CFG樁地基處理施工技術(shù)的應(yīng)用分析

黃瑤婷

（中冶成都勘察研究總院有限公司，四川 成都 610023）

1 CFG樁地基處理施工技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容分析

1.1 應(yīng)用特點(diǎn)

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加適量水拌和形成具有高黏結(jié)強(qiáng)度的剛性樁體，通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強(qiáng)度等級(jí)一般在 C5～C25之間變化。在CFG樁應(yīng)用過程中，其具備了以下應(yīng)用特點(diǎn)：第一，技術(shù)在應(yīng)用過程中不會(huì)產(chǎn)生多余噪音，而且也不會(huì)給周圍環(huán)境帶來明顯影響，對(duì)此可以將其用于建筑密度較大市區(qū)的施工作業(yè)。第二，該技術(shù)在應(yīng)用中使用到的材料可以在作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行強(qiáng)制拌和，而原土也是重要的施工原材料，這也在很大程度上減少了材料的運(yùn)輸成本，降低了項(xiàng)目的工程造價(jià)。第三，技術(shù)在應(yīng)用過程中具備了較強(qiáng)的靈活性，可以根據(jù)區(qū)域地基性質(zhì)的差異性，來進(jìn)行不同類型的應(yīng)用設(shè)計(jì)，采取不同的加固方式，使其更加適應(yīng)目前的作業(yè)環(huán)境，提高項(xiàng)目基礎(chǔ)的作業(yè)質(zhì)量。

1.2 工作機(jī)理

從目前的應(yīng)用情況來看，CFG樁作為樁基礎(chǔ)作業(yè)技術(shù)中的一類分支，其更好地優(yōu)化了碎石樁的剛性特征，使其在穩(wěn)定發(fā)揮出側(cè)阻作用的同時(shí)，還能夠有效提升樁體結(jié)構(gòu)的端阻效果。在該技術(shù)應(yīng)用過程中，碎石會(huì)成為樁體結(jié)構(gòu)的整體骨架，而石屑則會(huì)作為樁結(jié)構(gòu)的次骨架，填充到碎石結(jié)構(gòu)的縫隙當(dāng)中，而粉煤灰在使用中則替代了部分水泥，降低了樁結(jié)構(gòu)凝結(jié)過程的水化熱。在樁結(jié)構(gòu)與樁間土之間，存在著一定厚度的褥墊層，能夠一同構(gòu)成相應(yīng)的復(fù)合地基，并且在遇到豎向荷載時(shí)，還可以起到襯墊層的作用，這也使得樁結(jié)構(gòu)的承載力得到有效提升，滿足了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載的基礎(chǔ)要求。

2 CFG樁地基處理施工技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 施工設(shè)備準(zhǔn)備

在該技術(shù)應(yīng)用過程中，會(huì)使用到一些機(jī)械設(shè)備用來輔助鉆孔、材料攪拌等工作的推進(jìn)。在機(jī)械設(shè)備選型過程中，也需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一，做好區(qū)域基礎(chǔ)作業(yè)條件的勘察工作，基于勘察資料來確定技術(shù)應(yīng)用過程中所需要的設(shè)備種類和具體型號(hào)，以鉆孔設(shè)備為例，目前應(yīng)用較多的鉆孔設(shè)備主要以振動(dòng)沉管機(jī)為主，對(duì)于一些地質(zhì)較硬的土層，也會(huì)使用到螺旋鉆機(jī)來進(jìn)行鉆孔作業(yè)。第二，對(duì)于一些地質(zhì)復(fù)雜程度較高的區(qū)域，如其中夾帶硬土層的作業(yè)區(qū)域，此時(shí)會(huì)使用到多組鉆機(jī)來輔助作業(yè)，并且會(huì)先使用螺旋鉆機(jī)進(jìn)行引孔作業(yè)，隨后更換振動(dòng)沉管機(jī)來進(jìn)行成樁，從而提升施工設(shè)備的應(yīng)用效果。

2.2 施工材料準(zhǔn)備

在該技術(shù)應(yīng)用過程中，主要會(huì)借助混合料來加固基礎(chǔ)地基，而混合料的拌和比例則會(huì)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)集中完成，隨后結(jié)合現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)情況做出調(diào)整，使其可以滿足具體的應(yīng)用需求。同時(shí)在材料準(zhǔn)備過程中，也需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：（1）在水泥材料選擇過程中，應(yīng)選擇水化熱較低的普通硅酸鹽水泥，其用量需要結(jié)合荷載計(jì)算數(shù)據(jù)來完成；（2）外加劑的選擇需要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件和作業(yè)季節(jié)進(jìn)行選擇，常用外加劑包括緩凝劑、抗裂劑、膨脹劑等；（3）在碎石的選擇過程中，其粒徑應(yīng)控制在10cm以內(nèi)，優(yōu)先選擇卵石作為碎石材料，并且在混合料配比處理過程中，其中砂率需要控制在70%以上，滿足樁結(jié)構(gòu)的長度要求；（4）材料塌落度需要控制在108～210mm，同時(shí)需要確保材料流動(dòng)性，便于后續(xù)泵送工作的順利進(jìn)行。

2.3 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)樁施工

為了提升樁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果，在該技術(shù)正式應(yīng)用之前需要先開展實(shí)驗(yàn)樁施工，其數(shù)量不低于三根，在完成試驗(yàn)樁制作后，會(huì)在兩周之后對(duì)其進(jìn)行性能測試，根據(jù)測試結(jié)果來評(píng)估配合料使用質(zhì)量的合規(guī)性，確定后續(xù)施工過程中各類參數(shù)。從實(shí)際應(yīng)用情況來看，所需要評(píng)估的內(nèi)容包括地質(zhì)報(bào)告的準(zhǔn)確性、土層中是否存在竄孔的情況、材料配合比是否滿足要求、泵送過程中的流量值及壓力是否合規(guī)等，做好相關(guān)資料的整理工作，根據(jù)資料指導(dǎo)后續(xù)工作內(nèi)容，提升后續(xù)工作開展過程的有序性。

2.4 做好場地平整工作

在技術(shù)應(yīng)用過程中，所使用到的機(jī)械設(shè)備對(duì)于作業(yè)現(xiàn)場的適應(yīng)性相對(duì)較強(qiáng)，可以滿足不同作業(yè)狀態(tài)的應(yīng)用需求。但是從綜合質(zhì)量進(jìn)行考量，為了提升CFG 樁的成型質(zhì)量，也需要在成樁前進(jìn)行場地清理，具體工作內(nèi)容如下：第一，結(jié)合所使用鉆具的總重量和原土層強(qiáng)度參數(shù)，需要對(duì)場地進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，補(bǔ)強(qiáng)后的場地基礎(chǔ)強(qiáng)度需要超過50kPa，以確保鉆具工作期間的平衡性。例如，在軟土地基處理過程中，會(huì)采用素土換填、注漿補(bǔ)強(qiáng)、壓力排水等措施來提升基礎(chǔ)強(qiáng)度。第二，對(duì)于場地標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，確保地表的平整性，其坡度需要控制在2°以內(nèi)。做好應(yīng)用前的參數(shù)檢查工作，確保參數(shù)內(nèi)容的合理性。

2.5 測量放樣處理

在工程施工過程中，所需要的CFG樁數(shù)量較多，為確保樁結(jié)構(gòu)整體的應(yīng)用質(zhì)量，需要做好相應(yīng)的測量放樣工作。在具體操作過程中，首先，需要對(duì)設(shè)計(jì)方案中的內(nèi)容進(jìn)行梳理，明確測量放樣點(diǎn)的具體數(shù)量和相對(duì)位置，在區(qū)域內(nèi)選擇合適的基準(zhǔn)點(diǎn)，采用引測的方式來完成測量放樣工作。其次，對(duì)于完成放樣測量的樁點(diǎn)，需要利用白灰或者木樁來進(jìn)行標(biāo)記，同時(shí)做好編號(hào)工作，橫向可采用1、2、3...進(jìn)行標(biāo)記，而縱向采用①、②、③...來標(biāo)記，以便于后續(xù)質(zhì)量復(fù)核工作的順利進(jìn)行。最后，做好放樣點(diǎn)檢查工作，做好校核過程的記錄工作，為后續(xù)連續(xù)施工活動(dòng)的開展奠定基礎(chǔ)。

2.6 鉆具安裝作業(yè)

完成上述工作內(nèi)容后，進(jìn)入到鉆具安裝作業(yè)階段，在此過程中應(yīng)注意以下幾方面內(nèi)容：第一，根據(jù)相關(guān)要求將鉆具運(yùn)往施工現(xiàn)場，前期也需要對(duì)鉆具進(jìn)行檢查，確定各項(xiàng)參數(shù)滿足要求后再對(duì)其進(jìn)行運(yùn)輸。第二，運(yùn)輸?shù)阶鳂I(yè)區(qū)域后，檢查支墊是否平整，并且鉆桿中心需要和樁位點(diǎn)中心對(duì)準(zhǔn)，控制好垂直度偏差，使其可以滿足相應(yīng)的作業(yè)需求。第三，后續(xù)施工時(shí)所需要的攪拌機(jī)和高壓泵需要擺放在場地內(nèi)的合適位置處，對(duì)于管線、排氣口等內(nèi)容做好檢查，尤其是排氣口通暢度情況需要對(duì)其進(jìn)行著重檢查，避免排氣不暢，導(dǎo)致樁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)氣泡問題，影響到樁結(jié)構(gòu)的成型質(zhì)量。

2.7 鉆機(jī)成孔作業(yè)

在該環(huán)節(jié)的作業(yè)過程中，需注意以下幾點(diǎn)：第一，在啟動(dòng)鉆機(jī)后需要以較慢的鉆進(jìn)速度鉆進(jìn)土層，待鉆孔比較穩(wěn)定后可以適當(dāng)提高鉆進(jìn)速度，期間需要對(duì)鉆機(jī)結(jié)構(gòu)上的電流表進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，如果電流數(shù)值出現(xiàn)變化時(shí)，表明土層性質(zhì)發(fā)生了較大變化，此時(shí)需要調(diào)整鉆進(jìn)速度或者暫停鉆進(jìn)更換鉆頭，避免卡鉆、斷鉆的問題出現(xiàn)。第二，在鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置時(shí)，需要對(duì)鉆頭上的土樣進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷其是否達(dá)到了目標(biāo)土層，若沒有達(dá)到目標(biāo)土層，還需要做好荷載計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果來調(diào)整鉆進(jìn)深度，確保承載力的合規(guī)性。

2.8 砂礫墊層鋪筑

完成鉆孔作業(yè)后，將拌和好的混合料通過泵送的方式注入到鉆孔當(dāng)中，控制好注入速度和振搗時(shí)機(jī)，確保成樁過程的連續(xù)性。待CFG 樁完成施工作業(yè)后，需要對(duì)復(fù)合地基的基坑進(jìn)行開挖，該過程多采用“機(jī)械+人工”的方式來完成，具體的開挖厚度需要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)結(jié)果來確定，從而確保樁結(jié)構(gòu)斷裂位置超過基礎(chǔ)標(biāo)高，為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。在開挖到指定標(biāo)高后，需對(duì)其進(jìn)行平整處理，滿足平整要求后在基礎(chǔ)面上鋪設(shè)砂礫墊層，同時(shí)采用靜力壓實(shí)法來縮小間隙，提升其綜合強(qiáng)度。一般情況下，完成鋪設(shè)后的鋪墊層厚度與虛鋪厚度之比不得大于 0.9，以滿足基礎(chǔ)的鋪墊需求。

2.9 成樁質(zhì)量檢測

完成上述工作后，整體工作進(jìn)入到成樁質(zhì)量的檢測階段，檢測時(shí)間一般會(huì)在成樁后2周內(nèi)進(jìn)行。目前使用較多的檢測方法是檢測樁結(jié)構(gòu)的極限承載力，該方法的安全性相對(duì)較高，搭配低應(yīng)變檢測法來檢查樁結(jié)構(gòu)的完整性，得到可靠的檢測結(jié)果。因CFG 樁在使用過程中屬于素混凝土樁，在對(duì)其進(jìn)行機(jī)械開槽時(shí)容易出現(xiàn)碰裂的情況，雖然其存在了一定裂隙，但是其依舊滿足復(fù)合地基的基礎(chǔ)需求。需要注意的是，對(duì)于樁質(zhì)量的檢查需要控制好相關(guān)參數(shù)，如試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量需要超過3個(gè)，頻率為單樁靜載檢測總樁數(shù)的5‰～1%等，以提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語

綜上所述，水泥攪拌樁作為工程項(xiàng)目施工期間使用非常廣泛的處理技術(shù)，在具體應(yīng)用中能夠得到硬度、強(qiáng)度都符合要求的復(fù)合型地基，有利于地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升，避免建筑沿著地基軟土層滑動(dòng)而形成剪切破壞。在實(shí)際工程施工中，技術(shù)人員必須熟練掌握該技術(shù)的施工原理、施工工藝流程和質(zhì)量控制措施等，以提高技術(shù)的最終應(yīng)用效果。