CFG樁在治理路基、路面沉降病害工程中的應(yīng)用

陳超 戶耀武

摘 要：針對(duì)水毀導(dǎo)致路基、路面沉降的病害，采用CFG樁基進(jìn)行治理，闡述了該工法的特點(diǎn)及施工工藝，并對(duì)質(zhì)量控制進(jìn)行了敘述，為類型病害的治理工程提供參考。

關(guān)鍵詞：CFG施工工藝；質(zhì)量控制；應(yīng)用

引言

南方多雨地區(qū)，以及夏季降雨高峰期，極易造成公路路基的沉降，及水毀現(xiàn)象。給公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)造成了嚴(yán)重的影響。因此，如何采取有效的措施，治理路基沉降現(xiàn)象和水毀現(xiàn)象亟待解決。CFG樁，由于其高粘結(jié)，強(qiáng)度高，對(duì)治理水毀造成的路基病害十分有效。本文主要結(jié)合實(shí)際工程介紹CFG裝施工工藝。

1 工程概況

持續(xù)的強(qiáng)降雨導(dǎo)致某工程K13+150～K13+225段右幅局部路基產(chǎn)生沉降，右側(cè)靠近邊溝行車道處路面出現(xiàn)裂縫，縫寬約1cm。為防止病害進(jìn)一步擴(kuò)大，需對(duì)病害進(jìn)行處理。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔取樣，該段地質(zhì)情況為：0～0.76m路面結(jié)構(gòu)層，0.76～11.0m粉質(zhì)粘土：灰褐色，可塑，其中6.0-8.0m含水量較大，土質(zhì)不均勻，含少量碎石，鉆進(jìn)較為容易。

經(jīng)管理處相關(guān)技術(shù)人員、設(shè)計(jì)單位及相關(guān)部門現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看，經(jīng)過(guò)反復(fù)比較，綜合考慮質(zhì)量保證、搶險(xiǎn)通車的時(shí)間迫切性及設(shè)備供應(yīng)的可行性，確定采用CFG樁對(duì)病害進(jìn)行治理。

2 CFG樁的加固機(jī)理及工法特點(diǎn)

CFG樁是一種強(qiáng)度較高的樁體，其與褥墊層和樁間土構(gòu)成CFG樁復(fù)合地基，CFG樁的樁體中通過(guò)加水拌合一定量的粉煤灰、石屑和水泥制成，可全樁發(fā)揮側(cè)阻摩擦力，樁端落在較好土層中發(fā)揮樁端阻力。成樁后可通過(guò)調(diào)整褥墊層的厚度，有效提高地基承載力，減小地基變形。

CFG施工工藝的特點(diǎn)為：工藝簡(jiǎn)單，無(wú)場(chǎng)地污染，對(duì)環(huán)境噪音較??；所用材料僅需少量水泥，便于就地取材?？捎行岣邚?fù)核地基承載力，減少變形。

3 處理方法及工藝流程

樁間土與基礎(chǔ)之間必須設(shè)置一定厚度的褥墊層。CFG樁應(yīng)用廣泛，可用于處理粘土、粉土、砂土、人工填土和淤泥質(zhì)土等地基，對(duì)于擠密效果較好的土質(zhì)及擠密效果較差的土質(zhì)都有一定的適應(yīng)性。

CFG樁施工方法分為長(zhǎng)螺旋鉆孔法和振動(dòng)沉管法，根據(jù)設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境，綜合考慮地基土的性質(zhì)、噪音影響等多方因素，確定該段病害治理采用長(zhǎng)螺旋鉆孔處理。

本項(xiàng)目CFG樁采用樁徑40cm，樁間距100cm，呈梅花型布置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔取樣結(jié)果，有效樁長(zhǎng)確定為11.0m?？變?nèi)水泥混凝土填料應(yīng)振搗密實(shí)。成樁施工時(shí)應(yīng)避開地下管線、管道等設(shè)施，樁位可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整。

樁體施工結(jié)束后，對(duì)已鋪筑的路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行銑刨后向下挖除路床15cm，在樁頂設(shè)置15cm級(jí)配碎石墊層，然后重新鋪筑路面結(jié)構(gòu)層。

圖1 CFG樁工藝流程

4 CFG質(zhì)量控制措施

4.1 加強(qiáng)施工管理，避免斷樁、卡鉆和和縮頸等現(xiàn)象

CFG樁設(shè)計(jì)通常深度較大，為避免施工過(guò)程中因機(jī)械負(fù)荷較大造成的斷樁和卡鉆，施工中必須加強(qiáng)施工機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)。同時(shí)，為防止逐樁施工造成CFG樁串孔現(xiàn)象，采用隔樁施工CFG樁方式，但隔樁施工容易造成已施工的樁產(chǎn)的擠壓破壞。而采用長(zhǎng)螺旋鉆孔逐樁施工，影響較小，較少發(fā)生串孔和擠壓斷樁現(xiàn)象，因此，根據(jù)不同的施工條件和地址狀況建議選用逐樁打和跳打。

4.2 施工加強(qiáng)混凝土振搗，防止CFG樁內(nèi)部成型不密實(shí)，造成強(qiáng)度不均勻

CFG樁在灌注混凝土?xí)r，上部1-3米因?yàn)榛炷恋膲毫ψ冃?，混凝土中有?xì)微氣泡難以排除，而樁體主要受力部分在上部，因此上部樁體的不密實(shí)，容易造成樁在使用過(guò)程中的破壞。因此施工完成后，混凝土凝固前使用振搗棒振搗上部混凝土，加強(qiáng)混凝土的密實(shí)性；二是加強(qiáng)混凝土的坍落度控制，坍落度過(guò)小容易造成蜂窩現(xiàn)象。

CFG樁施工中極易出現(xiàn)樁頂浮漿現(xiàn)象，不注意可造成混合料離析及樁身強(qiáng)度不足現(xiàn)象，嚴(yán)重的會(huì)造成樁徑偏小或縮頸斷樁。因此，施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制施工工藝，特別是拔樁速度要控制在合理速率下，拔管速度為線速度通常為2m/min～2.5m/min。如施工到淤泥質(zhì)土層時(shí)，拔管適當(dāng)放慢，嚴(yán)禁反插。

4.3 及時(shí)清運(yùn)廢棄土

CFG樁長(zhǎng)螺旋鉆孔屬于排土成樁工藝。在施工過(guò)程中，隨著長(zhǎng)螺旋鉆桿的鉆進(jìn)，排出的土體在孔口堆積，單樁排出的土量隨著樁長(zhǎng)的增加而增加。灌注成樁后這部分堆積棄土中還埋藏著一定的混合料與上部浮漿。鉆孔過(guò)程中及時(shí)清運(yùn)鉆孔棄土是確保CFG樁正常施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在孔口超灌混合料及浮漿尚處于初凝前濕漿狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行挖除，可稱為“濕挖”。濕挖的漿體隨棄土一起清運(yùn)。這部分被圍裹在孔口松散的鉆孔排土中的混合料如不及時(shí)清除，凝結(jié)后會(huì)對(duì)樁頂形成性狀不規(guī)則的擴(kuò)大頭。

5 斷樁的分析及處理

CFG的斷樁，指CFG樁成樁后樁體混凝土面不連續(xù)，中間有開裂或間隔。斷樁是CFG樁的最大的質(zhì)量事故，因此施工中應(yīng)尤為關(guān)注。斷樁的原因有很多，主要有：

（1）CFG強(qiáng)度未達(dá)到時(shí)受到大型機(jī)械的碾壓，樁體被壓斷或樁頭壓碎；（2）長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的排氣閥被堵；（3）灌注混凝土?xí)r，混凝土灌注供應(yīng)不及時(shí)；（4）拔管和泵送混凝土配合不協(xié)調(diào)。

因此，施工時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

（1）對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，嚴(yán)禁一切大型機(jī)械進(jìn)入；（2）經(jīng)常檢查排氣閥，將包裹排氣閥的混凝土及時(shí)清理；（3）加強(qiáng)混凝土調(diào)度，保證混凝土連續(xù)供應(yīng)；（4）加強(qiáng)拔管和泵送混凝土操作人員之間的配合。

6 施工中的預(yù)防措施

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，為減輕或避免工程質(zhì)量問(wèn)題，建議從采取以下預(yù)防措施：

（1）嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，采取有效的監(jiān)管措施。做好施工記錄、確保試驗(yàn)樁數(shù)，檢測(cè)數(shù)量可按10%控制低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)；（2）采取有效的底下水位控制措施。設(shè)置降水井，降低施工現(xiàn)場(chǎng)地下水位，避免土、水同時(shí)流向鉆孔。同時(shí)設(shè)置隔斷墻。隔斷施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的水體，防止因底下水位的不同，造成周圍地下水向施工現(xiàn)場(chǎng)倒灌；（3）嚴(yán)格控制施工場(chǎng)地的標(biāo)高。施工時(shí)要隨時(shí)測(cè)量標(biāo)高，選取盡量多的觀測(cè)點(diǎn)和代表性地段，檢測(cè)地面降起。因?yàn)閿鄻冻：偷乇砺∑鹣嗦?lián)系。

7 結(jié)束語(yǔ)

CFG樁施工完畢后根據(jù)規(guī)范對(duì)樁身的完整性及CFG混合料強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，施工質(zhì)量符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。并在樁體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以后，切割多余的樁頭。然后設(shè)置15cm碎石褥墊層，充分壓實(shí)重新鋪筑路面層。CFG工法施工方便，成樁效率高，有效治理了該段路基、路面沉降的病害，為該項(xiàng)目的順利通車奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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