高速公路CFG樁技術應用研究

姜 安

安徽省海通路橋工程有限公司，安徽 合肥 230001

1 工程背景

本項目施工點為某高速公路段，處于地勢平坦、水網(wǎng)密布、湖泊眾多之地。全標段路基工程全部為軟基處理，路基寬26m，地質組成主要為湖湘、河相沉積、沖擊產(chǎn)生的淤泥質亞砂土、淤泥質粘土及淤泥質亞粘土，地表為1m～3m覆蓋硬層，軟土層厚度為0m～26m。

采用CFG樁加碎石褥墊層作函基處理，其中CFG樁的樁身強度為C10，樁徑為40cm，平均樁長17m，以梅花形布置，在樁頂以30cm厚的碎石鋪成褥墊層。

2 CFG樁作用原理

CFG樁是一種由水泥、碎石、粉煤灰和細砂等加水后進行攪拌，形成具有高粘強度的樁和樁間土及褥墊層共同起加固作用的復合地基。

在制作樁體的過程中，先用機械打孔，然后利用泵機將攪拌好的混凝土送入孔中，通過拔管時利用高差產(chǎn)生的重力使混凝土產(chǎn)生自行振搗，從而使樁間土和樁身都得到擠密，具有良好的水硬性，明顯提高復合地基的強度和抗變形性能。

3 CFG樁施工工藝

在CFG樁施工前，需要先平整場地，清除障礙物，通過筑樁工藝性試驗，對地質資料進行核實，對施工工藝、設備性能及施打順序的合適性進行評價，從而確定混合料的最佳配比、攪拌時間、拔管速度等工藝參數(shù)，從試樁試驗中發(fā)現(xiàn)問題，并及時解決。采用振動沉管法進行施工，因為振動沉管鉆機能夠對地表3m厚硬層進行穿透，實現(xiàn)樁的良好加固作用。

CFG樁施工主要包括樁位測量放樣、放置樁尖、樁機就位、振動沉管、成孔檢驗、攪拌樁灌注、振動拔管、成樁檢驗以及鋪設褥墊層等工序。

在以上施工過程中，有兩道工序需要特別注意。

1）需要確保CFG樁垂直偏差小于1%。具體操作是在CFG樁機就位后，利用垂直標桿進行前后左右導桿位置校正，使沉管垂直對準樁的中心；

2）要采用合理的打樁順序。采用隔行隔樁跳打的方式進行CFG樁施工，從一邊向另一邊推進，或由中心向外推進，相鄰樁的施打時間間隔不少于7天。

4 CFG樁的施工方法

1）沉管施工。首先根據(jù)設計的樁長和沉管進土深度對沉管長度和機架高度進行確定，完成設備組裝。待樁機就位后，使樁管位置保持垂直，偏差小于1%，為減小各樁對鄰樁的影響，應該盡量縮短沉管時間。若采用的樁尖為預制混凝土材料，則需要在地表以下300mm再進行沉管。每1m記錄一次激陣電流的變化情況，并對土層發(fā)生變化的地方就進行指出說明；

2）配料投放。沉管同時，采用料斗對各種材料按設計配比進行空中投料，投料時間應把握好，待沉管至設計標高后，管內投入的混合料應該與鋼管料口相齊，此時停止樁機工作，結束投料；

3）適時拔管。對拔管時間和拔管速度的把握將直接影響成樁質量。首次投料后需要留振5s～10s再開始拔管，按照成樁工藝性試驗和相關經(jīng)驗參數(shù)，拔管速度一般控制為1.2m/min～1.5m/min比較合適。其中拔管速度尤為關鍵，因為拔管太慢會因振動時間過長而使樁頂浮漿增厚，混合料發(fā)生離析；拔管太快容易造成樁體的局部縮頸或斷裂。對于本工程中的淤泥質土層，可以采用較慢的拔管速度；

4）粘土封頂。完成以上拔管后，確認已施工的成樁符合設計的要求，再采用濕粘性土對樁體進行封頂；

5）移機。成樁符合設計要求，完成封頂后，即可進行鉆機移位，繼續(xù)施工下一根CFG樁。

5 CFG樁的質量控制

一般采用低應變方法對CFG樁和CFG樁復合地基施工完成28天后進行檢測，在有條件的情況下，可以采用靜力載荷試驗對復合地基的承載力進行檢測。抽檢頻率為10%。

在現(xiàn)場CFG樁的施工中，樁長和強度是工程質量控制的主要對象。對其檢控需要注意以下幾個方面：

1）樁位測量前需要對現(xiàn)場進行平地機平整碾壓后測量標高，并確定樁點位置，在考慮線路橫坡、縱坡基礎上，原始地面的標高應該控制在5cm誤差范圍內，設計墊層底的標高應該低于實際施工樁頂高程30cm。之后進行施工趨于劃分、各樁編號及定機定人管理；

2）遵循從一邊向另一邊推進多由中心往外推進的施工原則，按照CFG樁的設計數(shù)量、布置形式及相互間距等要求進行布莊，工程技術部門應該針對實際情況，確定具體的施工順序和方法；

3）每臺班需制作檢查式樣，在CFG樁的是施工過程中，進行28天的樁體強度檢驗，成樁后進行復合地基承載力和單樁承載力檢驗，樁體承載力和變形模量都應符合設計要求；

4）由技術知識過硬、責任心強的員工對CFG樁施工現(xiàn)場進行實時監(jiān)控，并記錄相關問題，反饋技術和管理部門，及時解決；

5）針對樁頂混凝土強度低、密實度差等因素，采取樁頂2.5m以下振搗加固措施；

6）采用強制式攪拌機，保證施工過程中混合料的順利輸送；

7）根據(jù)設計和采用的施工方法，對樁身坍落度和每方的混合料摻加粉煤灰量進行工藝性試驗，再結合監(jiān)理工程師的批準參數(shù)進行確定；

8）在進行跳打施工時，應該及時對外排棄土進行及時清理，以免影響施工質量和進度；

9）不能在截樁和清土時使樁頂以下的樁身發(fā)生斷裂和擾動樁間土，保證成樁后樁體的強度和穩(wěn)定性；

10）對樁間土和樁頭應該采取有效的保溫措施，冬季施工時混合料的入孔溫度應在5℃以上，防止料將因溫度過低影響強度；

11）應該安排專門的質檢人員監(jiān)督整個施工過程，并對施工中的鉆孔電流值、單孔混合料灌入量、孔深以及堵管問題等及時記錄，并指導處理；

12）由于CFG樁的施工屬于隱蔽工程，因此在施工完畢后需要上報監(jiān)理，經(jīng)簽認驗收后方可進行下一步施工。

6 CFG樁材料及施工方法選擇

通常CFG樁的施工方法可分為以下3種：

1）采用振動沉管方法灌注成樁，該方法實用于粘性土、粉土及素填土類型的地基；

2）利用長螺旋鉆孔進行管內混合料泵壓輸送，灌注成樁，該方法適用于粉土、砂土、粘性土及對泥漿或噪聲污染要求嚴格的場地；

3）利用長螺旋鉆孔進行灌注成樁，該方法實用于地下水位以上的粉土、素填土、粘性土及中等密實以上的砂土地基。

本施工現(xiàn)場經(jīng)過技術經(jīng)濟對比，確定采用振動沉管和長螺旋鉆孔管內泵壓進行灌注成樁施工方法。

7 CFG樁施工常見問題及辦理辦法

CFG樁施工過程中常見的問題主要有3種：成樁縮頸、施工擾動及樁體強度不均。針對以上問題，可以采取以下處理方法：首先是當滿堂布樁時，可以采用從一邊向另一邊推進或由中心向外推進的施工順序，以隔樁跳打的方法進行施工；其次是要控制拔管速度，一般為1.2m/min～1.5m/min較為合適。

8 結論

在CFG樁的施工過程中，需要綜合考慮很多因素，從工程前期的場地準備，到中期的攪拌灌注，再到后期的保溫養(yǎng)護等，每一個環(huán)節(jié)都可能成為影響樁體強度的關鍵。需要對施工中的每一道工序科學設計，嚴格把關，從而保證施工的質量。

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