CFG樁在道路地基加固中的應用研究

劉巖

摘 要：為了探索CFG樁在道路路基加固中的具體應用首先對CFG樁的加固機理進行了分析，并從施工準備階段、施工階段以及后期監(jiān)測階段三個方面對CFG樁的施工流程進行了分析，最后從原材料的控制、配合比控制以及沉管垂直度控制三個方面論述了具體的控制措施。

關鍵詞：CFG樁；道路；路基加固；軟弱土地基

中圖分類號：TV223 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）35-0138-02

1 概述

CFG樁地基加固在工程建設領域當中是一種較為常見的地基處理方式，CFG樁與天然土層結合在一起可以實現(xiàn)對地基的有效加固，從而滿足上部結構承載力的實際需求。在道路地基加固中CFG樁加工具有較為廣泛的應用，但是在CFG樁施工過程中必須要嚴格按照相關施工工藝進行，否則必然會嚴重影響路基加固的質(zhì)量，很容易導致道路后期出現(xiàn)不均勻沉降等質(zhì)量通病?；诖朔N情況， 在本文當中筆者對CFG樁在道路地基加固中的應用進行了全面的分析。

2 CFG樁加固機理分析

CFG樁是粉煤灰碎石攪拌樁的簡稱，是一種由粉煤灰與水泥共同組成的高強度粘結體，CFG、褥墊層以及樁間土共同構成復合地基，同時CFG與樁間土共同承載上部結構所傳遞的荷載。由于CFG樁的強度較高，同時與樁間土存在摩擦效應，因此，CFG不僅存在樁端承載力，同時也存在著側磨阻力，與PHC樁、灌注樁等存在著類似的特征。其次由于擠土效應的存在，原來的天然地基承載力也會在一定程度上被提升，因此，可以有效實現(xiàn)對地基土的加固。褥墊層對于CFG地基加固也具有非常重要的作用，在CFG地基加固當中，上部荷載是由CFG樁與天然土層共同承擔的，但是二者對于荷載的分擔主要是通過剛度來進行調(diào)節(jié)的，即誰的剛度大誰承擔的荷載就多，因此，如果不設置褥墊層則上部結構所傳遞的荷載基本上都是由CFG樁來承擔，但是在設計時往往都會考慮天然土層的承載力，這就必然導致CFG樁所收到的荷載超過了設計荷載，最終導致質(zhì)量通病的誕生。而通過褥墊層的設置可以實現(xiàn)對天然地基剛度的控制，從而實現(xiàn)對CFG樁與天然土層所承擔荷載的有效調(diào)節(jié)，在充分利用CFG樁承載力的同時，也利用了天然土層原有的承載力，實現(xiàn)了地基加固，避免了后期不均勻沉降。

在道路施工過程中由于空間跨度較大，因此，所遇到的地基情況也相對較為復雜，對于軟弱土地基來說如果不進行處理則必然無法滿足道路路基的使用需求，同時也會造成路面破壞，但是軟弱土地基并非完全不具備承載能力，如果采用換填等方式進行處理則需要耗費大量的人力成本，而通過CFG樁對地基進行加固即避免了對路基的大范圍處理，同時也有效利用了原有地基的承載力，是一種較為恰當?shù)奶幚矸绞?。但是如果CFG設計不按照規(guī)定的施工工藝與施工流程進行，則地基加固質(zhì)量必然會受到較為嚴重的影響。

3 CFG樁道路地基加固施工流程

CFG樁施工流程具體來說可以分為施工準備階段、施工階段以及后期監(jiān)測階段三個不同的階段，在下文當中將對不同階段的工作內(nèi)容進行全面的分析。

3.1 施工準備階段

在施工準備階段首先需要完成場地平整、材料準備、機械準備以及定位放線等內(nèi)容。場地平整是施工準備的第一步，只有完成場地平整才能為提供進一步施工的條件。材料準備主要工作內(nèi)容為相關施工材料的進場，主要材料為CFG樁澆筑材料進場。現(xiàn)階段CFG樁已經(jīng)逐漸采用混凝土替代了粉煤灰進行澆筑，在混凝土進場時需要對材料進行全面的檢驗。機械進場的主要內(nèi)容為協(xié)調(diào)相關機械進場施工，如長螺旋鉆機等機械設備。定位放線的主要內(nèi)容則是根據(jù)圖紙中的內(nèi)容，確定CFG樁的具體位置。

3.2 施工階段

在樁機就位之后則直接進入到施工階段，在完成垂直度控制之后鉆機開始鉆孔，并需要鉆至設計深度，在完成鉆孔之后，需開始泵送樁體混合材料，并對材料進行攪拌，完成攪拌的下一道工序為拔鉆桿，在拔鉆桿的過程中必須要合理控制拔鉆桿速度，避免對樁間土造成破壞。如遇堵管或其他故障，應及時處理，若鉆頭提出原灌入混凝土料面，先將鉆頭蓋進行閉合處理，再將鉆頭插入混凝土面下1.0～2.0m深度后再對樁體進行灌注。當上一根樁施工完成后，重復以上步驟進行下一根樁的施工，在樁機移動過程中防止樁機本身和支腿對樁體的破壞。樁機移機至下一樁位施工時，應根據(jù)軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行復核，保證樁位準確。在完成CFG樁基施工之后還需要鋪設褥墊層，褥墊層的鋪設必須要按照設計規(guī)定進行，不得隨意更改設計材料與設計厚度。

3.3 后期監(jiān)測階段

在完成CFG樁基施工與褥墊層鋪設之后還需要進一步對CFG進行監(jiān)測，監(jiān)測的主要內(nèi)容為樁身的完整性與靜載荷實驗，在監(jiān)測時往往隨機抽取部分樁基作為監(jiān)測對象，同時還需要對樁基施工之前預留的混凝土強度進行檢測。

4 CFG樁道路地基加固中的質(zhì)量控制措施

在CFG樁基地基加固當中經(jīng)常出現(xiàn)的問題有縮徑、斷樁、混合料離析等。其中縮徑和離析對承載力影響明顯，有些情況下會造成結構的脆性破壞；斷樁對地基承載力的影響程度目前仍有較大爭議，不同的斷面形式影響不同（斷面傾角α存在一臨界值，該值與樁截面積和樁身摩擦系數(shù)成正比），當α大于該臨界值時，在不考慮斷面對水平力影響的情況下，對豎向承載力的影響較大。因此，必須要針對相關問題采取必要的質(zhì)量控制措施才能有效保證CFG樁地基加固質(zhì)量，具體來說主要包含以下幾個方面的內(nèi)容。

4.1 原材料的控制

原材料所存在的問題是導致CFG地基加固出現(xiàn)問題的重要原因之一，因此，必須要加強對原材料質(zhì)量的控制，具體來說原材料的質(zhì)量控制即是對CFG地基樁體材料的控制以及就褥墊層碎石質(zhì)量的控制。CFG樁體材料必須要滿足以下要求：碎石必須滿足5～40mm的連續(xù)級配要求；黃砂必須滿足Ⅱ區(qū)中砂要求，含泥量<3%；水泥宜采用32.5級以上普通硅酸鹽水泥；粉煤灰質(zhì)量標準應達到二級以上，燒失量<8%。褥墊層碎石碎石質(zhì)量的控制主要是碎石剛度以及粒徑大小的控制，一般來說褥墊層采用砂礫石，同時粒徑不得超過8cm。endprint

4.2 配合比控制

適合的配合比是保障CFG樁體強度與剛度的重要基礎，同時也是保障CFG樁施工的基礎，一般情況下在實際施工中CFG樁都是通過群樁來實現(xiàn)對地基的有效加固，因此，對于單個樁基的強度要求并不是很高，但是如果配合比不合適則會導致坍落度、水灰比等基本參數(shù)可能會存在著較大的問題，不僅不利于CFG樁強度的發(fā)揮，也很容易導致在施工過程中出現(xiàn)斷樁等質(zhì)量事故，最終嚴重影響施工質(zhì)量。一般情況下CFG樁體材料的坍落度需要控制在5cm左右，水灰比控制在0.5左右，而水泥劑量則控制在15%左右。

4.3 控制沉管垂直度

在CFG樁基施工中垂直度控制是極為重要的內(nèi)容，如果CFG樁的垂直度無法控制，則不僅會嚴重影響有效樁長，同時還會進一步導致受力情況發(fā)生變化，最終嚴重影響樁基承載力。一般情況下，在CFG施工中必須要保障樁體的垂直度<1%。CFG樁施工前，應對作業(yè)面進行平整，對樁位及高程進行測量放樣，樁管套入的預制鋼筋混凝土尖或樁管下端的活瓣尖在下沉前，其軸線與樁管軸線應豎直一致并處于樁孔中心。這一點可在塔架上端懸掛一測錘進行校核。同時成孔設備就位后，必須平正、穩(wěn)固，確保在施工中不發(fā)生傾斜移動及CFG樁的垂直度。

5 結束語

在最近幾年當中隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，道路工程在全國范圍內(nèi)正在火熱開展，但是不良地質(zhì)條件對道路工程施工的進行存在著一定的不利影響，必須要對其進行全面加固?；诖朔N情況，在本文當中筆者結合自己的實際工作經(jīng)驗，對CFG樁在道路路基加固中的應用進行了全面的分析，并總結了質(zhì)量控制的具體措施。

參考文獻：

[1]魏亮.路基地基處理CFG樁“七區(qū)段”施工流程創(chuàng)新在商合杭鐵路的應用[J].低碳世界，2016（24）：210-211.

[2]彭丹.CFG樁與高速公路軟土路基處理的應用研究[J/OL].建筑知識，2016（04）.

[3]李彥民，隋孝民.CFG樁復合地基在全風化巖無砟軌道路基沉降控制中的應用研究[J].路基工程，2014（01）：49-52+57.

[4]王建，周俊，徐建業(yè).高速鐵路CFG樁-帽-網(wǎng)結構路基沉降控制的現(xiàn)場試驗研究[J].鐵道勘察，2012，38（04）：17-21.

[5]李玉書.高速鐵路客運專線路基CFG樁施工流程及常見的質(zhì)量問題和控制措施——以長螺旋成孔管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁法為例[J].安徽建筑，2010，17（06）：111-113.

[6]何云 .石武客運專線路基基底處理CFG樁施工技術[J].科技信息，2009（03）：678+675.

[7]蔣輝.高速鐵路路基CFG樁施工工藝及質(zhì)量控制研究[J].山西建筑，2009，35（03）：131-132.endprint