CFG樁施工技術(shù)在水利工程基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用

程玉贊

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程技術(shù)不斷的改進(jìn)，針對(duì)軟基處理的施工技術(shù)越來(lái)越多，CFG樁就是其中之一。具有承載力高、沉降小、變形穩(wěn)定快、施工方便、易于控制施工質(zhì)量、工程造價(jià)低、效益顯著等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到建筑工程，路橋工程、水利工程等軟土基礎(chǔ)處理中。文章作者根據(jù)自己多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，首先分析了CFG樁加固地基的工藝機(jī)理，然后著重分析了其施工方法以及施工技術(shù)控制要點(diǎn)，供大家參考。

關(guān)鍵詞：CFG樁；加固地基機(jī)理；施工技術(shù)

CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）是由碎石加入一些粉煤灰、石屑以及少量水泥，加水拌和，用振動(dòng)沉管打樁機(jī)等機(jī)具制成的具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。CFG樁是一種軟土地基處理新技術(shù)，適用于粘性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等土質(zhì)環(huán)境，以下文章就對(duì)CFG樁施工技術(shù)展開分析探討。

1 CFG樁加固地基的機(jī)理

CFG樁和樁間土一起通過(guò)褥墊層形成CFG復(fù)合地基，CFG樁復(fù)合地基區(qū)別于樁基的主要特點(diǎn)是：充分考慮發(fā)揮樁間土的承載力，所以施工中應(yīng)盡可能減小樁間土的擾動(dòng)；褥墊層一般為中砂、粗砂、級(jí)配砂石或碎石等，最大粒徑不宜大于30mm，褥墊層的厚度宜取150～300mm，當(dāng)樁徑大或樁距大時(shí)褥墊層厚度取高值，褥墊層的存在為樁向上刺入提供了條件，褥墊層減少了基底的應(yīng)力集中現(xiàn)象。樁頂上的墊層材料在受壓的同時(shí)會(huì)擠向周圍樁間土，以保證在任一荷載下樁和樁間土始終共同作用，這樣就大幅度提高了地基的承載力。

2 施工工藝

2.1 鉆機(jī)就位。每根樁就位前應(yīng)核對(duì)圖紙與樁位，確保就位符合設(shè)計(jì)要求。鉆機(jī)必須鋪墊平穩(wěn)，確保機(jī)身平整，鉆桿垂直穩(wěn)定牢固，鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位。鉆尖與樁點(diǎn)偏移不得大于10mm。垂直度控制在1%以內(nèi)。

2.2 開鉆、清泥。開鉆前必須檢查鉆頭上的契形出料口是否閉合，嚴(yán)禁開口鉆進(jìn)，鉆頭直徑控制在500+20mm，鉆尖接觸地面時(shí)，下鉆速度要慢，鉆進(jìn)速度為1.0～1.5m/min或根據(jù)試樁確定。成孔過(guò)程中，一般不得反轉(zhuǎn)和提升鉆桿，如需提升鉆桿或反轉(zhuǎn)應(yīng)將鉆桿提升至地面，對(duì)鉆尖開啟門須重新清洗、調(diào)試、封口。進(jìn)入軟硬層交界時(shí)，應(yīng)保證鉆桿垂直，緩慢進(jìn)入，在含有磚塊、雜填土層或含水量較大的軟塑性土層鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)盡量減少鉆桿晃動(dòng)，以免孔徑變化異常，鉆進(jìn)時(shí)注意電流變化狀態(tài)，電流值超越操作規(guī)程時(shí)，應(yīng)及時(shí)提升排土，直至電流變化為正常狀態(tài)，鉆出的土應(yīng)隨鉆隨清，鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)將鉆桿周圍土方清除干凈，鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢查鉆桿垂直度，確保鉆桿垂直，并作好記錄。

2.3 終孔。鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)由質(zhì)檢人員進(jìn)行終孔驗(yàn)收，經(jīng)驗(yàn)收合格并作好記錄后，進(jìn)行壓灌混凝土作業(yè)。

2.4 混凝土攪拌。根據(jù)設(shè)計(jì)樁基混凝土的C20等級(jí)，由實(shí)驗(yàn)室提供配比，混凝土塌落度為18+2cm。嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)程操作，攪拌時(shí)間1.5分鐘，重量偏差，水泥+2%。

2.5 地泵輸送混凝土。地泵與鉆機(jī)距離一般應(yīng)控制在60m以內(nèi)。混凝土的泵送要連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)鉆機(jī)移位時(shí)，地泵內(nèi)的混凝土應(yīng)連續(xù)攪拌，泵送混凝土?xí)r，應(yīng)保持斗內(nèi)混凝土的高度，不得低于40cm。

2.6 壓灌成孔。成孔至設(shè)計(jì)深度后開啟定心鉆尖，接著壓入制備好的坍落度為18+2cm混凝土，而后邊壓灌邊提鉆。

壓灌混凝土的提鉆速度由樁徑直徑、輸灰系統(tǒng)管線長(zhǎng)度、內(nèi)徑尺寸、單臺(tái)攪拌機(jī)一次輸灰量在孔中的灌入高度、供灰速度等因素確定。壓灌與鉆桿提升配合好壞，將嚴(yán)重影響樁的質(zhì)量，如鉆桿提升晚將造成活門難以打開，致使泵壓過(guò)大，憋破膠管，如鉆桿提升快，將使孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，流砂涌入產(chǎn)生沉渣而削弱樁的承載力，因此要求壓灌與提升的配合要恰到好處。一般提升速度為2m/min或現(xiàn)場(chǎng)試樁全地確定。

3 CFG樁關(guān)鍵工序控制措施

壓灌時(shí)必須連續(xù)進(jìn)行，泵斗內(nèi)要有一定的混凝土容量，混凝土容量要高出進(jìn)料口40cm以上，以防吸進(jìn)空氣，當(dāng)泵口混凝土低于進(jìn)料口時(shí)應(yīng)即時(shí)通過(guò)口哨通知鉆機(jī)停止提升鉆桿，待混凝土攪拌好時(shí)再進(jìn)行壓灌。

在壓灌過(guò)程中，孔底1～2m段提鉆速度放慢，中段可快些，上部3m放慢。直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，并超出設(shè)計(jì)標(biāo)高1.0m停止壓灌。

壓灌前計(jì)算混凝土用量，成樁后檢查每充盈系數(shù)不小于1.0。

4 CFG樁施工質(zhì)量技術(shù)措施

（1）測(cè)量員要對(duì)軸線樁位進(jìn)行復(fù)核，確保每根樁位置都符合設(shè)計(jì)要求，樁位正確。（2）質(zhì)檢員要對(duì)灌注樁施工的每一道工序認(rèn)真進(jìn)行復(fù)核，（鉆機(jī)就位、樁體材料制備、樁頂標(biāo)高等）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和施工驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行施工，做好隱蔽工程驗(yàn)收工作。（3）試驗(yàn)員要嚴(yán)格控制砼質(zhì)量，定期檢查砼坍落度和易性，按規(guī)定做好試塊及進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。（4）鉆孔過(guò)程中操作人員要密切注意鉆進(jìn)情況，發(fā)現(xiàn)鉆桿劇烈抖動(dòng)等異常情況應(yīng)立即停機(jī)，技術(shù)管理人員立即采取措施予以解決。（5）成樁過(guò)程中，為保證樁身質(zhì)量，提鉆速度要和灌注的樁體材料相匹配。（6）長(zhǎng)螺旋鉆孔CFG樁施工時(shí)應(yīng)配制水泥砂漿，在每班開始施工前，先泵送水泥砂漿，潤(rùn)滑砼輸送系統(tǒng)，防止堵管事故的發(fā)生。（7）遇到突然停電事故，要及時(shí)啟動(dòng)自備發(fā)電機(jī)將鉆桿提出鉆孔，并及時(shí)拆卸砼輸送導(dǎo)管，清除輸送泵及導(dǎo)管中砼，并用水及時(shí)沖洗干凈。

5 CFG樁施工過(guò)程中常見問(wèn)題及處理方法

5.1 縮頸或斷樁。主要原因是由于灌裝填料配比有誤及攪拌時(shí)間不夠；冬施混合料保溫措施不當(dāng)；拔管速度控制不好；開槽機(jī)樁頂處理不好。預(yù)防措施：（1）要嚴(yán)格按不同土層進(jìn)行配料，攪拌時(shí)間要充分。（2）做好成孔、攪拌、壓灌、提鉆各道工序的密切配合，提鉆速度應(yīng)與混凝土泵送量相匹配，嚴(yán)格掌握混凝土的輸入量大于提鉆產(chǎn)生的空孔體積，使混凝土面經(jīng)常保持在鉆頭以上1m，以免在混凝土中形成充水的孔洞。（3）控制拔管速度，按提鉆速度產(chǎn)生的空氣體積略小于混凝土泵送量，留振20s左右。

5.2 堵管。施工中由于外界環(huán)境的變化、混合料坍落度的損失、停機(jī)待料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)以及機(jī)械故障等原因常產(chǎn)生堵管。

處理方法：對(duì)混凝土泵管進(jìn)行覆蓋灑水降溫，減小外界環(huán)境對(duì)混合料的影響；對(duì)坍落度的損失大的混合料運(yùn)回拌和站進(jìn)行處理；停機(jī)待料時(shí)，要每隔10min左右打一次反泵，縮短混合料的停置時(shí)間，減少堵管的發(fā)生頻次，如停滯時(shí)間過(guò)長(zhǎng)要及時(shí)對(duì)鉆機(jī)及泵管進(jìn)行清洗；如機(jī)械故障立即將電源切斷，并及時(shí)清洗泵管泵機(jī)；另外，在施工中，由于拔管速度過(guò)慢，泵送量過(guò)大，使芯管內(nèi)混合料擠壓密實(shí)，發(fā)生堵管，施工中泵機(jī)司機(jī)與鉆機(jī)司機(jī)要固定不變，并配備有效的通信聯(lián)系工具，減少堵管的發(fā)生。

5.3 與振動(dòng)沉管成樁相比，長(zhǎng)螺旋成樁問(wèn)題要相對(duì)較少。主要是由于拌合料的質(zhì)量缺陷以及配合比問(wèn)題而造成的堵管，只要注意細(xì)骨料和粉煤灰的配合比以及混凝土坍落度的控制，以及鉆桿在進(jìn)入預(yù)定高度后，開始泵送混凝土，待鉆桿芯管及輸送管充滿混凝土且呈連續(xù)體后，及時(shí)提鉆就可以很好的解決長(zhǎng)螺旋成樁的問(wèn)題了。

6 結(jié)語(yǔ)

CFG樁作為軟土地基處理新技術(shù)，其施工簡(jiǎn)單、擠密效果好、承載力提高等優(yōu)點(diǎn)，還能夠很好的與褥墊層、樁間土結(jié)合在一起，共同構(gòu)成復(fù)合地基，很大程度的提高地基的承載力，有效的控制軟土地基的沉降，給基礎(chǔ)施工帶來(lái)了諸多的便利。因此CFG樁在我國(guó)工程建設(shè)中得到大力的推廣，相信在不久的將來(lái)，隨著各種新技術(shù)的不斷研發(fā)，CFG樁施工技術(shù)在軟土地基的應(yīng)用與發(fā)展將前景無(wú)限。

參考文獻(xiàn)

[1] 閻明禮，張東剛.CFG樁復(fù)合地基技術(shù)及工程實(shí)踐[M].北京：中國(guó)水力水電出版社，2001.

[2] 徐至鈞.水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.