公路軟土地基施工中CFG樁的應(yīng)用綜述

■顧 靖 ■江蘇省泰州市市區(qū)超限檢測，江蘇 泰州 225300

在公路施工中，某路段附近地貌類型簡單，地勢比較平坦，平均海拔3．5m左右，路況比較低洼，河流較多，村莊密集，地表植被以菜田為主。該路段設(shè)計(jì)為橋頭路段高路堤，填土高度大概4米，以耕植土、亞粘土為主，工程地質(zhì)條件較差。該路段軟土內(nèi)含水量較高、強(qiáng)度較差、高孔隙比、沉降大、穩(wěn)定性差，軟土地基無法滿足高填路堤荷載的要求，需對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理，經(jīng)研究決定，采用CFG樁技術(shù)。

1 CFG樁的組成與基本原理

CFG樁由樁、樁間土以及墊層三部分組成，投入使用后，墊層上部路基傳來的壓力通過適當(dāng)?shù)淖冃我砸欢ǖ谋壤峙浣o樁以及樁間土，兩者共同受力。土體受到樁的擠壓提高其承載力，樁本身又受到周圍土的側(cè)應(yīng)力壓迫從而提高受力性能，兩者協(xié)調(diào)工作，形成一個(gè)復(fù)合地基受力整體，共同承載上面路基傳來的荷載。

2 搭建CFG樁的準(zhǔn)備工作

2．1 清理現(xiàn)場

在搭建CFG樁前需要對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行清理工作，從而保證施工環(huán)境的整潔干凈以及施工操作的順利進(jìn)行，進(jìn)而提高施工的效率。清理現(xiàn)場包括以下幾項(xiàng)具體內(nèi)容:(1)對(duì)公路通道進(jìn)行整修的同時(shí)，清理通道中的各種障礙物，保持施工路線的通暢。(2)對(duì)公路進(jìn)行比較徹底的垃圾處理，包括枯樹枝、廢棄電線、塑料袋等，這種比較徹底地清除方案有利于CFG樁的豎立。(3)在施工前開挖一定數(shù)量的排水坑，方便施工過程中現(xiàn)場的排水。(4)清理工作完成后，采用人工碾壓等方式把軟土地基壓實(shí)，確?，F(xiàn)場施工的密實(shí)度。

2．2 材料的準(zhǔn)備和配比

施工使用的原材料是公路工程建設(shè)的重要組成部分，原材料的質(zhì)量好壞直接決定后期施工的質(zhì)量，所以在搭建CFG樁前，需要對(duì)所需的原材料有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。CFG樁的原材料包括碎石、砂子、水泥等，除了保證這些材料的本身質(zhì)量外，對(duì)其配對(duì)的比例也要有準(zhǔn)確的計(jì)算，一般情況下水、水泥、碎石、砂的配對(duì)比例為 0．7∶1∶3．823∶2．443。

2．3 施工現(xiàn)場的檢測

要想準(zhǔn)確的放置CFG樁，施工前對(duì)施工現(xiàn)場的檢測必不可少，一般檢測過程分為以下幾點(diǎn):(1)先在施工現(xiàn)場鋪設(shè)一層適量的砂墊層，然后按照公路的實(shí)際地形狀況以及操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)合理的放樣。(2)檢測過程不要采取一次的數(shù)據(jù)，為確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和嚴(yán)謹(jǐn)性，需要進(jìn)行多次檢測，同時(shí)標(biāo)注地面的標(biāo)高，并把整理后的數(shù)據(jù)資料上交至監(jiān)理部門審批，審批通過后方可按照具體數(shù)據(jù)進(jìn)行布樁設(shè)計(jì)。(3)工作人員還需要對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行袋裝砂井施工，并在施工完成后進(jìn)行CFG樁的放樣操作。

3 CFG樁材料要求和注意事項(xiàng)

(1)混凝土、添加劑、緩凝劑、粉煤灰等混合物的摻量應(yīng)該符合施工要求，按照實(shí)驗(yàn)室測試的結(jié)果執(zhí)行。(2)配制CFG樁材料的過程中要嚴(yán)格按照配合比，并注意控制原材料的質(zhì)量。(3)長螺旋鉆孔和混合料灌注的坍塌度要控制在160～200mm之間，而振動(dòng)沉管的施工坍塌度要控制在30～50mm之間，振動(dòng)沉管經(jīng)過灌注成樁后，浮漿的厚度要小于200mm。(4)長螺旋鉆孔和混合料成樁在鉆至設(shè)計(jì)深度后，要控制拔桿的時(shí)間，沉管向上拔的速度要與混合料的遞送量相適應(yīng)，如遇到飽和砂土層則暫時(shí)禁止停泵待料。(5)沉管灌注成樁工序完成后，拔管過程中盡量保持勻速進(jìn)行，一旦遇到淤泥質(zhì)土壤，就適當(dāng)放緩拔管速度。

4 施工工藝及質(zhì)量控制辦法

(1)實(shí)地放樣。根據(jù)設(shè)計(jì)方案在需要施工的位置實(shí)行實(shí)地放樣，CFG樁的位置要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案執(zhí)行，如出現(xiàn)個(gè)別例外情況立即進(jìn)行靈活的調(diào)整。在這個(gè)過程中要重點(diǎn)考慮橋臺(tái)等特殊位置，并記得把橋梁樁基的位置留出來并在涵洞底部標(biāo)高。

(2)沉管。根據(jù)放樣結(jié)果，合理安裝振動(dòng)器進(jìn)行樁基沉管操作，要保證樁基沉管垂直于地面，在具體操作前先檢查設(shè)備運(yùn)行是否正常，設(shè)備驗(yàn)證合格后，將樁尖用繩子套緊，沉管過程一定要按照施工順序，沒沉下1m就記錄電流表電流一次，幫助施工人員及時(shí)掌握土層的變化，避免出現(xiàn)失誤。

(3)投料。處理地基所需要的原材料較多，工作人員應(yīng)該重視地基的處理質(zhì)量，嚴(yán)格控制所需材料質(zhì)量，在進(jìn)行混凝土配比的時(shí)候要根據(jù)設(shè)計(jì)方案以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行操作，把碎石等雜質(zhì)的含量控制在5%以下，攪拌時(shí)間要控制在2分鐘以上以保證攪拌均勻。

(4)拔管。沉管到設(shè)計(jì)位置后，先不要急于拔管，等混凝土添加到與設(shè)置投料口平齊并原地振動(dòng)5～10s后再開始拔管操作，這樣可以保證樁底混凝土充實(shí)飽滿。拔管的速度應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況有所控制，不宜過慢也不宜過快，一般遵循先慢后快、勻速操作的原則。

(5)處理樁頭?，F(xiàn)階段進(jìn)行沉管時(shí)一般使用振動(dòng)沉管法，這種操作方法雖然比較簡單，但是由于樁頂部位振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致浮漿較多，無法達(dá)到設(shè)備的強(qiáng)度要求，因此要把樁頂一定長度的樁頭截掉，這樣既可以保證一定的美觀性，又可以提高CFG樁的整體質(zhì)量。

(6)鋪墊砂層。在CFG樁驗(yàn)收合格后，就開始進(jìn)行鋪墊砂層的工作，鋪墊砂層分兩層施工:第一層先鋪設(shè)30cm左右的中粗砂層，然后鋪設(shè)上鋼塑格柵;第二層先鋪設(shè)20cm左右的中粗砂層，再鋪上土工布。鋪墊砂層可以分散樁土的荷載壓力，避免水平荷載對(duì)樁頭的破壞，對(duì)延長CFG樁的使用壽命具有積極意義。

5 設(shè)置CFG樁的質(zhì)量檢測環(huán)節(jié)

(1)單樁承載力檢測。在CFG樁施工過程中要注意對(duì)單樁承載性能的檢測，一般選擇總樁數(shù)的1%進(jìn)行測試，通過其7d以及28d的抗壓強(qiáng)度來確定其整體的承載能力。(2)CFG樁質(zhì)量等級(jí)檢測。隨機(jī)選取20%以上的CFG樁，通過低應(yīng)變法測定其完整性，進(jìn)而確定其樁身的質(zhì)量等級(jí)。(3)地基承載力檢測。采用現(xiàn)場荷載試驗(yàn)法對(duì)單樁以及多樁的復(fù)合地基承載力進(jìn)行檢測，在這個(gè)檢測過程中要注意檢測頻率的控制。(4)樁間土加固效果檢測。樁間土的加固效果關(guān)系到整體樁身的穩(wěn)定性，應(yīng)該引起施工人員的重視，并采用靜力觸探等方法進(jìn)行試驗(yàn)檢測。

CFG樁的施工過程比較復(fù)雜，存在一定的施工難度，但經(jīng)過實(shí)踐的證明，科學(xué)合理的搭建CFG樁不僅提高了公路的安全性，還節(jié)約了建設(shè)維護(hù)成本，對(duì)整個(gè)公路工程建設(shè)具有重要意義。為保障CFG樁的每一個(gè)施工環(huán)節(jié)都可以順利進(jìn)行，必須規(guī)范施工人員的操作技能，提升管理人員的綜合素質(zhì)，落實(shí)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，并嚴(yán)格把關(guān)施工的質(zhì)量。

［1］于富華．CFG樁復(fù)合地基承載力計(jì)算方法的比較［J］;巖土工程界;2002年11期．