臨近既有線施工路基CFG樁工藝分析

樸樹(shù)朋

（中交一公局集團(tuán)華中工程有限公司，湖北武漢 430000）

0.引言

進(jìn)入新時(shí)期，施工線路越發(fā)復(fù)雜，大量復(fù)雜地質(zhì)的施工給施工管理增加難度，在這種情況下，文章結(jié)合實(shí)際案例分析該工藝的實(shí)際運(yùn)用，該段路基全程接近1000m。由于施工比較復(fù)雜，因此文章結(jié)合實(shí)際內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析，闡述施工的具體運(yùn)用。

1.工程案例

本次項(xiàng)目位于山嶺地區(qū)，地質(zhì)屬于侵蝕低丘、丘間山谷地區(qū)，低丘山體自然坡度為20°～35°，局部地勢(shì)險(xiǎn)峻陡峭，整體相對(duì)高度的約有35m～55m，植被主要是松樹(shù)與灌木林，當(dāng)?shù)囟嗌焦龋删€少交通不方便。谷地呈現(xiàn)多條帶狀分布，農(nóng)田分布多，道路沿線有零星水塘，地質(zhì)孔隙發(fā)育，呈地下水分布，主要是大氣降水為補(bǔ)給。本次路基CFG樁的直徑為0.5m，樁間距為1.8m，將整個(gè)樁布設(shè)為四邊形。在樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)中，長(zhǎng)度為5m～16m，施工使用插筋 CFG 樁，鋼筋籠插入地下3m以上，后插筋地段填料粒徑不大于2cm。在地段頂端基層底層0.3m范圍之內(nèi)，鋪設(shè)二層聚丙烯土工格柵，該格柵的極限抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于260kN/m。在CFG樁體砼材料需要使用粗骨料和細(xì)骨料，如碎石、石屑、粉煤灰等混合配置而成，設(shè)計(jì)砼強(qiáng)度為C20，對(duì)其進(jìn)行配合之后運(yùn)用在施工中，使用長(zhǎng)螺旋土工法來(lái)進(jìn)行施工。

2.CFG樁工藝價(jià)值分析

Cement Flying-ash Gravel pile工藝施工比較普遍，使用材料是混合水泥粉煤碎石，根據(jù)施工需要所制作的施工結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)階段這種結(jié)構(gòu)常常運(yùn)用在樁間土層、褥墊層組合的復(fù)合地基施工中，運(yùn)用在高速鐵路上，在高速路基施工中起到良好作用，對(duì)軟土地基有非常積極的作用。因此常常使用在復(fù)合地基中，比如地質(zhì)情況復(fù)雜地基構(gòu)造復(fù)雜的施工操作中，在這個(gè)過(guò)程中需要使用材料有碎石墊層、中粗砂墊層等，這一類材料主要是置換作用。在施工中，要充分發(fā)揮水泥的水解、水化反應(yīng)、凝應(yīng)反應(yīng)結(jié)晶產(chǎn)物與性能，從而提高樁體的抗剪強(qiáng)度性能。在具體的施工操作中，應(yīng)考慮擠密效應(yīng)，即在澆筑材料之后振搗、沖擊作用對(duì)樁間土體所產(chǎn)生的影響，振搗與沖擊操作可以提高樁間土體的強(qiáng)度、地基復(fù)合能力、承載能力等，從整體上提高了土體的穩(wěn)定性。CFG樁施工的褥墊層可以強(qiáng)化樁間的土體性能，根據(jù)方案需要，在施工期間需設(shè)置厚度約為15cm～35cm的褥墊層，按照設(shè)計(jì)需要，在材料中添加碎砂石與中砂來(lái)提高樁間土的承載能力，以及實(shí)現(xiàn)樁體承載力的調(diào)整，促進(jìn)樁體之間的協(xié)調(diào)。CFG樁施工中，能夠排除積水問(wèn)題，主要是通過(guò)對(duì)CFG樁的設(shè)計(jì)與運(yùn)用，可以強(qiáng)化樁間的排水功能，提高土體整體的固結(jié)性能[1]。

3.CFG樁作業(yè)原理與優(yōu)勢(shì)

施工路基CFG樁工藝在實(shí)際操作中具備顯著性能，具體有：（1）褥墊層，根據(jù)一般是針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)的使用，常常將其運(yùn)用在復(fù)合地質(zhì)中，而這種地基內(nèi)，CFG的樁間土壓縮模量低于樁體，樁體的整體作用均勻，而在豎向荷載力的影響下樁體的變形量也會(huì)減小，褥墊層作用下的樁體變形量很容易被控制，因此褥墊層可以起到很好的控制變形作用，褥墊層可以對(duì)變形起到緩沖量，有利于荷載的均勻協(xié)調(diào)，確保受力均勻。褥墊層內(nèi)樁體加入材料之后，材料會(huì)通過(guò)施工工藝進(jìn)入樁間土層內(nèi)，隨著土層的擠壓作用、相互影響力作用下，出現(xiàn)了沉降情況，但是在路基中仍舊可以發(fā)揮良好的承載能力，加上樁間與樁基間的分布情況，也會(huì)在這個(gè)過(guò)程中不斷均勻化。（2）置換作用，復(fù)合地基地置換作用與性能通過(guò)組成樁體的材料來(lái)決定，比如按照施工方案設(shè)計(jì)，在之前配置材料中加入粉煤灰可以提高樁體的粘結(jié)強(qiáng)，甚至可以發(fā)揮側(cè)阻作用以及提高了CFG樁工藝的置換性能。在樁體長(zhǎng)度增加既可以提高樁體的置換能力，也可以提高樁體的承載性能，尤其是進(jìn)入后期置換CFG樁的性能也會(huì)顯著提高。一般情況下之CFG樁復(fù)合地基面積置換率需要維持在百分之十五以內(nèi)。在路基施工作業(yè)中，CFG樁徑需要滿足實(shí)際需求，施工之前設(shè)置合理的樁間距，不考慮對(duì)土層的影響，而且有效樁的長(zhǎng)度為23m，部分情況下樁體置換率只能達(dá)到7.4%。在這種設(shè)計(jì)下樁間土接近天然地基，考慮到路基的實(shí)際需要，混凝土強(qiáng)度為C20。（3）CFG樁的擠密是通過(guò)增加樁間對(duì)樁側(cè)的擠壓力來(lái)提高樁的側(cè)摩阻力。

4.CFG樁工藝的實(shí)際施工運(yùn)用

施工材料：按照強(qiáng)度需要準(zhǔn)備滿足規(guī)格的水泥材料，根據(jù)實(shí)際需要，按照標(biāo)準(zhǔn)檢查好水泥的強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間等，并且根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。同時(shí)加入粉煤灰提高整體強(qiáng)度；CFG樁在施工中使用長(zhǎng)螺旋成孔、芯管混合料施工，在施工中，粉煤灰細(xì)度控制在45%之內(nèi)，粉煤灰等級(jí)為III級(jí)或者以上。粗骨料在使用過(guò)程中，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)含有物質(zhì)量，結(jié)合之前施工操作經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證CFG樁的強(qiáng)度，根據(jù)復(fù)合地基的實(shí)際情況和CFG樁工藝的需要，需要加入輔助材料輔助，選擇C20的砼與之配比，最終強(qiáng)度應(yīng)滿足大于13.4MPa的數(shù)值。選擇泵送工藝進(jìn)行混凝土操作，這個(gè)內(nèi)容中需要控制坍落度與攪拌時(shí)間[2]。

長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)施工在這個(gè)過(guò)程中可以取得理想的效果，整體上不會(huì)對(duì)外界環(huán)境造成影響，而且也不會(huì)造成擠壓現(xiàn)象，具備機(jī)械化程度高的特征，因此長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)施工具備良好效果。具體施工工藝流程如下[3]：

（1）施工現(xiàn)場(chǎng)，施工之前做好試驗(yàn)分析，施工前做到三通一平確保施工現(xiàn)場(chǎng)上空無(wú)高壓線路存在，地下無(wú)埋設(shè)的管線設(shè)施。

（2）布設(shè)樁點(diǎn)，做好現(xiàn)場(chǎng)清理，按照樁點(diǎn)布設(shè)放樣布點(diǎn)。布點(diǎn)完畢之后按照順序?qū)FG樁編號(hào)，使用醒目材料做好標(biāo)記。

（3）鉆機(jī)進(jìn)入場(chǎng)地之后，技術(shù)人員及時(shí)做好檢查，比如根據(jù)施工需要檢查鉆機(jī)部件性能，啟動(dòng)設(shè)備就位后，檢查各方面指標(biāo)，矯正位置與偏差度之后進(jìn)行施工。

（4）攪拌混凝土材料，使用一部分?jǐn)嚢枵緮嚭喜牧希恳槐P(pán)的攪拌時(shí)間不允許小于一分鐘。

（5）鉆機(jī)成孔，將鉆頭閥門(mén)關(guān)閉，緩慢移動(dòng)鉆桿到鉆頭與地面，這個(gè)過(guò)程一定要鉆機(jī)的穩(wěn)定，減少鉆機(jī)的搖晃可以避免成孔出現(xiàn)偏差。成孔階段重視鉆機(jī)的狀態(tài)，當(dāng)鉆機(jī)出現(xiàn)搖晃、鉆進(jìn)速度慢的時(shí)候就要放慢速度緩慢推進(jìn)，避免出現(xiàn)位移等情況，如果出現(xiàn)位移和偏斜很容易導(dǎo)致鉆具被破壞。鉆機(jī)之前提前確定標(biāo)高，確保標(biāo)高為設(shè)計(jì)需求，在滿足的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（6）灌注，首先嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)操作要點(diǎn)與通常工藝進(jìn)行操作，在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，確保符合實(shí)際情況達(dá)到最佳的施工參數(shù)。施工鉆到一定情況進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后準(zhǔn)確掌握拔桿的時(shí)間。操作人員要重視混凝土的泵送量與拔管速度，邊灌注邊提鉆確保作業(yè)均勻，灌注均、提速提升，鉆頭應(yīng)插入混合料之內(nèi)。

（7）排氣閥必須處于正常工作狀態(tài)，要求檢修人員重視對(duì)排氣閥的檢查，避免出現(xiàn)堵塞等情況，施工完畢一根樁置換移動(dòng)位置進(jìn)行下一根的施工，每一根施工完畢都要檢查質(zhì)量，確保達(dá)到實(shí)際要求。

5.結(jié)語(yǔ)

在CFG樁施工作業(yè)中，要根據(jù)實(shí)際需要驗(yàn)證樁設(shè)計(jì)內(nèi)容是否合理，通過(guò)合理分析，得到設(shè)計(jì)所需要內(nèi)容，同時(shí)結(jié)合路基施工的實(shí)際需要，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)合理布設(shè)，制定完善的監(jiān)督管理方案，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)人員操作方式、設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)安全管理進(jìn)行檢查，確保施工各方面內(nèi)容滿足實(shí)際需求，達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，施工操作工藝滿足施工實(shí)際需要。在現(xiàn)場(chǎng)管理內(nèi)容中，采取精細(xì)化管理方式實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的管理。