CFG樁試樁施工工藝簡(jiǎn)析

張昊

摘 要 新建津秦鐵路客運(yùn)專線在DK207+411.11～DK207+697.5段CFG樁工程量較小，共計(jì)約15282 m，樁長(zhǎng)6 m～8.5 m，樁間距1.5～1.8矩形布置。為確保施工的順利進(jìn)行和工程質(zhì)量，在DK207+411.11～DK207+697.5段進(jìn)行試樁作業(yè)（試樁4根），以確定該段內(nèi)CFG樁復(fù)合地基成樁的工藝參數(shù) ，將試樁所得數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析，并確定施工工藝以指導(dǎo)此段CFG樁大面積施工。

關(guān)鍵詞 CFG樁 試樁 施工工藝 質(zhì)量

一、工程概況

新建津秦鐵路客運(yùn)專線在DK207+411.11～DK207+697.5段CFG樁工程量較小，共計(jì)約15282 m，樁長(zhǎng)6 m～8.5 m，樁間距1.5～1.8矩形布置。為確保施工的順利進(jìn)行和工程質(zhì)量，在DK207+411.11～DK207+697.5段進(jìn)行試樁作業(yè)（試樁4根）。

二、數(shù)據(jù)采集及分析

根據(jù)設(shè)計(jì)圖所示本段地質(zhì)情況為：第一層：粉質(zhì)黏土，分布于地表，褐黃色，硬塑，含少量角礫。第二層：變粒巖，分布于粉質(zhì)黏土下層，褐黃色，全風(fēng)化，巖芯成土狀。

通過(guò)試樁可得出實(shí)際地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)基本相符。在鉆孔過(guò)程中，鉆孔平均速度為1m/min。

混凝土在攪拌站集中拌制，由于運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，混凝土入罐車的坍落度控制在200 mm，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的混凝土坍落度180 mm為最佳。

試樁采用直徑0.4 m的長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成樁，通過(guò)成樁后，開挖檢查樁徑發(fā)現(xiàn)，樁徑直不小于0.4 m，已滿足設(shè)計(jì)要求。

拔鉆速度：根據(jù)觀察現(xiàn)場(chǎng)開挖樁身1 m范圍內(nèi)樁體情況表明，拔管速度采用3.6 m/min時(shí)樁徑及樁身質(zhì)量符合要求。

三、施工方法和施工工藝（見圖1）

1.樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)。施工場(chǎng)地平整完成后，施工機(jī)械進(jìn)入施工場(chǎng)地。根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、鉆桿入土深度確定機(jī)架高度和鉆身長(zhǎng)度，并進(jìn)行設(shè)備組裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.樁機(jī)就位。樁機(jī)就位必須平整、穩(wěn)固。待樁機(jī)就位后，調(diào)整鉆身與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。

3.長(zhǎng)螺旋鉆孔。鉆孔開始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，一般先慢后快，這樣既能減小鉆桿晃動(dòng)，又容易檢查鉆孔偏差，及時(shí)糾正。鉆孔過(guò)程中注意調(diào)整樁機(jī)的穩(wěn)定，嚴(yán)禁傾斜和錯(cuò)位。鉆頭進(jìn)入持力層判定標(biāo)準(zhǔn)：（1）會(huì)明顯發(fā)現(xiàn)進(jìn)尺緩慢和出現(xiàn)機(jī)架輕微晃動(dòng)。（2）通過(guò)查看動(dòng)力頭底面停留位置的標(biāo)高（鉆機(jī)塔身上所做的鉆進(jìn)深度標(biāo)記，每50 cm用油漆標(biāo)示）通過(guò)前期地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)資料核對(duì)，判斷鉆頭是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。（3）通過(guò)操作室鉆機(jī)電流表的量程可判定，一般在軟土層的鉆進(jìn)電流為0～120A，進(jìn)入持力層電流會(huì)突然增到120A～150A。

4.成孔檢查。檢查孔深及垂直偏差，填寫隱檢記錄。

5.灌注拌和料及拔鉆。停機(jī)后立即向管內(nèi)泵送混凝土料，當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后方可拔管。提拔速度控制在2.0 m/min左右。成樁過(guò)程應(yīng)該連續(xù)進(jìn)行，避免后臺(tái)供料導(dǎo)致停機(jī)待料。由于土層性質(zhì)，鉆頭直徑等因素影響，樁身實(shí)際混凝土用量大于理論值?！?0 cm樁理論灌注量0.125 m2/m。混合料按設(shè)計(jì)配合比經(jīng)攪拌機(jī)加水拌和，拌和時(shí)間不得小于1min，如粉煤灰用量較多，攪拌時(shí)間還要適當(dāng)延長(zhǎng)。成樁后浮漿厚度以不超過(guò)20 cm為宜。拌和料由我4號(hào)拌和站集中拌制，混凝土罐車運(yùn)輸，為保證施工中混合料的順利輸送，施工中投入了足夠的人員、機(jī)械。

6.成樁檢查。施工過(guò)程中，抽樣做混合試塊，一個(gè)臺(tái)班做一組（3塊），試塊尺寸為15 cm×15 cm×15 cm，一組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，一組同條件養(yǎng)護(hù)。

7.封頂。鉆桿拔出地面，確認(rèn)樁復(fù)核設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行封頂。保護(hù)樁長(zhǎng)取50 cm～70 cm。

8.移機(jī)當(dāng)一根樁施工完畢后，鉆機(jī)移位進(jìn)行下一根樁的施工。

9.清土和截樁。由于CFG樁處理面積較大，清土采用人工配合機(jī)械聯(lián)合清運(yùn)。采用挖掘機(jī)清運(yùn)棄土?xí)r嚴(yán)禁在打樁工作面上直接行走，行走時(shí)必須用打樁棄土在打樁工作面上鋪行走墊層，墊層厚度不得小于1 m。機(jī)械作業(yè)時(shí)嚴(yán)格控制標(biāo)高防止挖斷樁身或擾動(dòng)打樁工作面以下的保護(hù)土層。

10.樁頭處理。通過(guò)測(cè)量標(biāo)識(shí)樁頂標(biāo)高線采用機(jī)械切割人工破除。剔除樁頭時(shí)，用鋼纖等工具沿樁周向樁心逐次剔除多余的樁頭直到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，并把樁頂找平，不可用重錘或重物橫向擊打樁體；合理安排施工順序，避免后序樁的施工對(duì)已施工樁頭的破壞；為了避免擾動(dòng)樁間地基土，樁頂標(biāo)高以上預(yù)留300 mm～500 mm厚的保護(hù)土層；雨后樁機(jī)下鋪設(shè)方木，避免擾動(dòng)地基土。

四、施工控制要點(diǎn)

1.在工程施工前，檢查所選用的設(shè)備型號(hào)是否符合設(shè)計(jì)樁經(jīng)、設(shè)計(jì)加固深度的要求。

2.編制施工組織、施工工藝、施工作業(yè)指導(dǎo)書應(yīng)有防止堵管、竄孔的措施。

3.鉆機(jī)應(yīng)先慢后快。在成孔過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺，否則容易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿、鉆具損壞。

4.混合料應(yīng)按設(shè)計(jì)配合比經(jīng)攪拌機(jī)拌和，坍落度、拌和時(shí)間應(yīng)按工藝性試驗(yàn)確定的參數(shù)進(jìn)行控制，且不得少于1 min；攪拌的混合料必須保證混合料圓柱體能順利通過(guò)剛性管、高強(qiáng)柔性管、彎管和變徑管而到達(dá)鉆桿機(jī)芯管內(nèi)。

5.CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始泵送混合料。先拔管20 cm～30 cm后開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯充滿混合料后開始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料。成樁時(shí)的拔管速度控制在2 m/min～3 m/min。成樁過(guò)程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，防止縮徑和斷樁。

6.施工中應(yīng)保證排氣閥正常工作。

7.樁機(jī)移機(jī)至下一樁位施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸線或周圍樁的位置對(duì)需施工的樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位正確。樁體材料選用的碎石含泥量不得大于3%，最大粒徑不宜大于31.5 mm。

8.投料量及灌注速度要嚴(yán)格按施工工藝控制，投料量設(shè)計(jì)約為0.125m3/m，嚴(yán)格遵守實(shí)際投入量不得少于設(shè)計(jì)量的原則。

五、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制

1.原材料檢測(cè)。水泥、粗細(xì)骨料、粉煤灰各需要抽樣檢測(cè)一組，監(jiān)理單位見證檢驗(yàn)。采用攪拌站集中拌制，原材料采用已報(bào)驗(yàn)的合格材料。

2.施工質(zhì)量檢驗(yàn)。（1）CFG樁混合料坍落度應(yīng)按施工方案工藝性試驗(yàn)確定并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行控制；檢驗(yàn)數(shù)量：每臺(tái)班抽樣檢驗(yàn)3次。檢驗(yàn)方法：現(xiàn)場(chǎng)坍落度試驗(yàn)。（2）CFG樁混合料強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求；檢驗(yàn)數(shù)量：每臺(tái)班做兩組（6塊）試塊。檢驗(yàn)方法：制作混合料試塊，進(jìn)行28 d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)。（3）CFG樁的數(shù)量、布樁形式符合設(shè)計(jì)；檢驗(yàn)數(shù)量：全部檢查。檢驗(yàn)方法：計(jì)數(shù)。（4）每根樁的投料量不得少于設(shè)計(jì)灌注量；檢驗(yàn)數(shù)量：每根樁檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法：料斗現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量或混凝土泵自動(dòng)記錄。（5）CFG樁的有效長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)；檢驗(yàn)數(shù)量：每根樁檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法：測(cè)量鉆桿長(zhǎng)度，并在施工中檢查是否達(dá)到設(shè)計(jì)深度標(biāo)志，施工后檢查浮漿厚度，計(jì)算出樁的有效長(zhǎng)度。（6）CFG樁的樁身質(zhì)量、完整性滿足設(shè)計(jì)要求。

六、技術(shù)控制措施

1.測(cè)量樁位前應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)原始地面標(biāo)高進(jìn)行抄平測(cè)量，并用平地機(jī)平整碾壓后放出各樁的準(zhǔn)確位置，將線路縱坡、橫坡考慮在內(nèi)后，原地面標(biāo)高控制在正負(fù)5 cm以內(nèi)。施工樁頂高程控制在高于設(shè)計(jì)墊層底標(biāo)高30 cm處。將施工區(qū)域進(jìn)行劃分，并將各樁進(jìn)行編號(hào)，定機(jī)定人進(jìn)行管理。

2.對(duì)進(jìn)場(chǎng)施工的所有長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)在開鉆前應(yīng)由施工技術(shù)人員對(duì)標(biāo)尺、刻畫進(jìn)行復(fù)核，消除標(biāo)識(shí)誤差。

3.現(xiàn)場(chǎng)管理人員每根樁都要根據(jù)樁機(jī)上的垂球目測(cè)導(dǎo)向架垂直度，以保證樁身垂直度不大于1%，確保樁體的正常受力。

4.長(zhǎng)螺旋鉆施工。鉆孔開始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面時(shí)，啟動(dòng)馬達(dá)鉆進(jìn)，一般先慢后快。在成孔過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺，否則容易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿、鉆具損壞。

5.鉆入深度必須進(jìn)入持力層。變礫巖深入不小于0.5 m。

6.嚴(yán)格控制拔管速率。經(jīng)測(cè)試，正常的拔管速率應(yīng)控制在2 m/min～3 m/min。

7.整個(gè)施工過(guò)程中，應(yīng)安排質(zhì)檢人員旁站監(jiān)督，并作好施工原始記錄。記錄的內(nèi)容主要有樁號(hào)、鉆孔深度、瞬間電流值、孔深、拔管速度、單孔混合料灌入量、堵管及處理措施等。

8.提鉆泵送過(guò)程中，旁站人員要經(jīng)常敲打輸送管，確認(rèn)管內(nèi)混合料是否充實(shí)，以保證樁體密實(shí)。

9.樁頂砼?；颐娓鶕?jù)導(dǎo)向架上標(biāo)識(shí)由值班人員判斷，控制在樁頂標(biāo)高以上0.5 m位置。

10.控制好混合料的坍落度。大量工程實(shí)踐表明，混合料坍落度過(guò)大，會(huì)形成樁項(xiàng)浮漿過(guò)多，樁體強(qiáng)度也會(huì)降低。坍落度宜控制在160 mm～200 mm（可根據(jù)運(yùn)送混合料的距離進(jìn)行調(diào)整）和易性好。當(dāng)拔管速率為2 m/min～3 m/min時(shí)，一般樁頂浮漿可控制在30 cm～50 cm左右，成樁質(zhì)量容易控制。

11.CFG樁施工中，每臺(tái)班均須制作檢驗(yàn)試件，進(jìn)行28 d強(qiáng)度檢驗(yàn)，成樁28 d后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行單樁承載力或復(fù)合地基承載力試驗(yàn)，其承載力、變形模量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

12.CFG樁成樁后，樁頂以上沒(méi)有一米墊層情況下嚴(yán)禁大型機(jī)械進(jìn)入施工。

七、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)在DK207+411.11～DK207+697.5段進(jìn)行試樁作業(yè)（試樁4根），確定了該段內(nèi)CFG樁復(fù)合地基成樁的工藝參數(shù) ，將試樁所得數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析，并確定施工工藝以指導(dǎo)此段CFG樁大面積施工，該施工工藝總結(jié)對(duì)相關(guān)CFG樁施工有一定的借鑒性、指導(dǎo)性。

參考文獻(xiàn)

[1]客運(yùn)專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn).北京：中國(guó)鐵道出版社.

[2]津秦客專施路通-19設(shè)計(jì)圖.

[3]新建天津至秦皇島鐵路客運(yùn)專線CFG樁地基加固設(shè)計(jì)施工圖.