關(guān)于CFG樁在公路軟基路段處理中的應(yīng)用

張 暉 姜保軍

河南省中州公路工程有限公司

關(guān)于CFG樁在公路軟基路段處理中的應(yīng)用

張 暉 姜保軍

河南省中州公路工程有限公司

CFG樁是國內(nèi)上世紀(jì)80年代末研發(fā)的一項地基加固技術(shù)，其是在施工中與樁間土和褥墊層共同組成人工復(fù)合地基提高地基承載力，該種工藝可通過增長樁長將上部荷載傳遞到更深土層內(nèi)而具有承載力提升幅度大、模量高、沉降穩(wěn)定快等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于地基或路基處理工程中，采用該種工藝可顯著提高地基承載力并會減少工后剩余沉降，因此說該工藝具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。本文結(jié)合具體工程案例，對公路軟基路段處理中CFG樁施工準(zhǔn)備、施工工藝及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

CFG樁；公路軟基路段；施工準(zhǔn)備

一、工程概況

某段公路工程總長度為13km，根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，該段地質(zhì)情況分布主要為亞粘土、淤泥、細(xì)砂和全風(fēng)化粗砂巖，淤泥層厚13m左右，呈深灰色，飽和流塑狀，含較多粉砂和腐殖質(zhì)。淤泥層呈流塑狀，對管壁有一定的壓力。設(shè)計為CFG樁，樁長18m，間距1.4m，為正三角分布。

二、公路軟基路段處理中CFG樁施工準(zhǔn)備

1、機械設(shè)備的選用。CFG樁多用振動沉管樁機施工，也可用螺旋鉆機。對于粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土、人工填土及松散砂土，使用振動沉管樁機可以提高地基承載力、減少地基變形以及消除地基液化;對夾有硬土層的地質(zhì)條件，宜采用螺旋鉆預(yù)引孔，然后再用振動沉管機制樁。

2、嚴(yán)格控制進(jìn)場材料。選定材料前取樣進(jìn)行試驗，試驗合格后方可購買進(jìn)場，對進(jìn)場材料檢查有無雜物;碎石有無風(fēng)化石、泥塊，石粉含量是否過大;砂石原材料應(yīng)分開堆放。對原材料嚴(yán)格按要求頻率進(jìn)行抽檢。

3、配合比控制。施工前應(yīng)按設(shè)計要求由試驗室進(jìn)行配合比試驗，施工時嚴(yán)格按配合比配置混合料，有條件采用攪拌站拌合最好。采用小型攪拌機，現(xiàn)場需有完好的磅秤，并定期對運料車進(jìn)行稱量標(biāo)定。

4、確定樁長。由于軟基段的淤泥層深度變化較大，在正式打樁前，每50米范圍內(nèi)選取三個斷面進(jìn)行試打，由業(yè)主、監(jiān)理、施工單位一起根據(jù)樁管打入深度確定樁長。

三、公路軟基路段處理中CFG樁施工工藝

1、試樁。在大面積施工前應(yīng)結(jié)合地質(zhì)情況選取具有代表性工點進(jìn)行試樁，試樁根數(shù)不應(yīng)少于5根，試樁的目的是為了取得符合設(shè)計要求的沉管速率、延米投料量、拔管速率、塌落電流及充盈系數(shù)等工藝控制參數(shù)，并在其質(zhì)量檢驗合格后作出試驗報告，將其中數(shù)據(jù)作為后期施工中參數(shù)的控制依據(jù)。

2、混合料拌合。CFG樁施工用料必須采取攪拌站集中拌和以控制混合料質(zhì)量，拌合中應(yīng)嚴(yán)格按照配合比配料，每盤料的拌合時間應(yīng)參照普通混凝土的拌合時間，一般控制在90-120s范圍內(nèi)，水的投加量以及拌合時間應(yīng)根據(jù)實驗確定，最終混合料的坍落度控制在90-110mm范圍內(nèi)。

3、設(shè)備進(jìn)場。打樁機、攪拌機、材料進(jìn)入現(xiàn)場，根據(jù)樁長、沉管入土深度確定機架高度，并進(jìn)行設(shè)備組裝。打樁機沉管表面應(yīng)有進(jìn)尺標(biāo)記。在樁位位置預(yù)埋混凝土樁尖(埋入地表下約30cm，外露20cm)，樁管底口卡住樁尖凸頭，密貼、無縫隙。

4、沉管。啟動振動器，使沉管在振動作用下下沉至設(shè)計標(biāo)高，停機。沉管過程中需注意調(diào)整樁機的穩(wěn)定，避免傾斜，做好電流變化記錄，并對土層變化予以說明。沉管過程中做好記錄。

5、投料?；旌狭蠑嚢璨捎矛F(xiàn)場混凝土攪拌機拌和，按照實驗室給出的C15混凝土施工配合比進(jìn)行配料，混凝土攪拌用各原材料必須經(jīng)過嚴(yán)格稱量，計量誤差在規(guī)范范圍之內(nèi)?；旌狭纤涠瓤刂圃?0mm～120mm。

6、拔管。拔管是邊拔邊振，拔管速率初始時宜慢，以保證混合料灌滿孔底，拔管過程中不允許反插，連續(xù)拔管至樁頂。施工樁頂標(biāo)高宜高于設(shè)計標(biāo)高50cm，浮漿厚度不超過20cm。拔管過程中應(yīng)注意拔管速率，拔管速度應(yīng)該的先慢后快，初始拔管速度(4m)控制在1.5～2m/min，其后拔管速度控制在2.5～3m/min。

7、移機。沉管拔出并確認(rèn)成樁符合設(shè)計與規(guī)范要求后，對樁頭用粘土封頂，移機進(jìn)行下一根樁的施工。

8、成樁檢測。素混凝土樁施工完成，待樁體強度達(dá)到設(shè)計值后，由專業(yè)檢測單位采用低應(yīng)變檢測樁身完整性，并通過鉆芯法對樁身強度及完整性進(jìn)行驗證，若出現(xiàn)不合規(guī)格的施工段，則采取加大檢測頻率來檢驗施工質(zhì)量。

四、公路軟基路段處理中CFG樁施工質(zhì)量控制

1、樁徑和垂直度。施工中應(yīng)保證每顆樁實際混合料灌注量不低于設(shè)計量，灌注后的充盈系數(shù)應(yīng)大于1，施工中除了保證塔身四周的垂直標(biāo)桿調(diào)節(jié)塔身導(dǎo)桿后尚應(yīng)采用水平尺檢查鉆機機架水平度，同時應(yīng)檢查鉆機塔身和鉆桿是否垂直，若垂直度不足則應(yīng)調(diào)節(jié)塔身垂直標(biāo)桿直至垂直度不超過1%。

2、拔管速率。施工中應(yīng)嚴(yán)格控制混合料泵送量與拔管速率相匹配以免出現(xiàn)停泵待料現(xiàn)象，并避免拔管速率過快形成樁徑偏小或縮頸斷樁，拔管速率過慢導(dǎo)致水泥漿分布不均勻而形成離析，最終導(dǎo)致樁頂浮漿過多并影響樁身強度。

3、樁長保護(hù)。成樁后一般應(yīng)較設(shè)計樁長加長0.5m左右以保證樁長，并在沉管拔出后用插入式振搗棒對樁頂混合料加振3-5s以提高該部位密實度，整樁施工完畢后應(yīng)用人工進(jìn)行樁間土清理和樁頭鑿除，鑿除樁頭時應(yīng)嚴(yán)禁用大錘直接夯擊樁頭將樁身震碎，而應(yīng)用鋼釬對稱將多余部分鑿除，后用小錘和鋼釬進(jìn)行樁頂找平，最終保證樁頂不存在斜面。

4、混合料強度控制。混合料拌合時應(yīng)嚴(yán)格按照試驗配合比配料，拌合過程中應(yīng)經(jīng)常測定砂石含水量，并通過觀察混合料塌落度等來分析其配合比，并應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定做試塊以準(zhǔn)確檢測、反應(yīng)成樁的抗壓強度。

5、施工監(jiān)測。在施工過程中，要加強監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，以便采取有效措施，控制成樁質(zhì)量，重點應(yīng)做好以下幾方面的監(jiān)測：

(1)施工前要測出場地的標(biāo)高，測點應(yīng)有足夠的數(shù)量和代表性。在打樁過程中則要隨時檢測地面是否發(fā)生隆起。因為斷樁常和地表隆起相聯(lián)系。

(2)施工過程中要隨時注意已打樁樁頂標(biāo)高的變化，尤其是觀測樁距最小的已打樁。因為在打新樁時，測量已打樁樁頂?shù)纳仙浚晒浪銟稄娇s小的數(shù)值，以判斷是否產(chǎn)生縮徑。

(3)對樁頂上升量較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量問題的樁應(yīng)進(jìn)行開挖查看，并做出必要的處理。

五、結(jié)束語

綜上所述，CFG樁施工技術(shù)具有造價低、質(zhì)量易控制的特點，其最大優(yōu)點是工后沉降小，節(jié)省施工時間。采用CFG樁技術(shù)加固公路軟土地基是有效的、可靠的。雖然在施工過程中可能會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，但只要找到原因，采取相應(yīng)的處理辦法，CFG樁還是能取得較好的社會和經(jīng)濟效益。

[1]史濤.CFG樁在軟土地基加固中的應(yīng)用[J].科技資訊，2010年26期.