前言
CFG樁是水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁,和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。
1、工程概況
某公路路基試驗(yàn)段設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度90.0m,寬度30.0m,路基填高4.5m。根據(jù)試驗(yàn)研究的目的、內(nèi)容,試驗(yàn)工點(diǎn)的地形地質(zhì)條件,該工點(diǎn)K0+040～K0+090選擇了CFG樁復(fù)合地基樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)地基處理方案。其中K0+400～K0+060設(shè)計(jì)為懸浮樁,樁長(zhǎng)17.5m;K0+060～K0+090設(shè)計(jì)為穿透軟土層樁,樁長(zhǎng)27.0m。樁直徑500mm,樁間距2.0m,呈正方形布置。樁頂鋪設(shè)0.3m厚碎石墊層,最大粒徑不超過(guò)3cm。墊層內(nèi)鋪設(shè)一層雙向土工
格柵,設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度大于120kN/m。施工采用振動(dòng)沉管成樁機(jī)成樁,28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于5MPa。樁體
材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥、水配合而成,基本配比見(jiàn)表1。
表1CFG樁樁體材料配合比表
2.1施工工藝流程圖
CFG樁施工工藝流程圖見(jiàn)圖1。
2.2施工工藝
1）施工準(zhǔn)備。a.施工技術(shù)資料。設(shè)計(jì)圖、地質(zhì)報(bào)告、設(shè)計(jì)樁位圖和施工組織設(shè)計(jì)等。b.場(chǎng)地平整、障礙清除。c.施工放樣。采用全站儀精確定位,在樁位中心插上竹簽,并撒上白灰標(biāo)示清楚。d.材料。原材料檢驗(yàn)合格后,根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度和規(guī)范要求進(jìn)行配合比試驗(yàn),配合比選擇為水泥∶砂∶碎石（5mm～20mm）∶碎石（16mm～31.5mm）∶粉煤灰∶水=1∶3.17∶2.85∶1.90∶0.7∶0.85,混合料采用攪拌站集中拌和后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)。2）鉆機(jī)就位。CFG樁施工時(shí),鉆機(jī)就位后,利用鉆機(jī)塔身的前后和左右垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿,校正位置,使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心,確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。3）鉆進(jìn)成孔。關(guān)閉鉆頭閥門(mén),向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面時(shí),啟動(dòng)馬達(dá)鉆進(jìn)。一般先慢后快,這樣既能減少鉆桿晃動(dòng),又容檢查鉆孔的偏差,及時(shí)糾正。在成孔過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿晃動(dòng),幅度較大或難鉆時(shí),應(yīng)放慢進(jìn)尺,否則較易導(dǎo)致樁孔嚴(yán)重偏斜、位移,甚至使鉆桿、鉆具損壞或扭斷。4）灌注及拔管。CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,停止鉆進(jìn),開(kāi)始泵送混合料,當(dāng)鉆桿芯管充滿(mǎn)混合料后開(kāi)始拔管,嚴(yán)禁先提管后泵料。根據(jù)工藝性試樁成果,提拔速度控制在2.5m/min左右,成樁過(guò)程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,并避免后臺(tái)供料慢導(dǎo)致停機(jī)待料。理論灌注量為0.196m3/m。5）移機(jī)。當(dāng)上一根樁施工完畢后,鉆機(jī)移位,進(jìn)行下一根樁的施工。施工時(shí),應(yīng)根據(jù)軸線或周?chē)鷺兜奈恢脤?duì)需施工的樁位進(jìn)行復(fù)核,確保樁位準(zhǔn)確。
圖1工藝流程圖
3、施工常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施
1）縮頸和斷樁控制。針對(duì)縮頸和斷樁,應(yīng)采用隔樁跳打施工方案。在飽和的松散粉土中施工,由于松散粉土振密效果好,使土體密度會(huì)有顯著增加,而且打的樁越多,土的密度越大。當(dāng)滿(mǎn)堂布樁時(shí),宜從中心向外推進(jìn)施工,或從一邊向另一邊推進(jìn)施工。長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)就可避免新打樁的振動(dòng)造成已打樁的斷樁。
2）拔管速率控制。在施工時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制拔管速率,正常的拔管速率應(yīng)控制在1.2m/min～1.5m/min。
3）
混凝土坍落度控制。當(dāng)拔管速率為1.2m/min～1.5m/min時(shí),一般樁頂浮漿混凝土坍落度可控制在10cm左右,成樁質(zhì)量容易控制。
4、清土及CFG樁樁頭處理
4.1清土
由于CFG樁處理面積較大,采用人工清運(yùn)效率較低,因此采用機(jī)械和人工聯(lián)合清運(yùn)。采用挖掘機(jī)清運(yùn)棄土,挖掘機(jī)進(jìn)入處理范圍內(nèi)禁止在打樁工作面行走,行走時(shí)必須用打樁棄土在打樁工作面鋪行走墊層,其墊層面到樁頂不小于1m。挖掘機(jī)工作時(shí),嚴(yán)格控制標(biāo)高,防止挖斷已完成樁和擾動(dòng)打樁工作面以下的保護(hù)土層。運(yùn)土車(chē)輛禁止進(jìn)入處理范圍內(nèi)。打樁棄土清運(yùn)完畢后,其下50cm的保護(hù)土層采用人工開(kāi)挖,清除保護(hù)土層時(shí)不得擾動(dòng)基底土。施工時(shí)嚴(yán)格控制標(biāo)高,不允許超挖,更不允許超挖后自動(dòng)回填。
4.2樁頭處理
保護(hù)土層清除后進(jìn)行下一道工序,將樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上樁頭截?cái)?。截樁具體方法如下:1）通過(guò)測(cè)量,標(biāo)識(shí)出樁頂標(biāo)高位置,采用截樁機(jī)進(jìn)行截樁。截樁前,把管箍固定在需截樁面下部后,啟
動(dòng)截樁機(jī)進(jìn)行截樁切割,切割時(shí),環(huán)行進(jìn)行切割,一般切割深度為10cm～15cm。2）在切割面處對(duì)稱(chēng)插入2個(gè)～4個(gè)鋼釬,用大錘同時(shí)進(jìn)行擊打,將上部多余部分?jǐn)D開(kāi),達(dá)到截樁的目的。3）樁頭截?cái)嗪?用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高。
5、施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
1）樁位的測(cè)設(shè)。根據(jù)設(shè)計(jì)文件,逐樁計(jì)算坐標(biāo),利用坐標(biāo)法進(jìn)行測(cè)量控制。為了施工方便,根據(jù)鉆機(jī)的施工范圍（鉆機(jī)沿縱向方向施鉆,每橫向鉆4根）在縱向第5排和施鉆范圍的另一側(cè)設(shè)置護(hù)樁,每次用護(hù)樁控制方向和距離來(lái)放出準(zhǔn)確的樁位。2）控制好CFG樁的垂直度。CFG樁施工時(shí),鉆機(jī)就位后,利用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿,校正位置,使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心,確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%,樁位容許偏差不大于10cm,并且鉆孔時(shí)要用水平靠尺檢測(cè),并及時(shí)調(diào)整支撐桿,施鉆中,在兩個(gè)不同方向距鉆機(jī)10m～15m處,分設(shè)兩個(gè)重桿吊球隨時(shí)監(jiān)視鉆機(jī)垂直度,確保CFG樁垂直度。3）混凝土配合比的控制。混合料攪拌要求按配合比進(jìn)行配料,計(jì)量要求準(zhǔn)確,上料順序?yàn)?先裝碎石,再加水泥、粉煤灰和泵送劑,最后加砂,使水泥、粉煤灰和泵送劑夾在砂、石之間。每盤(pán)料攪拌時(shí)間應(yīng)不小于60s,混凝土坍落度控制在160mm～200mm,確保泵送質(zhì)量。4）拔管速度的控制。CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,停止鉆進(jìn),開(kāi)始泵送混合料,當(dāng)鉆桿芯管充滿(mǎn)混合料后開(kāi)始拔管。嚴(yán)禁先提管后泵料。成樁的提拔速度應(yīng)控制在2m/min～3m/min,成樁過(guò)程宜連續(xù)進(jìn)行,應(yīng)避免因供料慢而導(dǎo)致停機(jī)待料。灌注成樁后,用水泥袋蓋好樁頭進(jìn)行保護(hù)。施工放線樁頂高程宜高出設(shè)計(jì)樁頂不小于0.5m,樁長(zhǎng)允許偏差不大于10cm,樁徑允許偏差不大于2cm。5）樁間土清理控制。CFG樁施工完畢在其混合料初凝后,進(jìn)行CFG樁棄土清運(yùn)。清運(yùn)時(shí)不可對(duì)設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以下的樁身造成損害,不可擾動(dòng)樁間土,不可破壞工作面上未施工的樁位。清運(yùn)完畢后人工開(kāi)挖其下50cm保護(hù)土層,清運(yùn)保護(hù)土不得擾動(dòng)基底土,防止形成橡皮土。6）樁頭處理控制。保護(hù)土層清除后,鑿除樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上樁頭,鑿樁時(shí)在同一水平面按同一角度對(duì)稱(chēng)放置2個(gè)或4個(gè)鋼釬,用大錘同時(shí)擊打樁頭鑿斷,最好采用鑿樁機(jī)鑿樁。樁頭截?cái)嗪?用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高,樁頂允許偏差0mm～20mm。
6、結(jié)語(yǔ)
對(duì)完成路段CFG樁經(jīng)委托有資質(zhì)單位進(jìn)行低應(yīng)變和復(fù)合地基承載力檢測(cè),結(jié)果顯示:Ⅰ類(lèi)樁81%,Ⅱ類(lèi)樁19%,在各級(jí)荷載作用下,樁頂沉降均勻、穩(wěn)定,總沉降在21mm～38mm之間,特征值滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。此外,采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)可大大加快地基加固施工速度。CFG樁加固地基,效率高,工期短,復(fù)合地基承載力高,造價(jià)低。當(dāng)然在不同的路基工點(diǎn),各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)應(yīng)針對(duì)不同土質(zhì)情況和機(jī)械設(shè)備配置情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
