簡述CFG樁在軟土路基加固處理中的應(yīng)用

鄭泳鋒

（中交第三航務(wù)工程局有限公司廈門分公司，福建 廈門 361006）

1 工程概況

汕頭市東部城市經(jīng)濟(jì)帶市政基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目——新津片區(qū)中山東路延長段起點(diǎn)位于中山東路東端環(huán)島處，沿規(guī)劃區(qū)規(guī)劃范圍向東北方向延伸，至濱江大道，全長約0.684km，由于特殊的地質(zhì)構(gòu)造和水文特征，需對施工范圍內(nèi)的軟土路基進(jìn)行加固處理，本工程采用Φ500 CFG樁進(jìn)行軟土地基處理，上鋪0.5m厚碎石墊層，再在樁頂處鋪設(shè)兩層TGSG30-30雙向土工格柵。

2 CFG樁總體施工方案

由于施工場地條件限制，本工程采用噪音污染小的長螺旋鉆孔泵壓成樁法施工。施工前選取5根有代表性的樁先進(jìn)行試樁，并作低應(yīng)變試驗(yàn)，試樁成功并取得樁機(jī)鉆進(jìn)以及拔管速度、混合料各項(xiàng)參數(shù)、泵送壓力等技術(shù)參數(shù)，修改完善施工工藝后方可進(jìn)行正常施工。施工工藝流程如圖1。

3 CFG樁處理施工步驟

本工程CFG樁直徑為50cm，樁身強(qiáng)度C20。長螺旋鉆孔泵壓成樁法是在原長螺旋鉆機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種工藝，具有成樁時(shí)穿透性強(qiáng)、減振、環(huán)保、高效、靜音等優(yōu)點(diǎn)[1]。主要的配套設(shè)備有長螺旋鉆機(jī)、攪拌機(jī)和砼泵。

圖1 CFG樁施工工藝流程圖

①若地下水水位不會影響成樁施工或者影響效果較小時(shí)，可采用干孔灌注成樁法，工藝流程為：測量定位→鉆機(jī)就位→鉆孔至設(shè)計(jì)深度→鉆頭提升25cm左右→灌注混合料（與提鉆交替進(jìn)行）→制作和插入鋼筋籠→成樁→鉆機(jī)移位→封頂及上鋪砂墊層。

②若地下水水位對成樁施工影響較大，成樁工藝應(yīng)采用水下灌注法施工，工藝流程為：測量定位→鉆機(jī)就位→鉆孔至設(shè)計(jì)深度→鉆頭提升25cm左右→鉆桿內(nèi)灌注混合料→灌注混合料（與提鉆交替進(jìn)行）→制作和插入鋼筋籠→成樁→鉆機(jī)移位→封頂及上鋪砂墊層[2]。本工藝流程的隔水原理重點(diǎn)在第五步，在繼續(xù)提鉆前灌注適量混合料，混合料在自重作用下由鉆頭閘門流出，沿鉆桿與孔壁間上返，排擠出積水，將鉆頭埋于混合料中，起到有效的隔水作用，然后提鉆與灌注混合料交替進(jìn)行正常成樁。

樁頂褥墊層采用中粗砂，含泥量≤4%。密實(shí)后的厚度35cm，密實(shí)度應(yīng)符合建筑地基處理技術(shù)規(guī)范9.3.5的有關(guān)要求（夯填度不得大于0.9）。

為了提高路堤的穩(wěn)定性，通常在樁頂砂墊層中間部位鋪設(shè)一層鋼塑土工格柵，鋼塑土工格柵應(yīng)滿足雙向每延米縱橫向極限抗拉強(qiáng)度≥50kN/m，縱橫向標(biāo)稱抗拉強(qiáng)度下的伸長率≤3%。施工時(shí)應(yīng)避免土工格柵的完整性被破壞，采用搭接法連接，搭接長度宜為40～100cm。

③施工準(zhǔn)備。應(yīng)仔細(xì)校核地質(zhì)水文條件資料，制定合理的成樁順序及成樁工藝；進(jìn)行場地平整及清理雜物；測量放樣，選取有代表性的位置進(jìn)行試樁施工，試樁數(shù)量不少于3根，以確定機(jī)具配備、打樁順序及工藝流程是否合理，并且得到實(shí)際混合料配比、混合料坍落度、拌和時(shí)長、拔管及泵送速度等各項(xiàng)工藝參照。

④鉆機(jī)選擇及就位。本工程鉆機(jī)選用20型長螺旋鉆機(jī)，鉆機(jī)安裝完畢后應(yīng)進(jìn)行位置的校核，確保樁位中心點(diǎn)與鉆頭鉆尖點(diǎn)、鉆塔天輪外緣點(diǎn)，三點(diǎn)一線，鉆桿垂直，調(diào)整鉆機(jī)液壓腳，保證鉆機(jī)水平，固定鉆機(jī)。

⑤成孔。鉆機(jī)就位后，應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)行，檢查馬達(dá)以及螺旋鉆桿鉆動(dòng)是否正常，隨后再進(jìn)行正式的鉆進(jìn)作業(yè)，鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高。在施工過程中，應(yīng)控制鉆進(jìn)的速度為勻速，避免形成螺旋孔,在鉆桿上應(yīng)有明確標(biāo)記出成孔深度，成孔深度誤差應(yīng)不超過設(shè)計(jì)值，本工程為深度誤差≤10cm，垂直度偏差＜1%。

⑥混合料拌和及灌注。在試樁后得到了實(shí)際的混合料配合比參數(shù)，調(diào)整設(shè)計(jì)混合料配合比進(jìn)而得到實(shí)際施工混合料配合比，嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行混合料制作，計(jì)量準(zhǔn)確，材料添加順序?yàn)椋核槭?、粉煤灰和泵送劑→砂，這樣有利于水泥、粉煤灰和泵送劑與碎石、砂充分拌和均勻，每盤料拌合時(shí)間不小于60s?；旌狭霞铀繎?yīng)符合設(shè)計(jì)要求，坍落度控制在180～200mm，每盤料拌合時(shí)間不小于2min。在泵送作業(yè)前，混凝土泵料斗、攪拌機(jī)攪拌桶應(yīng)備料充足。通過前期試樁的參數(shù)采集，本工程CFG樁混合料施工配合比為：水泥：水：砂子：碎石：外加劑：粉煤灰=1:0.87：3.93:5.17:0.0451:0.51。

CFG樁用碎石粒徑控制在5～25mm；砂子細(xì)度模數(shù)控制在2.64～3，含泥量小于5%；水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，新鮮無結(jié)塊；坍落度控制在180±20mm；粉煤灰采用Ⅱ級灰。

鉆孔到設(shè)計(jì)深度后，灌注混合料之前，應(yīng)檢查管路是否順暢穩(wěn)固；每班第1根樁灌注前，應(yīng)用水泥砂漿濕潤管路，現(xiàn)場施工指揮員應(yīng)通知鉆機(jī)停鉆并且提升鉆桿約25cm，打開鉆頭滑瓣，開始灌注并且保持連續(xù)灌注混合料，直至灌注到設(shè)計(jì)標(biāo)高后繼續(xù)超灌70cm左右(至槽面上30cm左右)。鉆頭提升作業(yè)和混合料灌注作業(yè)密切配合，嚴(yán)格控制提鉆速度，提升鉆頭時(shí)不得使鉆頭拔出混合料表面，應(yīng)保證鉆頭始終埋置于混合料表面以下1m左右，防止斷樁或樁身承載力不符合設(shè)計(jì)要求?；旌狭线M(jìn)場后應(yīng)立即灌注，不能立即灌注也應(yīng)保證在2小時(shí)內(nèi)使用完畢，嚴(yán)禁長時(shí)間擱置；樁身混合料灌注完畢后應(yīng)馬上進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于24小時(shí)，不得擾動(dòng)樁身。現(xiàn)場還應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)混合料灌注施工監(jiān)督，保證混合料灌注不間斷地順利進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)異常問題立即上報(bào)立即處理[3]。

⑦鋼筋籠制作及安裝。應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)樁長認(rèn)真計(jì)算鋼筋籠長度，確保鋼筋籠長度以及箍筋間距符合設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)收合格后方可使用。鋼筋籠的吊安過程中應(yīng)注意控制鋼筋籠與樁頂標(biāo)高、填平地面標(biāo)高、構(gòu)造物底標(biāo)高的相對位置，確保鋼筋籠安裝位置準(zhǔn)確，本工程樁頂標(biāo)高要在砂墊層頂面往下35cm的位置，采用長旋桿上配備裝置進(jìn)行鋼筋籠起吊，人工配合機(jī)械設(shè)備進(jìn)行鋼筋籠的插入作業(yè)，鋼筋籠沿長度方向每隔2米在外側(cè)均勻綁扎固定4塊保護(hù)層墊塊，確保保護(hù)層厚度不小于5cm。

⑧樁頭截除、修整以及樁帽施工。CFG樁施工完畢3~7天后，待樁身強(qiáng)度達(dá)到一定的強(qiáng)度后，開始挖槽作業(yè)，用小型挖掘機(jī)和人工開挖其下50cm樁間土，樁間土清除后，截除樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上樁頭，截除樁頭時(shí)應(yīng)使得截面盡量保持水平。機(jī)械截樁后，進(jìn)行人工修鑿樁頭，清除CFG樁頂浮漿及強(qiáng)度不符合要求的混合料，確保露出的樁頂混合料的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求[4]。截樁后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行樁帽施工，樁頭截?cái)嗪螅儆娩撯F、手錘等工具沿樁周向樁中心逐漸剔除多余的樁頭，樁頭剔除至設(shè)計(jì)樁帽底標(biāo)高后，應(yīng)盡快進(jìn)行樁頂擴(kuò)頭樁帽施工，樁帽采用強(qiáng)度比樁身強(qiáng)度高一等級的C25混凝土施工，樁帽施工完后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于24小時(shí)。

4 結(jié)語

CFG樁處理軟土地基技術(shù)應(yīng)用廣泛、實(shí)用性強(qiáng)，涉及的工程類型范圍廣，施工中的質(zhì)量易于控制，施工后變形穩(wěn)定、沉降量小，同時(shí)節(jié)約大量水泥以及鋼材，具有良好的社會經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。