CFG 樁軟土路基處理技術(shù)的應(yīng)用及質(zhì)量控制要點(diǎn)

■卓 越 ■四川路橋橋梁工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610015

1 工程概況

成貴鐵路6 標(biāo)段1 分部的軟土路基主要采用CFG 樁進(jìn)行地基處理，樁徑0.5m，采用正三角形布置，樁間距1.4m。樁要求打入下臥層不小于0.5m。CFG 樁采用長螺旋鉆孔，管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，樁身混合料采用碎石、石屑或砂、粉煤灰、水泥加水?dāng)嚢瓒?。水泥采用P.O42.5 級普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量不大于200kg/m3，摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰(等級不低于Ⅲ級)，粉煤灰摻量為70～90kg/m3，石屑參量一般在0.3 左右，碎石粗骨料滿足級配要求，松散堆積密度大于1500kg/m3。碎石最大粒徑不大于25mm。樁身混合料安照C15 混凝土配比，混合料28 天標(biāo)準(zhǔn)立方體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于10MPa。CFG 樁樁頂設(shè)置0.6m 厚碎石墊層夾兩層抗拉強(qiáng)度不小于80KN 的雙向土工格柵加固。CFG 樁樁帽為C35 鋼筋砼樁帽，樁帽直徑1m。

2 施工準(zhǔn)備

(1)施工前應(yīng)核查資料及設(shè)計(jì)參數(shù)，取原狀土檢測其物理、化學(xué)性能，并在試驗(yàn)室中進(jìn)行配合比試驗(yàn)，以幫助選擇合適的施工設(shè)備和方法，確定各種材料的配合比。(2)施工前應(yīng)對場地進(jìn)行處理，使場地平整、排水通暢，并能承載施工設(shè)備。(3)在正式打樁前應(yīng)先進(jìn)行成樁工藝試驗(yàn)，數(shù)量不少于3 根，以檢驗(yàn)設(shè)備、工藝是否適宜，并確定選用的技術(shù)參數(shù)。

3 CFG 樁施工工藝及方法

3.1 施工工藝流程

長螺旋鉆成孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注施工，其施工工藝流程為:原地面處理→測量放樣→鉆機(jī)就位并調(diào)整垂直度→鉆孔至設(shè)計(jì)深度→停轉(zhuǎn)并泵送混合料→均為拔管至樁頂→清土→鉆機(jī)移位→樁間土開挖→截樁頭→成樁質(zhì)量檢驗(yàn)及承載力檢驗(yàn)

3.2 成樁工藝試樁試驗(yàn)

正式施工前按照室內(nèi)配合進(jìn)行成樁工藝試驗(yàn)，數(shù)量不少于3 根，工藝試驗(yàn)主要驗(yàn)證以下幾個(gè)方面:(1)施工機(jī)具、設(shè)備、施工工藝是否滿足設(shè)計(jì)要求。(2)驗(yàn)證混合料配合比、坍落度、攪拌時(shí)間、撥管速度、振動(dòng)沉管樁基的終孔電流等工藝參數(shù)。(3)在已打樁頂表埋設(shè)標(biāo)桿，在施打新樁時(shí)測量已打樁樁頂?shù)纳仙考拔灰魄闆r，驗(yàn)證新打樁與未結(jié)硬的、結(jié)硬的已打樁的影響。(4)驗(yàn)證打樁間距和順序能否保證樁身質(zhì)量，處理效果能否滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 CFG 樁施工方法

(1)原地面處理。施工前先對原地面進(jìn)行處理，對水田地段排水疏干后挖除地面0.5m 作業(yè)厚度種植土。對旱地及旱田地段挖除地表植物根系，并用土回填至原地面。對水塘地段排水后挖除表層0.5m 厚流塑狀軟土，用粘性土回填至水塘坎高程(原地面)處。

(2)鉆機(jī)就位。將CFG 樁鉆機(jī)移動(dòng)到樁位后，應(yīng)檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心，確保CFG 樁樁位偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1%。

(3)混合料攪拌?；旌狭蠑嚢钁?yīng)采用強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌，按工藝試驗(yàn)確定并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行控制，原材料必須采用檢核合格的材料，嚴(yán)格按配合比進(jìn)行配料，采用長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料法施工時(shí)，坍落度控制在16～20cm。

(4)鉆進(jìn)成孔。鉆孔開始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動(dòng)鉆桿，使鉆頭抵住地面，在鉆桿上做好樁長控制標(biāo)志，然后開機(jī)鉆進(jìn)。鉆孔進(jìn)尺應(yīng)先慢后快，以便降低鉆桿晃動(dòng)幅度。在鉆孔過程中應(yīng)隨時(shí)檢查和糾正鉆孔的偏差，若出現(xiàn)鉆桿晃動(dòng)幅度較大或鉆進(jìn)困難時(shí)，應(yīng)降低鉆速，以免孔身嚴(yán)重偏斜，鉆頭損壞，鉆桿扭斷。在軟硬突變地層中鉆孔時(shí)，當(dāng)主機(jī)電流達(dá)到工藝試驗(yàn)確定的終孔電流、鉆頭進(jìn)入持力層50cm 后，方可終孔。在軟硬平緩地層中，鉆孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高之后，即可停鉆。

(5)灌注及拔管。CFG 樁鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，打開鉆頭閥門，開始泵送混合料，管內(nèi)空氣從排氣閥排出，當(dāng)鉆桿芯內(nèi)充滿混合料并與輸送管內(nèi)的混合料連續(xù)后提鉆后開始拔管，嚴(yán)禁先拔管后送料?；旌狭系臄嚢钁?yīng)嚴(yán)格按施工配合比進(jìn)行，要控制坍落度，防止堵管，混合料的供應(yīng)保證灌注連續(xù)進(jìn)行。拔管速率按工藝性試驗(yàn)確定的參數(shù)進(jìn)行控制，一般為1.2～1.5m/min，以防拔鉆過快造成樁徑偏小、縮徑或斷樁，成樁過程宜連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)避免因后臺供料慢而導(dǎo)致停機(jī)待料。在拔管過程中嚴(yán)禁反插，以免影破壞樁體完整性?；旌狭蠎?yīng)灌注至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5m 以上，并對樁頂以下2.5m 內(nèi)進(jìn)行振動(dòng)搗固，每根樁的投料量不得少于設(shè)計(jì)灌注量，施工完成后按設(shè)計(jì)標(biāo)高截除樁頭。灌注成樁完成后樁頂采用麻袋或濕黏土封蓋以進(jìn)行保護(hù)。

(6)移機(jī)。當(dāng)上一根樁施工完畢后，移開鉆機(jī)，清除覆土，對下一根樁的樁位進(jìn)行復(fù)核，然后鉆機(jī)就位，進(jìn)行下一根樁的施工。

(7)CFG 樁樁頭切除。采用小型機(jī)具配合人工清除樁間土。用墨線標(biāo)記設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，采用CFG 樁切割機(jī)沿墨線位置進(jìn)行切割。切割時(shí)，鋸片上的散熱水不能放得過多，避免浸泡地基。鋸片切割深度約17cm。沿一個(gè)方向切割后，再轉(zhuǎn)動(dòng)適當(dāng)?shù)慕嵌炔捎猛瑯拥姆椒ㄇ懈睢Ｇ懈顧C(jī)切好的樁頭，采用人工錘擊的方式砸斷樁頭內(nèi)未切斷的混凝土，人工推到，將截除的樁頭運(yùn)到指定的地點(diǎn)。

(8)質(zhì)量檢測。成樁后應(yīng)按規(guī)范及設(shè)計(jì)要求在達(dá)到相應(yīng)期齡時(shí)對樁身完整性、抗壓強(qiáng)度、單樁或復(fù)合地基承載力進(jìn)行檢測。檢測數(shù)量應(yīng)滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的頻率。

(9)樁帽施工。CFG 樁樁頭切除并經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，方可施工樁帽。樁帽采用現(xiàn)場立模，現(xiàn)場澆筑。樁帽為C35 鋼筋混凝土，直徑1m，CFG 樁伸入樁帽10cm。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

(1)施工前應(yīng)對地下水水質(zhì)進(jìn)行復(fù)測，如果檢測結(jié)果與設(shè)計(jì)不符，應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)單位，并對混凝土抗侵蝕性能進(jìn)行調(diào)整。施工用水應(yīng)符合有關(guān)施工規(guī)范要求，嚴(yán)禁使用有侵蝕性水源。

(2)嚴(yán)格按規(guī)范及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行試樁試驗(yàn)，對不同地質(zhì)的施工區(qū)域分別進(jìn)行，以檢驗(yàn)CFG 樁施工工藝、機(jī)械性能及控制參數(shù)。并根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題按現(xiàn)場實(shí)際情況修訂施工工藝以滿足設(shè)計(jì)要求。

(3)嚴(yán)格控制原材料的進(jìn)場質(zhì)量，原材料必須先檢后用。原材料的儲(chǔ)存應(yīng)采取相應(yīng)措施保障質(zhì)量穩(wěn)定。

(4)在鉆進(jìn)過程中，鉆桿發(fā)生較大搖晃或鉆進(jìn)困難時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)尺。

(5)混合料的攪拌應(yīng)按工藝試驗(yàn)確定的配合比、坍落度、拌和時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行控制，攪拌好的混合料應(yīng)具體良好的和易性、流動(dòng)性，避免堵管現(xiàn)象發(fā)生。

(6)泵送混合料時(shí)要掌握好提鉆時(shí)間，既嚴(yán)禁先拔管后送料造成樁端缺陷，也不得提鉆太晚，使鉆頭處的水泥漿液在泵送壓力下被擠出，造成管路堵塞。提鉆時(shí)采用靜止提拔，嚴(yán)格按試樁試驗(yàn)確定的參數(shù)控制拔管速度和混合料泵送速度，保證提拔均勻連續(xù)。避免超速拔管造成縮徑斷樁。

(7)在施工過程中應(yīng)及時(shí)檢查有無竄孔現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)現(xiàn)竄孔時(shí)應(yīng)采取有效的控制措施。如采取隔樁、隔排跳打方法、減輕鉆孔機(jī)械振動(dòng)、減少打樁推進(jìn)排數(shù)、合理延長打樁間隔時(shí)間。

(8)施工中應(yīng)保持排氣閥排氣通暢，防止被水泥漿堵塞，造成管內(nèi)空氣不能正常排出，導(dǎo)致混合料內(nèi)夾裹氣囊，形成樁體空芯的質(zhì)量缺陷。

(9)泵送混合料時(shí)應(yīng)確保送料連續(xù)均勻，因故停料中斷時(shí)，第二次送料的重疊長度不應(yīng)小于0.5m，若因故停噴時(shí)間過長，無法接續(xù)時(shí)，應(yīng)在原樁位旁進(jìn)行補(bǔ)樁處理。

(10)混合料泵送完成后對樁頂以下2.5m 內(nèi)進(jìn)行振動(dòng)搗固。

(11)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需施工的樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位準(zhǔn)確。

(12)清樁間土和截樁時(shí)，因采用小型機(jī)械配合人工進(jìn)行，避免造成樁身斷裂。

(13)CFG 樁施工后28 天內(nèi)不得有任何施工機(jī)械在上面行走。

(14)褥墊層鋪設(shè)采用靜力壓實(shí)法，在基礎(chǔ)底面下樁間土含水量較小時(shí)，也可采用動(dòng)力夯實(shí)。

(15)冬季施工時(shí)，混合料入孔溫度不得低于5℃，對樁頭和樁間土應(yīng)進(jìn)行覆蓋保溫。

(16)施工過程中，質(zhì)檢人員全程旁站監(jiān)督，并作好施工記錄。記錄鉆壓電流值、孔深、單孔混合料灌入量、堵管及處理措施等。

5 結(jié)束語

在CFG 樁實(shí)際施工中，掌握以上技術(shù)要求和質(zhì)量控制要點(diǎn)能較好的保證施工質(zhì)量，并解決各種常見問題，為工程建設(shè)節(jié)約工期，提高施工質(zhì)量提供了良好基礎(chǔ)。