石等，是在碎石樁體上添加水泥為主的膠結(jié)材料，添加粉煤灰增加混合料的和易性，同時添加適量石屑以改善級配，使樁體獲得膠結(jié)強度，并通過螺旋鉆孔灌注或振動沉管灌注而形成。開始主要運用于建筑工程，隨后不斷發(fā)展應(yīng)用到公路市政等工程中。CFG樁的主要用途就是用來改善軟土路基的承載性能。由于CFG樁與傳統(tǒng)的碎石樁相比，本身具有一定固結(jié)強度，不需要依靠土體的約束來形成樁體強度，在面積置換率更小的情況下，能夠更大改善軟土路基的承載性能，提高路基的承載能力和穩(wěn)定性，同時降低其壓縮性。由于CFG樁的加固效果好，且施工較為簡便，質(zhì)量容易控制，且經(jīng)濟上較為節(jié)約，因此采用CFG樁進行軟土路基的加固應(yīng)用已經(jīng)逐漸得到了推廣，具體而言CFG樁主要包含了如下的特點。

3.1應(yīng)用范圍廣

由于CFG樁的施工較為簡單，且加固效果好，能夠適用于粘性土、砂土、粉土以及淤泥質(zhì)土等多種不同軟土地基的加固。不論是房屋建筑的條形基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)，還是筏形基礎(chǔ)，還是道路，鐵路施工中的各種軟土路基，CFG樁都能夠得到很好的應(yīng)用。同時，與樁基相比，由于CFG樁的材料簡單，可摻入工業(yè)廢料粉煤灰，且不需要計算配筋并能發(fā)揮樁間土的承載能力，造價一般為樁基的1/3-1/2，經(jīng)濟效益和社會效益明顯。因此，CFG樁的總體應(yīng)用范圍十分廣泛，在高層建筑中以及軟土路基中都有著較好的應(yīng)用價值。

3.2承載力好

CFG樁有較好的承載力，樁徑一般為350～600mm，樁長一般為10～20m。CFG樁與基礎(chǔ)的連接的部分是褥墊層，褥墊層在保證樁土共同承擔荷載方面起了很重要的作用，有了褥墊層，能夠保證不論下層土體是什么土質(zhì)，都能夠使得樁間土始終參加受力。由于樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔的荷載，因此CFG樁的承載力較好。同時根據(jù)土質(zhì)的不同，對CFG樁的樁長進行調(diào)整，能夠更好地均勻保證樁之間的受力配合，充分利用不同土層的端承力，從而進一步提高CFG樁的承載能力。

3.3有效控制沉降

對于軟土路基，有效控制沉降，是軟土路基施工中最重要的一項技術(shù)指標?？刂瞥两凳荂FG樁復(fù)合地基的一個較大的功效，由于CFG樁的作用特性。首先，CFG樁具有一定剛度，能夠?qū)俄敵惺艿暮奢d通過樁周摩擦阻力和樁端阻力傳到深層地基中。其次，在設(shè)置了褥墊層之后，調(diào)整了樁土荷載分擔比，保證樁土共同承擔荷載，保證樁間土始終參與工作，更好地將力進行傳導(dǎo)，減小沉降的發(fā)生。第三，施工完畢最初CFG樁，在上層有相對隔水層時，由于其本身材料特性，決定它是個良好的排水通道，空隙水將沿樁體排出，直至樁體固結(jié)，起到排水固結(jié)的作用，增加樁間土的密實度。第四，CFG樁在施工過程中，振動和擠壓使得樁間土得到擠密，特別在沙層更為顯著，使得土壤相對密度增加，孔隙率降低，干密度和內(nèi)摩擦角增大，改善土的物理性能，提高土體承載力，從而有效控制沉降。按照大量工程實踐來看，通過勘察確定樁土承載，確定CFG樁徑樁長，以及樁網(wǎng)的合理布置，對路基的沉降控制，有明顯的效果。

4　軟土路基中CFG樁的施工要點

4.1施工準備工作

進行軟土路基的CFG樁施工，首先要做好現(xiàn)場的施工準備工作。第一就是對現(xiàn)場進行清潔整理。對現(xiàn)場的各類雜物進行清掃，去除土地表面的雜草等，并進行場地的平整，保證后期的施工順利，安排好現(xiàn)場的排水工作。同時，操作人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙的要求對各個樁點的位置進行放線和確認，并做好標記，方便后期的施工，同時要確認地質(zhì)資料的正確性。現(xiàn)場人員也要做好后期沉降監(jiān)測的準備，按照設(shè)計圖紙的要求對沉降觀測的網(wǎng)點進行設(shè)置，埋設(shè)相應(yīng)樁橛。然后開始對整個土地的沉降進行第一次觀測，并在后期施工過程中根據(jù)要求進行持續(xù)的觀測。最后，要對現(xiàn)場的地質(zhì)情況進行復(fù)測，同時對CFG樁的原材料等進行檢查。確定施工的工藝、工序，人員、材料、機械的安排到位，該交底的工作完成交底。同時保證原材料的質(zhì)量，確定混合料配合比、坍落度、成孔時間、攪拌時間、拔管速度等各工藝參數(shù)。

4.2鉆機就位

CFG樁的鉆機一般采用長螺旋鉆機，就位應(yīng)該按照預(yù)先標定好的定位點來進行，同時由于CFG樁的施工順序施工中心向周圍進行，并采用跳樁法進行施工，從而避免施工過程中對于土體的影響不均勻，而造成隆起等現(xiàn)象。將鉆機放至指定位置后，要對其進行校正。利用樁機塔身前后和左右垂直標桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對準樁中心。要保證鉆桿的垂直度偏差不應(yīng)大于1%，樁位偏差不大于5cm。設(shè)計要求保護樁長大于50cm，樁徑不小于設(shè)計值。鉆機鉆到設(shè)計標高的位置就停止鉆進，等待泵料的加入。

4.3CFG樁的配置

要進行CFG樁的灌注，首先要對其混合料進入配置。在進行配置時，必須嚴格按照設(shè)計以及實驗室的要求配合比來混合。在進行灌注前，要對混合料的質(zhì)量進行再次的檢查，保證原材料符合要求。在進行混合料的配置時，混合料的上料順序為先裝碎石，再加水泥、粉煤灰、泵送劑，最后加砂，使水泥、粉煤灰在砂石之間，不易飛揚粘附在筒壁上，也易于攪拌均勻，混合料塌落度控制在16～20cm。同時應(yīng)取試件來做同條件強度試驗，從而保證后期施工過程中CFG樁的強度能夠達到設(shè)計要求。在將拌合料運送到施工現(xiàn)場的過程中，應(yīng)一直進行攪拌，根據(jù)需要成樁的數(shù)量來進行拌合物的運輸，送到現(xiàn)場后就開始進行CFG樁的灌制工作。

4.4灌注成樁

在進行CFG樁體的灌注成樁時，一旦拌合料進行現(xiàn)場，就應(yīng)立即安排進行灌注，最多不可超過2個小時。在使用之前，應(yīng)該再次對材料的塌落度進行檢驗，保證其符合施工的要求。在進行灌注時，需要均勻的拔管。在進行樁體的灌注時，應(yīng)時刻控制樁體的灌注質(zhì)量，保證其均勻性。根據(jù)泵入的混合料的的多少，來控制提鉆的速度。灌注輪至樁頂時，應(yīng)適當超過樁頂設(shè)計標高不小于50cm，從而更好地防止后期的沉降等問題的發(fā)生。壓灌輪時一次提鉆高度小于25cm，混凝土埋鉆高度大于1.0m。同時施工的現(xiàn)場應(yīng)該有專人對于施工的過程進行監(jiān)督和指揮，嚴格觀察灌注的質(zhì)量，同時加強施工中意外情況的防治。當鉆桿拔出地面，確認成樁符合設(shè)計要求后，用濕粘土封頂，然后移機繼續(xù)下一根樁施工。由于CFG樁的施工過程中產(chǎn)生的土體較多，很容易將周圍的樁位標志掩蓋或是對其造成影響，因此在進行下一根樁的施工之前，需要對其樁機的位置進行再一次的復(fù)核檢驗，從而保證樁位符合設(shè)計的要求。

4.5成樁質(zhì)量的檢測

在CFG樁成樁工作完成之后，需要對其具體的成樁質(zhì)量進行檢測，保證達到施工設(shè)計的要求。樁體本身的主要控制參數(shù)包括了其垂直度的控制，樁體完整性的控制，樁體的強度控制以及復(fù)合地基的承載力控制等各個方面。樁體的垂直度偏差不可以大于設(shè)計規(guī)定的1%，同時樁體本身樁位的偏差不可以大于50mm。每個檢驗批的檢驗個數(shù)應(yīng)該大于等于5根樁體。在進行樁體的承載力的檢驗時，應(yīng)該分別進行單樁、單樁復(fù)合地基靜力載荷試驗，計算沉降與承載力。檢驗數(shù)量為樁數(shù)的0.2%，且不少于3根。

5　結(jié)語

CFG樁作為當前較為流行的處理軟土地基的施工方式，其具體的施工方法以及注意要點尤其要得到施工單位的重視。CFG樁在軟土路基中的應(yīng)用，能夠更好地提高土體的穩(wěn)定性和承載力，同時由于其施工簡單，無配筋要求，能夠帶來較好的經(jīng)濟效果。各施工單位應(yīng)在實踐中不斷積累施工經(jīng)驗，從整體施工流程的把握，工藝的控制，以及施工質(zhì)量和安全的保證等方面，加強對于CFG樁施工的研究與實踐，從而更好地促進市政道路施工的順利進行，保證后期的實際運行效果?！?/p>

【參考文獻】

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