CFG樁在高速公路地基處理中的應(yīng)用

曲志程

(黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司)

在目前高速公路建設(shè)中,地基的處理顯得尤其重要,處理不當(dāng),在通車后,因地基沉陷,會引起橋頭跳車等多種不良病害,嚴(yán)重時(shí)影響車輛通行。為此,在工程施工中,對路基的不良地基處理,尤其是橋頭處理就不得不引起高度重視了。CFG樁復(fù)合地基處理就是目前處理不良地基的—種行之有效的方法。

1 CFG樁復(fù)合地基處理的優(yōu)點(diǎn)

CFG樁施工采用螺旋鉆機(jī)成孔,這樣可避免振壞或擾動樁間土而導(dǎo)致樁間土的結(jié)構(gòu)破壞引起復(fù)合地基的強(qiáng)度降低,另外,增加了土壤的密實(shí)度,提高了承載力。

CFG樁復(fù)合地基是在碎石樁加固地基法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基處理技術(shù)。由于CFG樁改善了碎石樁的剛性,使其不僅能很好地發(fā)揮全樁的側(cè)阻作用,同時(shí)也能很好地發(fā)揮其端阻作用。

2 材料要求及設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇

CFG樁的復(fù)合地基一般采用 C25水下混凝土代替 CFG樁填料。

(1)混凝土、混凝土外加劑和摻和料、緩凝劑均應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求,其摻量應(yīng)根據(jù)施工要求通過試驗(yàn)確定,并采用原鉆孔樁所采用的基準(zhǔn)配合比。

(2)褥墊層材料為 5～40mm碎石或級配砂石,均應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。

(3)設(shè)計(jì)樁徑為 400mm,成孔直徑為 410mm,樁長11m,其中有效樁長 10.5m,保護(hù)樁長 0.5m。

(4)處理長度、樁距及布置：采用梅花型滿堂布置的形式,填土高度小于 5m的,處理長度為 20m,靠近橋臺 10m樁距為 1.5m×1.5m,遠(yuǎn)離橋臺 20m樁距為 3.0m×3.0m;填土高度大于 5m的,處理長度為 40m,靠近橋臺20m樁距為 1.5m×1.5m,遠(yuǎn)離橋臺 20m,樁距為 3.0m×3.0m。

(5)樁身混凝土強(qiáng)度為 25MPa。

3 施工前的準(zhǔn)備

平整場地。清除表面雜填土及渣土,要求達(dá)到工作面干燥,水電接到施工現(xiàn)場,并對樁孔按一定順序編號。

長螺旋鉆機(jī)、混凝土輸送泵、混凝土輸送管路等設(shè)備應(yīng)經(jīng)檢查、維修,保證澆筑過程順利進(jìn)行。

檢奮電源、線路,并做好照明準(zhǔn)備工作;配齊所有管理人員和施工人員,并對所有人員進(jìn)行技術(shù)交底、安全交底;對施工道路進(jìn)行整修,保證混凝土運(yùn)輸通暢;在正式施工前必須打工藝試驗(yàn)樁,以檢驗(yàn)機(jī)具性能及施工工藝中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù),根據(jù)試驗(yàn)樁確定和調(diào)整好技術(shù)參數(shù)指導(dǎo)施工。

4 施工工藝

(1)放線：施工前根據(jù)放出的外墻線或外墻皮線,四周交點(diǎn)用剛打入地下,按照樁位布置圖統(tǒng)一進(jìn)行側(cè)放樁位線,樁位中心點(diǎn)用釬子插入地下,并用白灰明示,樁位偏差小于2cm。

(2)成孔：長螺旋鉆機(jī)成孔,應(yīng)勻速鉆進(jìn),避免形成螺旋孔,成孔深度在鉆桿上應(yīng)有明確標(biāo)記,成孔深度誤差不超過0.1m,垂直度偏差小于 1%。

(3)灌注混凝土：成孔至設(shè)計(jì)深度后,現(xiàn)場指揮員應(yīng)通知鉆機(jī)停鉆提升鉆桿,并同時(shí)通知司機(jī)開始灌注混凝土并保持連續(xù)灌注。灌注混凝土至樁頂時(shí),應(yīng)適當(dāng)超過樁頂設(shè)計(jì)高程 50cm左右,以保證樁頂標(biāo)高和樁頂混凝土質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)要求。灌注混凝土之前,應(yīng)檢查管路是否順暢穩(wěn)固;每班第l根樁灌注前,應(yīng)用水泥砂漿濕潤管路,壓灌混凝土?xí)r一次提鉆高度小于 25cm,混凝土埋鉆高度大于 1.0m;現(xiàn)場設(shè)專人負(fù)責(zé)檢查混凝土灌注質(zhì)量及意外情況的處理,混凝土進(jìn)場后應(yīng)立即灌注(2h內(nèi)),嚴(yán)禁長時(shí)間擱置;保證樁身混凝土至少 24h養(yǎng)護(hù),避免擾動。

注意樁底灌注質(zhì)量,提鉆沖開閥門的高度不應(yīng)超過30cm。

施工過程中應(yīng)認(rèn)真填寫施工記錄,每臺班或每日留取試塊 1～2組,做好養(yǎng)護(hù),送實(shí)驗(yàn)室作 28d強(qiáng)度試驗(yàn)。

(4)清土及剔樁。

第一步清土在罐壓樁施工完畢后立即將多余混凝土鏟除。

第二步在成樁后 5d左右剔樁,避免因樁身強(qiáng)度較大時(shí)剔樁困難。

清土采用小型機(jī)械設(shè)備及人工開挖、運(yùn)輸,避免斷樁及對地基土的擾動。

清土預(yù)留至少 20cm人工清除,找平。

清槽后人工截樁,采用 3根鋼釬間隔 120°,沿徑向楔入樁體,直至上部樁體斷開,樁頂采用小釬修平。

因剔樁造成樁頂開裂、斷裂,按樁基混凝土接樁規(guī)定,斷面鑿毛,刷素水泥漿后用高一級混凝土填補(bǔ)并振搗密實(shí)。

(5)褥墊層。

復(fù)合地基施工、檢測合格后,方可進(jìn)行褥墊層施工,厚度為50cm。

褥墊層材料使用 5～40mm碎石或級配砂石,褥墊層每層壓實(shí)厚度控制亦 25cm以下,采用平板振動儀振密,平板振動儀功率大于 1500kW,壓振 3～5遍,控制振速,或采用輕型壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí),振實(shí)后的厚度與虛鋪厚度之比小于0.93(夯填度)。

5 質(zhì)量要求

(1)樁體連續(xù)密實(shí),不得有斷樁、縮徑、加砂等缺陷。

(2)允許偏差樁長：+100mm。

鉆孔垂直度：≤1.5%。

樁徑：20mn。

樁位：滿堂布樁≤D。

(3)成樁 15d后做豎向靜載試驗(yàn),單樁靜載試驗(yàn)做 3個(gè),其單樁承載力不得小于 500MPa,5%的樁做小應(yīng)變動測試驗(yàn)。

6 成品保護(hù)

已成樁后嚴(yán)防重型機(jī)械行走或擾動,防止使樁頭壓松造成樁頂混凝土不成型、斷樁。清土采用小型機(jī)械設(shè)備及人工開挖、運(yùn)輸,清土預(yù)留至少 20cm后,人工清除、找平。

7 特別注意的幾個(gè)要點(diǎn)

(1)當(dāng)滿堂布樁時(shí),不宜從四周轉(zhuǎn)向內(nèi)推進(jìn)施工,宜從中心向外推進(jìn)施工,或從一邊向另一邊推進(jìn)施工。但僅憑打樁順序的改變并不能完全避免新打樁的振動對已結(jié)硬的已打樁產(chǎn)生影響。

(2)嚴(yán)格控制拔管速率。拔管速率太快可能導(dǎo)致樁徑偏小或縮頸斷樁,而拔管速率過慢又會造成水泥漿分布不勻,樁頂浮漿過多,樁身強(qiáng)度不足和形成混和料離析現(xiàn)象,導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不足。故施工時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制拔管速率。正常的拔管速率應(yīng)控制在 1.2～1.5m/min。

(3)控制好混合料的坍落度。混合料坍落度過大,會形成樁項(xiàng)浮漿過多,樁體強(qiáng)度也會降低。坍落度控制在 18～20cm,和易性好,一般樁頂浮漿可控制在 10cm左右,成樁質(zhì)量容易控制。

(4)設(shè)置保護(hù)樁長。使樁在加料時(shí),比設(shè)計(jì)樁長多加0.5m,將沉管拔出后,用插入式振搗棒對樁頂混合料加振3～5s,提高樁頂混合料密實(shí)度。上部用土射頂,增大混合料表面的高度即增加了自重壓力,可提高混合料抵抗周圍土擠壓的能力,避免新打樁振動導(dǎo)致巳打樁受振動擠壓,混合料上涌使樁徑縮小。

(5)拔管過程避免反插。在拔管過程中若出現(xiàn)反插,由于樁管垂直度的偏差,容易使土與樁體材料混合,導(dǎo)致樁身摻土影響樁身質(zhì)量,應(yīng)避免反插。

(6)加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測。在施工過程中,應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,以便針對性地采取有效措施,有效控制成樁質(zhì)量,重點(diǎn)應(yīng)做好以下幾方面的監(jiān)測：施工場地標(biāo)高觀測。施工前要測量場地的高程,并注意測點(diǎn)應(yīng)有足夠的數(shù)量和代表性。打樁過程中則要隨時(shí)測量地面是否發(fā)生隆起,因?yàn)閿鄻冻：偷乇砺∑鹣嗦?lián)系。已打樁樁頂高程的觀測。施工過程中注意已打樁樁頂高程的變化,尤其要注意觀測樁距最小部位的樁。因?yàn)樵诖蛐聵稌r(shí),量測已打樁樁頂?shù)纳仙?可估算樁徑縮小的數(shù)值,以判斷是否產(chǎn)生縮徑。對有懷疑的樁的處理。對樁頂上升量較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量問題的樁應(yīng)開挖查看,并做出必要的處理。

8 結(jié) 語

CFG樁復(fù)合地基處理在路基不良處理中的效果是明顯的,其具有施工速度快,操作簡便,在解決填土路基非均勻沉陷具有不菲的作用,通過情況表明用 CFG恢復(fù)和地基處理不良路基是一種能解決路基非均勻沉降的一種行之有效的方法。

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[1]楊磊.CFG樁技術(shù)在高速公路特殊地基處理中的應(yīng)用[J].2008,(9).