高速鐵路CFG樁路基地基加固施工技術(shù)
2015-08-26
引言
CFG樁復(fù)合地基是通過樁體、樁周地基土與其上的褥墊層形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。CFG樁又稱水泥粉煤灰碎石樁，在碎石樁中加入水泥改善了碎石樁作為純粹散體材料的特性，使其既能發(fā)揮全樁的側(cè)阻作用，又能發(fā)揮端阻作用。樁間土夯實參與承載，其上設(shè)置碎石墊層。由于設(shè)置了柔性墊層，從而是地基的強度和變形模量較為均勻，對承受上部荷載和結(jié)構(gòu)抗震非常有利。
1 工程概況
本施工段地基為軟土和松軟土，采用長螺旋鉆成孔泵送混合料是施工CFG樁的施工方法對基底進行加固。根據(jù)設(shè)計圖紙，CFG樁樁身強度C20，樁徑0.4m，樁間距1.6m，正方形布置，加固深度各施工段有所不同。
2 施工工藝
正式施工前必須進行成樁工藝性試驗，確定各項施工參數(shù)后方可施工。
工藝流程可概括為：原地面處理→測量放樣→鉆機就位→鉆進至設(shè)計深度→停鉆→泵送混合料→邊泵邊均勻拔管至樁頂→鉆機移位。
具體流程如下：
2.1 場地處理
確定施工范圍后，清除場地內(nèi)的雜物及地表土，整平標(biāo)高=設(shè)計樁頂標(biāo)高+0.5m，地表碾壓至K30≥60MPa/m。整平地面并壓實后方可進行施工。當(dāng)?shù)鼗韺佑杏倌嗷蜍浫鯇訒r，要挖除到位并按設(shè)計要求換填合適的填料。施工前根據(jù)相關(guān)專業(yè)設(shè)計文件對路基范圍內(nèi)管線進行調(diào)查核實和遷改，對沒有遷改而施工中又可能對施工造成影響的管線，注意加強保護。
2.2 施工放樣
放樣時先定出控制軸線和邊界線，以哈齊左線為控制軸線，然后定出各個樁的位置。樁位的縱橫向偏差應(yīng)控制在5cm以內(nèi)。放出樁位后，樁位中心插入竹簽，并用白灰標(biāo)識。
2.3 鉆機就位
CFG樁施工時，鉆機就位后，應(yīng)用鉆機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，使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。每根樁施工前都要有專門的技術(shù)人員進行樁位對中及垂直度檢查，滿足要求后，方可開鉆。
2.4 鉆進成孔
鉆孔開始時，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，起動電動機鉆進，一般先慢后快，這樣既能減少鉆桿搖晃，又容易檢查鉆孔的偏差，以便及時糾正。在成孔過程中，若發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，放慢進尺，否則較易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移，設(shè)置使鉆桿、鉆具損壞。鉆進的深度取決于設(shè)計樁長，當(dāng)鉆頭到達設(shè)計樁長預(yù)定標(biāo)高時，于動力頭底面停留位置相應(yīng)的鉆機塔身處作醒目標(biāo)記，作為施工時控制樁長的依據(jù)。正式施工時，當(dāng)動力頭底面到達標(biāo)記處樁長即滿足設(shè)計要求。施工時還需考慮施工工作面的標(biāo)高差異，做相應(yīng)增減。
2.5 混合料拌制
混合料按設(shè)計配合比（室內(nèi)配合比試驗確定并通過成樁工藝性試驗驗證的配合比）在拌合站拌合，計量要求準(zhǔn)確，上料順序為：先裝碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加劑，最后加石屑或砂，使水泥、粉煤灰和外加劑夾在砂、石之間，不易飛揚和粘附在桶壁上，也易于攪拌均勻?；旌狭咸涠?、拌合時間按工藝性試驗確定的參數(shù)進行控制，且拌合時間不小于1min，混合料坍落度控制在16～20cm。拌合好的混合料由混凝土輸送車運輸至現(xiàn)場。運至現(xiàn)場的混合料必須保證混合料圓柱體能順利通過剛性管、高強柔性管、彎管和變徑管而達到鉆桿芯管內(nèi)。
2.6 灌注及拔管
CFG樁在施工鉆至設(shè)計深度后，準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿時間，混凝土泵送量與拔管速度相配合，邊灌注邊提鉆，保持連續(xù)灌注，均勻提升，同時保證鉆頭始終埋入混合料中。
CFG樁成孔至設(shè)計標(biāo)高后，停止鉆進，開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，嚴禁先提管后泵料。
鉆桿靜止提拔，施工中嚴格按工藝性試驗確定并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的參數(shù)控制提拔速度和泵送量，成樁的提拔速度一般控制在2～3m/min，并保證連續(xù)提拔，施工中嚴禁出現(xiàn)超速提拔。
成樁過程連續(xù)進行，避免因后臺供料慢而導(dǎo)致停機待料。
若施工中因其他原因不能連續(xù)灌注，須根據(jù)勘察報告和已掌握的施工場地的土質(zhì)情況，避開飽和砂土、粉土層，不得在這些土層內(nèi)停機，避免造成混合料離析、樁身縮徑、斷樁和夾泥等。
施工組織、施工工藝、施工作業(yè)指導(dǎo)書要有防止堵管、竄管的措施。
2.7 移機
當(dāng)一根樁施工完畢后，鉆機移位，進行下一根樁的施工。施工時由于CFG樁排出的土較多，經(jīng)常將鄰近樁位覆蓋，有時還會因鉆機支撐時支撐腳壓在樁位旁使原標(biāo)定的樁位發(fā)生位移。樁機移機至下一樁位施工時，需根據(jù)路基軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行復(fù)核，保證樁位準(zhǔn)確。
2.8 樁頭處理
為保證質(zhì)量，施工樁頂標(biāo)高需高出設(shè)計樁頂標(biāo)高不少于0.5m，施工完畢后要將樁頂設(shè)計標(biāo)高以上樁頭截斷。截樁方法：
①標(biāo)出樁頂標(biāo)高位置，用截樁機將樁頭截斷；
?、谌绻诨坶_挖和剔除樁頭時造成樁體短至樁頂設(shè)計標(biāo)高以下，則必須采取補救措施。假如斷裂面距樁頂較近，可接樁至設(shè)計樁頂標(biāo)高。
2.9 筏板及樁帽施工
應(yīng)力影響線內(nèi)的CFG樁頂部設(shè)置筏板。CFG樁截樁施工完畢后，將樁間土清理整平，上面鋪設(shè)碎石墊層。碎石墊層應(yīng)采用級配良好且未風(fēng)化的礫石或碎石，其最大粒徑不得大于50mm，含泥量不得大于5%，且不含草根、垃圾等雜質(zhì)。碎石墊層采用小型機械配合人工鋪灑，鋪設(shè)時加強對CFG樁頭保護，嚴禁碰撞CFG樁頭；鋪設(shè)厚度、平整度應(yīng)滿足設(shè)計、驗標(biāo)要求。碎石墊層施工完畢后進行筏板施工。先澆筑0.15m素砼墊層，然后進行鋼筋綁扎和模板支設(shè)工作，砼澆筑完成后及時灑水養(yǎng)護。
3 人員機械配置
結(jié)合工藝試驗確定的施工方案、人員、機械組合并根據(jù)本施工段的工程量及工期，對人員和機械進行配置。
4 質(zhì)量控制及檢驗
4.1質(zhì)量控制
CFG樁質(zhì)量控制以施工過程中試驗檢測、過程質(zhì)量控制為主。主要控制要點：施工測量控制及復(fù)核、施工過程中混凝土原材料的質(zhì)量控制、施工作業(yè)過程中質(zhì)量控制。
4.2 CFG樁檢驗
施工質(zhì)量檢驗主要檢查施工記錄、樁數(shù)、樁位偏差、褥墊層厚度、夯填度和樁體試塊抗壓強度等。
CFG樁地基竣工驗收時，承載力檢驗采用單樁復(fù)合地基載荷試驗和單樁承載力荷載試驗，設(shè)計要求復(fù)合地基承載力、單樁承載力滿足各工點具體設(shè)計要求。一般情況下要求復(fù)合地基承載力不小于250KPa。
抽取不少于總樁數(shù)10%的樁，根據(jù)《基樁低應(yīng)變動力檢測規(guī)程》（JGJ/T93-95）進行低應(yīng)變動力試驗，檢測樁身完整性。對于不合格的CFG樁要進行補樁處理。
5 安全環(huán)保措施
5.1施工人員進入現(xiàn)場必須配戴安全帽、穿工作服，嚴禁穿拖鞋進入現(xiàn)場。
5.2起重機作業(yè)前，應(yīng)對轉(zhuǎn)動部位進行潤滑，檢查部件緊固程度，鋼絲繩是否磨損。
5.3長螺旋桿下嚴禁站人，作業(yè)期間駕駛員不得離開操作室。
5.4施工完畢的樁的樁頭要加蓋，以防行人或雜物等掉陷。
5.5經(jīng)常檢查吊車纜繩是否完好無損，管樁捆綁起吊是否可靠，避免滑落傷人損物。
5.6經(jīng)常檢查用電安全，包括低壓照明用電。
5.7樁基所用廢棄油料要及時收集妥善處理。
6 結(jié)語
CFG樁與樁間土以及與基礎(chǔ)地面間的褥墊層共同組成復(fù)合地基，具有承載力高，沉降小，變形穩(wěn)定快，施工方便，易于控制施工質(zhì)量，工程造價低的特點。我項目部根據(jù)上述施工技術(shù)指導(dǎo)施工的CFG樁通過了相關(guān)的質(zhì)量檢測，地基加固效果優(yōu)良。
