CFG 樁技術(shù)在軟基工程施工中的應(yīng)用

黃長庚

（福建省閩西交通工程有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

CFG 樁，就是Cement F1y-ash Grave1 的英文縮寫，是一種施工中應(yīng)用到的具有較低強度的混凝土樁。CFG 樁的主要成分包括碎石塊、石頭屑以及砂土、粉煤灰等，由這些成分與水泥攪拌調(diào)和，運用專業(yè)化作業(yè)器械制樁而成[1]。CFG 樁在工程項目實際施工作業(yè)中具有良好的使用性能，并且經(jīng)濟成本較低，在實踐中獲得了廣泛認可。本文結(jié)合晉江市370 縣道（快速通道東石連接線）工程A3 合同段項目施工，對CFG 樁技術(shù)的應(yīng)用展開深入分析[2]。

1 CFG 樁技術(shù)的基本原理及工藝的規(guī)范性要求

1.1 CFG 樁技術(shù)的基本原理

CFG 樁技術(shù)是打造復(fù)合型地基的一種技術(shù)類型，誕生于20 世紀(jì)80 年代，并在1997 年獲得了國家級工法的榮譽稱號。在實際施工作業(yè)中，CFG 樁與樁間土以及褥墊層一起，共同構(gòu)成復(fù)合型地基的基本結(jié)構(gòu)。在CFG 樁技術(shù)應(yīng)用中，無論CFG 樁的一端是埋設(shè)于軟土層還是硬土層下，均可以保證在整個作業(yè)過程中樁間土的有效參與。施工作業(yè)過程中，CFG 樁所承受的負載作用應(yīng)力，相比樁間土表面承受的負載作用應(yīng)力要更大，但是CFG 樁技術(shù)可以將這種負載承受應(yīng)力向著更深的土層結(jié)構(gòu)中進行有效傳遞，這樣就可以適當(dāng)增加負載應(yīng)力在樁間土表面的作用，在這樣的應(yīng)力傳遞結(jié)構(gòu)下，整體復(fù)合型地基的承載能力就會實現(xiàn)有效提升，地基的形變風(fēng)險也會相應(yīng)地隨之減少[3]。還應(yīng)當(dāng)注意的是，在CFG 樁技術(shù)原理中，褥墊層設(shè)計是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是CFG 樁技術(shù)的一個重要核心。如果沒有褥墊層設(shè)計，那么CFG 樁技術(shù)下的樁間土的表面負載應(yīng)力承受能力就無法得到有效發(fā)揮，復(fù)合型地基的設(shè)計就無法實現(xiàn)[4]。

CFG 樁技術(shù)在實踐中具有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢。（1）CFG 樁技術(shù)的成本相對較低，不會加大工程項目本身的經(jīng)濟負擔(dān)；（2）CFG 樁技術(shù)的實踐性能十分突出，技術(shù)成果顯著，在工程實際應(yīng)用中能夠發(fā)揮良好的功能效果；（3）CFG 樁技術(shù)的施工速度非常快，作業(yè)效率較高，能夠幫助工程項目施工縮減時間成本[5]。

1.2 CFG 樁技術(shù)工藝的規(guī)范性要求

CFG 樁技術(shù)工藝的規(guī)范性要求，主要有以下幾個方面。（1）CFG樁技術(shù)在施工前應(yīng)當(dāng)按照工程項目標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格控制各成分的含量和配比，結(jié)合工程實際情況控制成樁施工的坍落度以及成樁后頂部的浮漿厚度；（2）CFG 樁技術(shù)在施工過程中要準(zhǔn)確掌握鉆桿拔出的時間與速度；（3）CFG 樁技術(shù)在施工過程中，頂部應(yīng)當(dāng)高于樁頂?shù)脑O(shè)計高度，一般以0.5m 的高出量為最大值；（4）在CFG 樁技術(shù)成樁過程中，應(yīng)當(dāng)注意進行適當(dāng)?shù)某闃釉囼瀃6]。

2 CFG 樁技術(shù)在軟基工程施工中的應(yīng)用

2.1 晉江市370 縣道(快速通道東石連接線)軟基工程情況

在晉江市370 縣道（快速通道東石連接線）軟基工程項目中，軟土地基采用CFG 樁復(fù)合地基處理的方式，主要段落包括YK14+840-YK15+760、ZK14+787-ZK15+800，在高速公路橋梁投影面范圍內(nèi)，由于高度限制無法采用CFG 樁處理，故采用小直徑鉆孔灌注樁處理，其余范圍均采用CFG 樁施工。

2.2 CFG 樁技術(shù)的具體施工方案

CFG 樁設(shè)計樁徑為0.5m，平均樁長約22m，樁間間距2.4m、2.2m和2.0m，共14217 根，總長347055m。樁身混凝土強度為C25，樁帽為混凝土雙面配筋的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，樁帽與樁現(xiàn)澆混凝土連接，樁頂設(shè)50cm 級配碎石砂加筋，褥墊層加鋪設(shè)一層橫向180kN/m 聚丙烯單向土工格柵。

2.3 CFG 樁技術(shù)施工的前期準(zhǔn)備

2.3.1 CFG 樁技術(shù)施工的現(xiàn)場準(zhǔn)備

（1）場地平整：施工現(xiàn)場必須清除地上、地下一切障礙物后再予以整平。

（2）對各原材料質(zhì)量進行檢驗，合格后方可使用。

（3）螺旋鉆機的組裝與檢查，合格后方可投入使用[7]。

2.3.2 CFG 樁技術(shù)施工的主要機具準(zhǔn)備

包括可泵壓混合料的長螺旋鉆機（步履式長螺旋鉆機）、混凝土輸送泵等。

2.3.3 CFG 樁技術(shù)施工的材料準(zhǔn)備

（1）水泥選擇：普通硅酸鹽水泥，型號選擇P·042.5。

（2）骨料選擇：新鮮機碎石，粒徑在8～25mm 之間，雜質(zhì)含量要求不超過5%。

（3）石屑選擇：新鮮機碎石，粒徑在2～10mm 之間，雜質(zhì)含量要求小于5%。

（4）砂選擇：中、粗砂，含泥量不超過5%。

（5）粉煤灰選擇：《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》規(guī)定的材質(zhì)。

（6）水電選擇：施工用水、用電標(biāo)準(zhǔn)。

（7）外摻劑選擇：泵送劑。

（8）混凝土坍落度控制：16～20cm 之間。

（9）褥墊層材料選擇：碎石砂，碎石比例為70%，直徑在2～4cm 之間，砂比例30%，含泥量不超過5%。

2.3.4 CFG 樁技術(shù)施工的試樁準(zhǔn)備

基于項目CFG 樁工程數(shù)量較大的實際情況，施工前應(yīng)取得滿足質(zhì)量要求的工藝技術(shù)以及具體的工程項目參數(shù)，對施工現(xiàn)場地質(zhì)情況進行驗收與核查。隨后依據(jù)設(shè)計圖紙及方案要求進行試樁作業(yè)。在施工現(xiàn)場進行試樁的目的主要在于保證CFG 樁本身能夠與地基相適應(yīng)，并滿足負載的基本沉降要求。試樁通常選擇每一段落的4 根樁進行，試樁過程中完整記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)以便于后續(xù)的統(tǒng)計分析。試樁完成后還需要對地基的承載力進行進一步試驗確認，并保證在整個過程中對現(xiàn)場進行完整有效地監(jiān)測。

3 CFG 樁技術(shù)在軟基工程中的具體施工方案

3.1 CFG 樁技術(shù)的施工工藝及具體流程

在晉江市370 縣道（快速通道東石連接線）軟基工程中，CFG 樁技術(shù)采取長螺旋鉆管內(nèi)泵壓施工工藝。具體工藝流程見圖1。

圖1 CFG 樁技術(shù)施工工藝流程圖

3.2 CFG 樁技術(shù)在工程項目中應(yīng)用的重點環(huán)節(jié)

3.2.1 鉆機就位

施工前根據(jù)樁位布置圖及時測量基準(zhǔn)點，由專職測量人員統(tǒng)一進行測放樁位線，在樁中心點用木質(zhì)短棍插入地下，并用白灰明示。過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計樁的長度以及鉆孔的深度綜合確定機架應(yīng)當(dāng)架設(shè)的具體高度和鉆孔長度，在此基礎(chǔ)上進行設(shè)備的有效組裝。

3.2.2 攪拌混合料

在攪拌過程中應(yīng)當(dāng)注意加料的順序，依次為碎石、水泥、粉煤灰、外加劑、石屑、砂。攪拌時還應(yīng)當(dāng)注意將粉煤灰與外加劑置于石屑和砂之間，攪拌時間控制在一分鐘上下?；旌狭咸涠瓤刂圃?6～20cm之間[8]。

3.2.3 鉆孔

首先要確保鉆頭閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，將鉆頭移動至準(zhǔn)確位置處。其次啟動鉆頭，在整個鉆孔過程中保證樁體的垂直度，盡量縮小垂直偏差與樁的中心位置偏移。鉆孔的具體深度由樁的具體長度所決定，當(dāng)鉆頭到達樁的預(yù)設(shè)高度時，應(yīng)當(dāng)及時在相應(yīng)位置處進行醒目的標(biāo)記，以此來對樁的長度進行準(zhǔn)確控制。

3.2.4 灌注與拔管

將攪拌好的混合料通過泵送入，在鉆桿的芯管內(nèi)部被混合料充滿后再進行拔管作業(yè)，要嚴(yán)格控制先后順序。灌注完成后要及時用水泥袋蓋住樁頭對其進行有效保護。混合料的加入多少應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依照設(shè)計圖紙的方案要求進行。

3.2.5 移位鉆機、插鋼筋籠

完成一個CFG 樁施工后，要進行鉆機的準(zhǔn)確移位，以進行對下一個CFG 樁的施工作業(yè)。前期應(yīng)當(dāng)將制作完成符合施工標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋籠在樁基中進行插入準(zhǔn)備。在具體施工過程中，CFG 樁鉆入排出的土比較多，會將臨近位置處的樁位覆蓋，影響樁位置的確定，在施工作業(yè)中應(yīng)當(dāng)注意對樁位進行及時校驗[9]。

3.2.6 處理樁頭

在CFG 樁施工完成后，要對各個樁之間的土進行清理。第一是使用挖掘機進行全面的清理，第二是人工作業(yè)。樁間土處理完成后，再按照要求對樁頭進行處理，采取人工方式鑿除。

3.2.7 CFG 樁帽施工

樁帽的施工應(yīng)該在CFG 樁施工結(jié)束后，報請監(jiān)理驗收合格后才可進行樁帽的施工。在樁頂設(shè)置級配碎石砂加筋褥墊層50cm，夾雙層（橋頭處理段落）或單層聚丙烯單向土工格柵（180kN/m）。

CFG 樁帽的施工質(zhì)量控制見表1。

表1 CFG 樁帽的施工質(zhì)量及檢驗表

4 結(jié)束語

軟基處理之CFG 樁（水泥粉煤灰碎石樁）技術(shù)是指用振沖、沖擊或水沖等方法在軟弱地基中成孔后，將水泥、粉煤灰、碎石、石屑（砂）加水拌和形成的混合料灌注壓入已成的孔中，形成較大直徑的樁體，從而與周圍軟土形成復(fù)合地基，是近年來新開發(fā)的一種地基處理技術(shù)，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果。