淺談公路施工CFG樁技術(shù)的應(yīng)用
2012-02-14 來源：中國百科網(wǎng)
1、工程概況
昆明市官南路段，地勢平坦開闊、水網(wǎng)密布、湖泊溝渠眾多。道路全長約為4.4公里，道路紅線寬度為50米，為城市Ⅰ級(jí)主干道。全標(biāo)段路基工程全部為軟基處理工程，地質(zhì)情況以河相、湖相沉積、沖積的淤泥質(zhì)粘土、淤泥亞粘土及淤泥質(zhì)亞砂土為主，地表有1m～3m硬層，但其多為過濕土，軟土層厚0m—26m。
本項(xiàng)目的涵基處理采用CFG樁+碎石褥墊層。CFG樁樁徑40cm，梅花形布置。平均樁長17m，樁身強(qiáng)度C10，樁頂鋪設(shè)30cm厚碎石褥墊層。
2、水文地質(zhì)條件
整條線路覆蓋層變化較大，勘察深度范圍內(nèi)，地下水主要賦存于第四系覆蓋層中?？辈炱陂g均觀測到地下水，水位埋深在0.6~3.5mm之間，高程1886.27~1888.42m，變化幅度相對(duì)不大。按地下水的賦存介質(zhì)及水力條件，地下水為上層滯水和微承壓孔隙型潛水。
3、CFG樁加固原理
CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石和細(xì)砂加水?dāng)嚢栊纬傻母哒硰?qiáng)度的樁和樁間土及褥墊層一起形成復(fù)合地基，CFG樁復(fù)合地基通過褥墊層與基礎(chǔ)相連接，無論樁端落在一般土層還是淤泥土質(zhì)均可保證樁間土始終參與工作。由于樁間土的強(qiáng)度及模量比原樁間土大，在荷載作用下樁頂應(yīng)力比樁間土的應(yīng)力大，樁可承受的荷載向深的土層傳遞并相應(yīng)減少樁間土承受的荷載。
樁體是由機(jī)械成孔后將攪拌好的混凝土利用泵機(jī)打人孔中，在拔管的過程中利用高差產(chǎn)生的重力使混凝土產(chǎn)生自振搗效果，這樣在成樁的過程中不僅擠密樁間土還擠密樁身，使其具有水硬性，使處理后的復(fù)合地基強(qiáng)度和抗變形的能力明顯提高。
4、CFG樁施工工藝
官南路段施工前平整場地，清除障礙物，進(jìn)行成樁工藝性試驗(yàn)（不少于兩根試驗(yàn)樁），以復(fù)核地質(zhì)資料以及機(jī)械設(shè)備性能、施工工藝、施打順序是否適宜，確定混合料配合比、坍落度、攪拌時(shí)間、拔管速度等各項(xiàng)工藝參數(shù)，根據(jù)試樁中發(fā)現(xiàn)的問題修訂施工工藝。雖然地表有1m～3m硬層，但試樁采用振動(dòng)沉管鉆機(jī)時(shí)仍能順利穿過該地層，所以采用振動(dòng)沉管法施工。
具體工藝：樁位測量放樣→放置樁尖→樁機(jī)就位→振動(dòng)沉管→成孔檢驗(yàn)→灌注攪拌樁→振動(dòng)拔管→成樁檢驗(yàn)→鋪設(shè)褥墊層。
關(guān)鍵工序控制如下：
1）CFG樁機(jī)就位后，用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查導(dǎo)桿校正位置，使沉管垂直對(duì)準(zhǔn)樁中心，確保CFG樁垂直偏差不大于1％。
2）打樁順序：CFG樁施工時(shí)采用隔行隔樁跳打，相鄰樁施工時(shí)間間隔大于7d。采用從中心向外推進(jìn)的方案，或從一邊向另一邊推進(jìn)的方案。
5、施工方法
5．1沉管
根據(jù)設(shè)計(jì)樁長、沉管人土深度確定機(jī)架高度和沉管長度，并進(jìn)行設(shè)備組裝。樁機(jī)就位，保持樁管垂直，垂直度偏差不大于1％；若采用預(yù)制鋼筋混凝土樁尖，需埋入地表以下300mm左右開始沉管，為避免對(duì)鄰樁的影響，沉管時(shí)間應(yīng)盡量短；記錄激振電流變化情況，應(yīng)1m記錄一次，對(duì)土層變化處應(yīng)予以說明。
5．2投料
在沉管過程中用料斗進(jìn)行空中投料（可邊沉管邊投料）。待沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高且停機(jī)后須盡快完成投料，直至管內(nèi)混合料頂面與鋼管料口平齊。
5．3拔管
啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，首次投料留振5s～10s再開始拔管。拔管速率按工藝性試驗(yàn)并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行控制，一般1．2m／min～1．5m／min較合適。拔管過快易造成局部縮頸或斷樁；拔管太慢振動(dòng)時(shí)間過長，會(huì)使樁頂浮漿增厚，易使混合料離析，對(duì)淤泥質(zhì)土，拔管速度可適當(dāng)放慢。拔管過程中不宜反插留振。如上料不足，須在拔管過程中空中投料，以保證成樁后樁頂標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)要求。成樁后樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁長0．5rn，且浮漿厚度不超過20cm。
5．4封項(xiàng)
沉管拔出地面，確認(rèn)成樁符合設(shè)計(jì)要求后，用濕粘性土封頂。
5．5移機(jī)
鉆機(jī)移位進(jìn)行下一根樁的施工。
6、CFG樁質(zhì)量控制
CFG樁施工完成28d后按設(shè)計(jì)要求對(duì)CFG樁和CFG樁復(fù)合地基進(jìn)行檢測。采用低應(yīng)變檢測樁身質(zhì)量，抽檢頻率為10％在有條件的情況下，采用靜力載荷試驗(yàn)檢測復(fù)合地基承載力，抽檢頻率為0．5％～1．0％，但不少于3點(diǎn)。檢查項(xiàng)目見CFG樁施工允許偏差見表1。
表1CFG樁的施工允許偏差表
現(xiàn)場CFG樁施工質(zhì)量控制的主要對(duì)象是：樁長和強(qiáng)度二項(xiàng)指標(biāo)，監(jiān)控要點(diǎn)如下：
1）測量樁位前對(duì)施工現(xiàn)場原始地面標(biāo)高進(jìn)行抄平測量，并用平地機(jī)平整碾壓后放出各樁的準(zhǔn)確位置，將線路縱坡、橫坡考慮在內(nèi)后，原地面標(biāo)高控制在±5cm以內(nèi)。施工樁頂高程控制在高于設(shè)計(jì)墊層底標(biāo)高30cm處。將施工區(qū)域進(jìn)行劃分，并將各樁進(jìn)行編號(hào)，定機(jī)定人進(jìn)行管理。
2）布樁時(shí)，CFG樁的數(shù)量、布置形式及間距必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求并遵循從中心向外推進(jìn)施工，或從一邊向另一邊推進(jìn)施工的原則，不宜從四周轉(zhuǎn)向內(nèi)推進(jìn)施工。具體的施工方法和順序由工程技術(shù)部確定。
3）指派責(zé)任心強(qiáng)、懂技術(shù)并經(jīng)嚴(yán)格考核合格的員工對(duì)勞務(wù)隊(duì)伍施工的CFG樁進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控和記錄。
4）CFG樁施工中，每臺(tái)班均須制作檢查試件，進(jìn)行28d強(qiáng)度檢驗(yàn)，成樁28d后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行單樁承載力或復(fù)合地基承載力試驗(yàn)，其承載力、變形模量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
5）通常樁頂混凝土密實(shí)度差、強(qiáng)度低，對(duì)此采取樁頂以下2．5m內(nèi)進(jìn)行振動(dòng)搗固的措施。
6）為保證施工中混合料的順利輸送，施工中采取強(qiáng)制式攪拌機(jī)。
7）樁身每方混合料摻加粉煤灰量及坍落度控制根據(jù)設(shè)計(jì)和采用的施工方法按工藝試驗(yàn)確定并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行控制。
8）清土和截樁時(shí)，不得造成樁頂標(biāo)高以下樁身斷裂和擾動(dòng)樁間土。
9）冬期施工時(shí)混合料入孔溫度不得低于5℃，對(duì)樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。
10）跳打施工時(shí)應(yīng)及時(shí)清除成樁時(shí)排出的棄土，否則會(huì)影響施工進(jìn)度。
11）整個(gè)施工過程中，安排質(zhì)檢人員旁站監(jiān)督，并做好施工原始記錄，記錄鉆壓電流值、孔深、單孔混合料灌入量、堵管及處理措施等。
