CFG樁軟土路基加固施工實例

師為譜 袁錦浪

(1.中國公路工程咨詢集團有限公司武漢特種路橋技術(shù)分公司,湖北武漢 430080;2.西安明錦公路工程有限責任公司,陜西西安 710065)

CFG樁軟土路基加固施工實例

師為譜1袁錦浪2

(1.中國公路工程咨詢集團有限公司武漢特種路橋技術(shù)分公司,湖北武漢 430080;2.西安明錦公路工程有限責任公司,陜西西安 710065)

結(jié)合工程實例,論述了CFG樁在軟土地基加固中的應用,介紹CFG樁設計、施工、施工中容易出現(xiàn)的問題及解決措施以及質(zhì)量控制,檢測結(jié)果表明,在合理設計的前提下,嚴格工藝管理和質(zhì)量管理,利用CFG 樁加固地基是可行的。

軟土地基 CFG 樁 設計施工 樁體檢測

CFG樁又稱水泥粉煤灰碎石樁，是在素混凝土樁基工藝上發(fā)展起來的新型樁體，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成黏結(jié)強度較高的樁體，它與樁間土體及褥墊層共同作用，組成CFG樁復合地基[1]。

CFG樁復合地基法吸收了振沖碎石樁法、砂樁法和水泥攪拌樁法的優(yōu)點，具有以下優(yōu)點：(1)施工簡單；(2)水泥用量少，便于就地取材，能夠有效利用工業(yè)廢渣；(3)成樁質(zhì)量較水泥攪拌樁受地層影響小[2]。

1 工程地質(zhì)概況

清遠某一級公路軟土路基幾乎遍布全線，軟土最大厚達20m。軟土地基主要以淤泥質(zhì)亞黏土為主，地表有1.0～2.0m的硬層，但多為軟黏土，軟土層埋深2.0～8.0m，具有含水率大、有機質(zhì)含量高、抗剪強度低、高壓縮等不良特性，地基承載力低，沉降量大。

該公路于2006年大修采用拋石擠淤方式處理軟基，但是效果較差，并未有效解決軟基問題，導致道路病害嚴重，于2011年9月對其進行全面大修。大修設計采用CFG樁復合地基方案處理深層軟基。通過CFG樁、高壓旋噴樁加固軟弱地基的樁體作用、擠密作用和褥墊層作用徹底解決深層軟基問題。

2 CFG樁設計

2.1 設計目標

地基處理后要求地基承載力特征值大于160kPa，壓縮模量Es大于6.5MPa。CFG樁單樁承載力不小于180kPa。

2.2 布樁設計

本次設計布置Φ500mmCFG樁共4874根，理論延米數(shù)35976m。其中6m的CFG樁共1374根，理論延米數(shù)8284m；7m的CFG樁共794根，理論延米數(shù)5618m；8m的CFG樁共2388根，理論延米數(shù)18650m；9m的CFG樁共586根，理論延米數(shù)5374m；合計37926m，碎石褥墊層共3468m3。

3 工程施工

3.1 材料選用

水泥采用P·O32.5普硅水泥，碎石粒徑為20~50mm之間的碎石，砂采用中粗砂。填料中含泥量不大于5%，不含粒徑大于60mm的碎石，砂石體積比為3：7。

3.2 施工質(zhì)量控制要點

(1)CFG樁樁徑Φ500mm，有效樁長按區(qū)分為6、7、8、9m，正方形布置，間距1.2m×1.2m。CFG樁持力層進入硬塑狀態(tài)土不少于1.5m。施工時，垂直偏差不應大于1%，樁徑誤差不得大于20mm；按配合比配制混合料。樁體強度不小于C20。(2)施工樁頂標高高出設計樁頂標高不少于0.5m，樁體連續(xù)密實，不得有斷樁、縮勁等缺陷。(3)砂石樁樁徑Φ 500mm，有效樁長按區(qū)域分為4、4.5、5、5.5、6.5、7m，正方形布置，間距1.6m×1.6m。施工時樁位水平偏差不大于0.3倍套管外徑，導管垂直偏差不大于1%，樁徑誤差不得大于25mm，砂石樁施工采用振動沉管沉樁法。(4)CFG樁施工完畢，人工清理樁頭后，鋪設300mm碎石褥層和樁土共同承擔荷載，減少沉降。

4 CFG樁施工中易出現(xiàn)的問題及處理措施

4.1 鉆孔問題

因該公路2006年大修采用拋石擠淤方式處理軟基，長螺旋鉆孔遇到塊石層無法進行鉆孔，即使鉆孔成功，成孔質(zhì)量也較差，項目部嚴格復查地勘資料報告，排查設計文件中塊石地段的設計缺陷，組織專家討論審查，采取設計變更，在塊石地段采用振動沉管方法進行CFG樁的施工。

4.2 施工順序問題

對于滿堂布樁，無論樁距大小，為防止樁間土向外側(cè)向變形，造成大面積土體隆起，加大了斷樁的可能性。施工時，需從中心向外推進的方案進行施工。施工時，現(xiàn)場技術(shù)人員、監(jiān)理需時刻觀察地表情況，如發(fā)生地表隆起應立刻停止施工，尋找原因。

4.3 混合料串孔問題

采用多臺鉆機先鉆多孔后澆筑混合料的施工方法，當基底存在流變層時，混合料串孔問題就隨之出現(xiàn)，對于容易出現(xiàn)串孔的地段采用振動沉管的方法，減慢拔管速度，有效防止混合料串孔問題。

4.4 縮頸、斷樁問題

在飽和軟土中成樁，樁機的振動力較小，這時若采用連打作業(yè)，新打樁對已成樁的作用主要表現(xiàn)為擠壓，使被擠樁成不規(guī)則形，嚴重的會產(chǎn)生縮頸、斷樁。

選擇合適的拔管速度是防止斷樁的重要手段。在成樁時如果拔管速度過快，會導致混凝土自重壓力對周圍淤泥擠壓力減少而造成縮頸、斷樁。而拔管速度過慢，則會使得樁的端部樁體水泥含量減少，樁頂浮漿過多，而且混凝土產(chǎn)生離析，造成樁身強度不均勻。

4.5 樁頭鑿除及成樁保護問題

CFG施工結(jié)束后，樁頂標高宜控制高出設計樁頂標高不少于0.5m，對樁頭進行保護。不應貪圖方便，在CFG樁成樁后不久，即使用鉤機直接鏟除樁頭至設計標高，這樣的做法極易造成樁身的擾動，特別樁頂部位的擾動，使得成樁質(zhì)量不佳，承載力有所損失。

要求必須待樁體強度達到設計要求時方可進行樁頭鑿除。采取在截取樁頭前應準確測量樁頂標高，并在縱橫向掛線標示樁頭水平位置。鑿除樁頭時嚴禁單邊打眼鑿樁頭，防止樁頭成斜面或破損，截取后的樁頭面應是水平面。清理樁間土和截取樁頭時，應采取相應的預防措施，防止造成樁頂標高以下樁身斷裂和擾動樁間土。

5 樁體檢測

根據(jù)JGJ79-2002規(guī)范規(guī)定，成樁后28d，抽取總樁數(shù)的0.6%，進行CFG樁單樁復合地基承載力試驗，采取單循環(huán)慢速荷載法進行試驗。

檢測結(jié)果：s/d=0.01時，對應壓力值均大于地基承載力160kPa的設計要求，滿足“沉降量小于3cm”的設計要求。低應變樁基動測試驗檢測結(jié)果表明，樁底反射清晰，樁身完整，為Ⅰ類樁。

6 結(jié)語

在軟土地基的處理中，采用CFG樁可大幅增強地基承載力，減少地基變形沉降，能較好滿足原料場工程設計要求。對于飽和軟黏土上變形控制要求不嚴的工程，可采用砂石樁置換處理方法，也可用CFG樁-砂石樁組合型復合地基。

該公路歷時一年時間進行軟基處理，通過此次大修，采用可靠的軟基處理設計(CFG樁)，先進的施工手段，嚴格的質(zhì)量控制方法取得了軟基處理問題的成功，保證了整個項目的順利進展及路面工程質(zhì)量，同時積累了豐富可行的軟基處理及質(zhì)量控制經(jīng)驗，可供其他工程參考借鑒。

[1]鄭俊杰,張建平.CFG樁與石灰樁聯(lián)合處理不均勻地基[J].施工技術(shù),2000(9)：31-32.

[2]高峰.CFG樁軟土地基應用與分析[J].山西建筑,2008,34(36)：99-100.

師為譜,男,中國公路工程咨詢集團有限公司武漢特種路橋技術(shù)分公司,專業(yè)：公路與城市道路工程。