CFG樁在港口堆場地基處理中的應(yīng)用

王斌 王洪

摘 要：CFG樁作為一種新型的地基處理技術(shù)，在軟土地基改良工程中得到廣泛使用，文章通過工程實例介紹了CFG樁在堆場地基處理中的應(yīng)用，對CFG樁在施工中存在的質(zhì)量通病進(jìn)行了深入的分析，并提出了一套行之有效的解決辦法，可供參考。

關(guān)鍵詞：CFG樁 復(fù)合地基 承載力

1 工程概況

黃石港棋盤洲港區(qū)一期工程（首階段）道路堆場工程位于黃石市陽新縣韋源口鎮(zhèn)棋盤路東南側(cè)，上距黃石市約29km、距武漢市143km，順江東下離九江99km、下距上海982km，地理坐標(biāo)東經(jīng)114°32-115°30，北緯29°30-30°20。本工程設(shè)計1座堆取料機(jī)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)總長650.68m，寬度為12m?；A(chǔ)頂面設(shè)計高程為19.86～19.84m，堆取料機(jī)軌道采用P50型，軌距8m，軌頂標(biāo)高20.00m。軌道基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆軌道梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自上而下依次為現(xiàn)澆鋼筋混凝土軌道梁、C15素混凝土墊層、碎石墊層、CFG樁復(fù)合地基。如圖1所示為堆取料機(jī)基礎(chǔ)典型斷面圖。

2 工程地質(zhì)

根據(jù)地質(zhì)勘察資料，本場地土層在勘探深度范圍內(nèi)自上而下依次為：

（1）0A層雜填土：雜物混少量粘性土；

（2）0B層素填土：松散，其土質(zhì)中有植物根莖，為耕植土；

（3）1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土：流塑，混有腐殖質(zhì)；

（4）2-1層粉質(zhì)黏土：可塑，部分是黏土，土質(zhì)比較均和；2-2層粉質(zhì)黏土：軟塑，局部流塑，夾有薄厚不均的粉土或粉砂；

（5）3-1層粉細(xì)砂：松散-稍密，飽和，粉細(xì)砂為主，混粉土，偶夾粉質(zhì)粘土薄層；3-2層粉細(xì)砂：中密，飽和，土質(zhì)較均勻，混中砂；3-3層粉細(xì)砂：密實，飽和，土質(zhì)較均勻，混中砂。

此層土體在較大荷載作用下依然存在一定的沉降，考慮堆取料機(jī)基礎(chǔ)對地基基礎(chǔ)沉降量有嚴(yán)格的要求，因此采用CFG樁對堆取料機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。

3 CFG樁復(fù)合地基處理施工工藝

C F G樁樁徑5 0 0 m m，樁長11～15m，樁底均穿過軟弱土層，進(jìn)入粉細(xì)砂層，樁與樁的間隔為1.5m，以梅花型安置，經(jīng)過處理過后的地基承載力特征值為280kPa。CFG樁施工流程如下：

（1）鉆機(jī)準(zhǔn)備：鉆機(jī)就位后，檢查樁架、鉆桿的垂直度，待樁架、鉆桿垂直度均滿足要求后開始下鉆。

（2）混合料攪拌：混合料的拌制按照預(yù)先計算好的配合比進(jìn)行配料。

（3）鉆進(jìn)成孔：鉆進(jìn)速度不宜過快，當(dāng)出現(xiàn)鉆進(jìn)困難或鉆桿持續(xù)抖動時，應(yīng)立即放慢鉆進(jìn)速度，待鉆機(jī)狀態(tài)恢復(fù)正常后以正常速度鉆進(jìn)。當(dāng)鉆進(jìn)過程中聽到異響或卡鉆時，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，進(jìn)行原因排查分析，待故障排除后再繼續(xù)鉆進(jìn)，直至設(shè)計底標(biāo)高。

（4）灌注及拔管：鉆機(jī)在泵送混凝土鉆桿滿2/3時方可提鉆，邊提鉆邊泵送，機(jī)前指揮在確定鉆桿的埋深情況下指揮機(jī)手的提鉆速度，鉆桿不能提拔太快，否則容易提空發(fā)生斷樁，不能提鉆太慢容易發(fā)生堵管現(xiàn)象。澆注過程中施工人員要緊密配合，注意灌注速度，防止灌注時間過長，混凝土流動性降低，發(fā)生堵管現(xiàn)象。當(dāng)灌注到設(shè)計標(biāo)高后，停止泵送。施工樁頂高程應(yīng)比設(shè)計高程高≥50cm，樁施工完成后，應(yīng)在樁頂封頂起到保護(hù)的作用。在CFG樁施工過程中，對每一個樁做現(xiàn)場記錄，泵送時應(yīng)注意坍落度控制，宜為30～50mm。

（5）移機(jī)：上一根樁施工完畢，必須要把鉆機(jī)鉆頭的防護(hù)措施做到位，移位至下一個樁位施工。

4 CFG樁施工質(zhì)量通病及防治措施

4.1 樁孔偏斜

樁孔垂直度偏差不符合要求，斜孔可能原因如下：

① 遇地下障礙如移動孤石、砼等，將鉆桿擠向邊。

② 遇到軟硬土層交界處，迫使鉆桿鉆進(jìn)效率地下，如果貿(mào)然加壓快進(jìn)會導(dǎo)致鉆桿受力彎曲。

③ 場地凹凸不平，導(dǎo)致架導(dǎo)向桿從垂直狀態(tài)傾向偏斜，或鉆機(jī)不平穩(wěn)，鉆進(jìn)的過程中由于鉆桿搖動致使斜孔。

解決措施：施工前對場地進(jìn)行平整加固，確保不發(fā)生沉降，樁架垂直度在設(shè)計要求范圍內(nèi)方可下鉆；施工過程中若遇到軟硬交界土層宜慢速鉆進(jìn)平穩(wěn)通過軟硬交界土層；遇到障礙物應(yīng)停止鉆進(jìn)，仔細(xì)分析原因，待障礙物排除后再緩慢鉆進(jìn)。

4.2 樁身質(zhì)量缺陷

樁身質(zhì)量缺陷表現(xiàn)在表面麻面、空洞、夾層級配不勻稱。產(chǎn)生這些質(zhì)量缺陷的原因包括：

① 在拌制混凝土的過程中配合比的控制不準(zhǔn)確，造成塌落度不符合要求，在澆筑混凝土?xí)r，下落高度超出范圍，未采取措施，致使混凝土分層離析，導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不均。

② 水泥質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，骨料中含泥量成分過于大，導(dǎo)致不合格。

解決措施：施工中應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)范要求選擇合格的水泥與骨料，配合比應(yīng)設(shè)計準(zhǔn)確，并按照施工現(xiàn)場實際材料情況，選擇恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行調(diào)整，必要時可加外加劑，以增加混凝土的和易性和流動性。

4.3 堵管

堵管直接影響樁的施工效率，增加勞動強(qiáng)度，還會造成材料浪費(fèi)、給施工帶來很多困難。

① 混合料配合比不當(dāng)，攪拌質(zhì)量有缺陷。

② 設(shè)備缺陷，即粘土抱住鉆頭門打不開。

③ 施工不當(dāng)引起堵管，當(dāng)鉆頭至設(shè)計深度，即可泵放混凝土，待鉆管及輸送管都充滿混凝土后應(yīng)及時提鉆，如果提鉆不及時，在泵送壓力下，鉆頭處水泥漿被擠出，鉆頭閥門處混凝土干硬少漿或結(jié)成實體，便會產(chǎn)生堵管。

解決措施：施工坍落度宜控制在30～50mm，必要時加入適量泵送劑，另外為防止過大異物，注意過濾砂石尺寸；灌注施工前對設(shè)備的完好性和使用性能進(jìn)行檢查，確保其處于最佳工作狀態(tài)；澆注過程中施工人員要緊密配合，注意灌注速度，防止灌注時間過長；另冬季施工時，輸送管及彎頭處均應(yīng)采取保暖措施，防止該處混凝土凍結(jié)產(chǎn)生堵管。

4.4 竄孔

在粉細(xì)砂層或飽和粉土中鉆進(jìn)施工時，隨著鉆桿的鉆進(jìn)，相鄰的剛施工完成的樁會存在樁頂突然下沉的現(xiàn)象；當(dāng)已成孔的樁開始灌樁時，隨著泵送混凝土量越來越大，已沉陷的相鄰樁頂標(biāo)高出現(xiàn)回升直至達(dá)到其原標(biāo)高，這種情況一般就是竄孔，不僅對成樁質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，同時也造成了混凝土的大量浪費(fèi)，為避免竄孔，可采取以下措施：

① 采用合理的施工組織及施工順序，可用隔排跳孔打法，盡量避免對新成樁樁體的擾動；

② 施工前查看地質(zhì)報告，通過粉細(xì)砂層或飽和粉土?xí)r，提高鉆進(jìn)速度，鉆機(jī)快速通過易發(fā)生竄孔的土層。

4.5 樁體上部存氣

施工中應(yīng)確保混凝土泵的最佳工作狀態(tài)，防止排氣閥或輸送管道堵塞，措施如下：

① 混凝土泵安置場地應(yīng)平整堅實，位于軟弱地基時應(yīng)在支腿下方墊上枕木，防止混凝土泵工作時出現(xiàn)傾覆。

② 混凝土泵送前應(yīng)先進(jìn)行試運(yùn)行，檢查各部位工作狀態(tài)，均正常后方可泵送混凝土；

③ 泵送混凝土?xí)r，泵送速度應(yīng)先慢后快，逐級加速，并觀察混凝土泵的工作壓力是否正常，各項指標(biāo)均正常后開始以正常速度泵送；混凝土泵送應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。

④ 當(dāng)混凝土泵出現(xiàn)壓力突然上升或泵送流量明顯減少，輸送管異常抖動時，應(yīng)立即停止泵送，立即進(jìn)行故障排查，一般情況下可能是彎管位置或接頭位置出現(xiàn)阻塞，可采用大錘對彎管管壁進(jìn)行敲擊，或拆開接頭位置進(jìn)行檢查，待管內(nèi)異物或殘存混凝土塊排除后，重新啟動混凝土泵，觀察泵壓是否恢復(fù)正常，泵壓恢復(fù)正常即可按正常速度泵送。

5 結(jié)束語

綜上所述，本工程采用CFG樁加固地基施工工藝，通過良好的施工組織管理和質(zhì)量控制措施，取得了較好的效果。同灌注樁施工方案相比較，在施工進(jìn)度上加快了一倍，工程造價卻節(jié)約了40%，且施工噪聲小，是一種經(jīng)濟(jì)節(jié)省、節(jié)能環(huán)保的樁基處理方案。

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