CFG樁在軟弱路基中的處理技術(shù)

彭 丹

湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院（41000 7）

1 CFG樁施工工藝

CFG樁是由碎石、石屑粉煤灰摻合適量水泥加水拌合，用振動(dòng)沉管打樁機(jī)或其他機(jī)具制成的一種具有一定黏結(jié)強(qiáng)度的樁。加固機(jī)理包括置換作用和擠密作用，但主要是置換作用。

1）振動(dòng)沉管灌注成樁工藝

若地基土是松散的飽和粉細(xì)砂、粉土，以消除液化和提高地基承載力為目的，此時(shí)應(yīng)選擇振動(dòng)沉管打樁機(jī)施工。振動(dòng)沉管灌注成樁屬擠土成樁工藝，對(duì)樁間土具有擠（振）密效應(yīng)。但振動(dòng)沉管灌注成樁工藝難以穿透厚的硬土層、砂層和卵石層等。在飽和黏性土中成樁，會(huì)造成地表隆起，擠斷已打樁，且振動(dòng)和噪聲污染嚴(yán)重，在城市居民區(qū)施工受到限制。在夾有硬的黏性土中成樁時(shí)，可采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)引孔，再用振動(dòng)沉管打樁機(jī)制樁。

2）長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁工藝

長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁適用于地下水位以上的黏土、粉土、素填土及中等密實(shí)以上的砂土，屬非擠土成樁工藝。該工藝具有穿透能力強(qiáng)、無(wú)振動(dòng)、低噪聲、無(wú)泥漿污染等特點(diǎn)，但要求樁長(zhǎng)范圍內(nèi)無(wú)地下水，以保證成孔時(shí)不塌孔。

3）長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝

長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝，屬非擠土成樁工藝，具有穿透能力強(qiáng)、無(wú)振動(dòng)、低噪聲、無(wú)泥漿污染、施工效率高及質(zhì)量容易控制等特點(diǎn)。

長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁和長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝，在城市居民區(qū)施工，對(duì)周圍居民和環(huán)境的不良影響較小。

4）泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁工藝

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注成樁工藝適用于分布有砂層的地質(zhì)條件以及對(duì)振動(dòng)噪聲要求嚴(yán)格的場(chǎng)地。該方法鉆孔速度較快，但是泥漿對(duì)場(chǎng)地的污染較嚴(yán)重，影響后續(xù)孔的施工，且孔底沉渣較大也會(huì)影響成樁質(zhì)量。

2 CFG樁施工方法

2.1 施工工具

CFG樁采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)引孔,用Φ377的沉管機(jī)進(jìn)行施工，由長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)、混凝土泵和強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)組成完整的施工體系。

2.2 施工程序

1）鉆機(jī)就位:CFG樁施工時(shí)，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。

2）混合料攪拌:混合料攪拌要求按照配比進(jìn)行配料，計(jì)量準(zhǔn)確，攪拌均勻。每盤(pán)料攪拌時(shí)間不少于60 s，混合料坍落度控制在16 ～20 cm。

3）鉆進(jìn)成孔:鉆孔開(kāi)始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門(mén)，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)鉆進(jìn)。

4）灌注及拔管:CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,停止鉆進(jìn)，開(kāi)始泵送混合料。當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后，開(kāi)始拔管，嚴(yán)禁先提管后送料。

5）上一根樁施工完畢后，鉆機(jī)移位，進(jìn)行下一根樁的施工。

3 CFG樁施工要求

1）施工時(shí)應(yīng)按照設(shè)計(jì)配合比例配制混合料。在攪拌機(jī)中加水?dāng)嚢?，水量由混合料坍落度控制，長(zhǎng)螺旋鉆孔，管內(nèi)泵壓混合料成樁施工的坍落度為160 ～200 mm，振動(dòng)沉管灌注成樁的坍落度宜為30 ～50 mm，振動(dòng)沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過(guò)200 mm。

2）長(zhǎng)螺旋鉆孔，管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿的時(shí)間。混合料泵送量應(yīng)與拔管速度相配合，以保證管內(nèi)有一定高度的配合料。

3）樁頂標(biāo)高應(yīng)超出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，不少于0.5 m。

4）成樁過(guò)程中抽樣做混合料試塊，每臺(tái)機(jī)械1 d應(yīng)做一組（3塊）試塊，邊長(zhǎng)為150 mm的立方體，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)為28 d，然后測(cè)定抗壓強(qiáng)度。

4 CFG樁復(fù)合地基施工檢測(cè)

施工結(jié)束后，應(yīng)對(duì)樁頂標(biāo)高、樁位、總樁量、樁體質(zhì)量、地基承載力以及褥墊層的質(zhì)量進(jìn)行全面檢測(cè)。CFG樁施工完畢，一般28 d后對(duì)CFG樁和CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)包括低應(yīng)變對(duì)樁身質(zhì)量的檢測(cè)和靜載荷試驗(yàn)對(duì)承載力的檢測(cè)。靜載荷試驗(yàn)多用單樁或多樁復(fù)合地基，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)復(fù)合地基承載力；也可采用單樁載荷試驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算評(píng)估復(fù)合地基承載力。

4.1 監(jiān)測(cè)的依據(jù)

1）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2002）；

2）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007-2002）；

3）《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2003）；

4）《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50202-2002）；

5）相關(guān)的工程圖紙。

4.2 檢測(cè)數(shù)量及樁身評(píng)價(jià)類別

靜載荷試驗(yàn)數(shù)量取CFG樁總樁數(shù)的0.5% ～1.0%，但不少于1點(diǎn)；低應(yīng)變檢測(cè)數(shù)量一般取CFG樁總樁數(shù)的10%。選擇試驗(yàn)點(diǎn)時(shí)應(yīng)本著隨機(jī)分布的原則進(jìn)行選擇。CFG樁檢測(cè)樁身完整性質(zhì)量評(píng)價(jià)分四類:

一類樁:樁身完整；二類樁:樁身有輕微缺陷，不會(huì)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的正常發(fā)揮；三類樁:樁身有明顯缺陷，對(duì)樁身承載力有影響；四類樁:樁身存在有嚴(yán)重缺陷或斷樁。

4.3 CFG樁復(fù)合地基承載力評(píng)價(jià)條件

復(fù)合地基載荷試驗(yàn)是確定復(fù)合地基承載力、評(píng)定加固效果的重要依據(jù)。復(fù)合地基載荷試驗(yàn)時(shí)，必須保證樁體強(qiáng)度，以滿足試驗(yàn)要求。進(jìn)行單樁載荷試驗(yàn)時(shí)，為防止試驗(yàn)中樁頭被壓碎，宜對(duì)樁頭進(jìn)行加固，還應(yīng)考慮施工過(guò)程中對(duì)樁間土的擾動(dòng)。樁間土承載力和樁的側(cè)阻、端阻恢復(fù)都需要一定時(shí)間,一般在冬季檢測(cè)時(shí)，樁與樁間土強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢。CFG樁復(fù)合地基屬于高黏結(jié)強(qiáng)度樁復(fù)合地基，載荷試驗(yàn)具有特殊性，試驗(yàn)方法直接影響對(duì)復(fù)合地基承載力的評(píng)價(jià)。對(duì)此，試驗(yàn)時(shí)按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》“復(fù)合地基試驗(yàn)要點(diǎn)”執(zhí)行的同時(shí)，還需注意以下兩點(diǎn):

1）褥墊層的厚度與鋪設(shè)方法。試驗(yàn)時(shí)褥墊層的地標(biāo)高與樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高相同,褥墊層底面要平整。褥墊層鋪設(shè)厚度為6 ～10 cm，鋪設(shè)面積與載荷板面積相同，褥墊層周圍要求有原狀土的約束。

2）當(dāng)P-S曲線不存在極限荷載時(shí)按相對(duì)變形值確定復(fù)合地基承載力，s/b=0.01對(duì)應(yīng)的荷載作為CFG樁復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值。

5 總結(jié)

CFG樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)工作要求設(shè)計(jì)人員既要有理論基礎(chǔ)，又要有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要充分了解場(chǎng)區(qū)的底層分布規(guī)律和地下水特點(diǎn)。在樁端持力層為含水的松散砂層時(shí)，應(yīng)盡量避免樁端進(jìn)入砂層太深，以免在施工時(shí)擾動(dòng)砂層，產(chǎn)生涌砂現(xiàn)象，造成質(zhì)量問(wèn)題。如受條件限制樁端必須進(jìn)入較深松散砂層時(shí),在施工時(shí)應(yīng)采取必要的措施，避免擾動(dòng)砂層。

[1]馮仲仁,朱瑞賡.我國(guó)高速公路軟基處理研究的現(xiàn)狀與展望[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2002,VO1.24(1):78-80.