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)強度樁,和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。
1、工程概況
某公路路基試驗段設計總長度90.0m,寬度30.0m,路基填高4.5m。根據(jù)試驗研究的目的、內(nèi)容,試驗工點的地形地質(zhì)條件,該工點K0+040～K0+090選擇了CFG樁復合地基樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)地基處理方案。其中K0+400～K0+060設計為懸浮樁,樁長17.5m;K0+060～K0+090設計為穿透軟土層樁,樁長27.0m。樁直徑500mm,樁間距2.0m,呈正方形布置。樁頂鋪設0.3m厚碎石墊層,最大粒徑不超過3cm。墊層內(nèi)鋪設一層雙向土工
格柵,設計抗拉強度大于120kN/m。施工采用振動沉管成樁機成樁,28d無側(cè)限抗壓強度不小于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圖1。
2.2施工工藝
1）施工準備。a.施工技術資料。設計圖、地質(zhì)報告、設計樁位圖和施工組織設計等。b.場地平整、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,并撒上白灰標示清楚。d.材料。原材料檢驗合格后,根據(jù)設計強度和規(guī)范要求進行配合比試驗,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到現(xiàn)場。2）鉆機就位。CFG樁施工時,鉆機就位后,利用鉆機塔身的前后和左右垂直標桿檢查塔身導桿,校正位置,使鉆桿垂直對準樁位中心,確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。3）鉆進成孔。關閉鉆頭閥門,向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時,啟動馬達鉆進。一般先慢后快,這樣既能減少鉆桿晃動,又容檢查鉆孔的偏差,及時糾正。在成孔過程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿晃動,幅度較大或難鉆時,應放慢進尺,否則較易導致樁孔嚴重偏斜、位移,甚至使鉆桿、鉆具損壞或扭斷。4）灌注及拔管。CFG樁成孔到設計標高后,停止鉆進,開始泵送混合料,當鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管,嚴禁先提管后泵料。根據(jù)工藝性試樁成果,提拔速度控制在2.5m/min左右,成樁過程應連續(xù)進行,并避免后臺供料慢導致停機待料。理論灌注量為0.196m3/m。5）移機。當上一根樁施工完畢后,鉆機移位,進行下一根樁的施工。施工時,應根據(jù)軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行復核,確保樁位準確。
圖1工藝流程圖
3、施工常見問題及處理措施
1）縮頸和斷樁控制。針對縮頸和斷樁,應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,使土體密度會有顯著增加,而且打的樁越多,土的密度越大。當滿堂布樁時,宜從中心向外推進施工,或從一邊向另一邊推進施工。長螺旋鉆機就可避免新打樁的振動造成已打樁的斷樁。
2）拔管速率控制。在施工時,應嚴格控制拔管速率,正常的拔管速率應控制在1.2m/min～1.5m/min。
3）
混凝土坍落度控制。當拔管速率為1.2m/min～1.5m/min時,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,采用人工清運效率較低,因此采用機械和人工聯(lián)合清運。采用挖掘機清運棄土,挖掘機進入處理范圍內(nèi)禁止在打樁工作面行走,行走時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。挖掘機工作時,嚴格控制標高,防止挖斷已完成樁和擾動打樁工作面以下的保護土層。運土車輛禁止進入處理范圍內(nèi)。打樁棄土清運完畢后,其下50cm的保護土層采用人工開挖,清除保護土層時不得擾動基底土。施工時嚴格控制標高,不允許超挖,更不允許超挖后自動回填。
4.2樁頭處理
保護土層清除后進行下一道工序,將樁頂設計標高以上樁頭截斷。截樁具體方法如下:1）通過測量,標識出樁頂標高位置,采用截樁機進行截樁。截樁前,把管箍固定在需截樁面下部后,啟
動截樁機進行截樁切割,切割時,環(huán)行進行切割,一般切割深度為10cm～15cm。2）在切割面處對稱插入2個～4個鋼釬,用大錘同時進行擊打,將上部多余部分擠開,達到截樁的目的。3）樁頭截斷后,用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設計標高。
5、施工質(zhì)量控制要點
1）樁位的測設。根據(jù)設計文件,逐樁計算坐標,利用坐標法進行測量控制。為了施工方便,根據(jù)鉆機的施工范圍（鉆機沿縱向方向施鉆,每橫向鉆4根）在縱向第5排和施鉆范圍的另一側(cè)設置護樁,每次用護樁控制方向和距離來放出準確的樁位。2）控制好CFG樁的垂直度。CFG樁施工時,鉆機就位后,利用鉆機塔身的前后和左右的垂直標桿檢查塔身導桿,校正位置,使鉆桿垂直對準樁位中心,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,并且鉆孔時要用水平靠尺檢測,并及時調(diào)整支撐桿,施鉆中,在兩個不同方向距鉆機10m～15m處,分設兩個重桿吊球隨時監(jiān)視鉆機垂直度,確保CFG樁垂直度。3）混凝土配合比的控制?；旌狭蠑嚢枰蟀磁浜媳冗M行配料,計量要求準確,上料順序為: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。每盤料攪拌時間應不小于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樁成孔到設計標高后,停止鉆進,開始泵送混合料,當鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管。嚴禁先提管后泵料。成樁的提拔速度應控制在2m/min～3m/min,成樁過程宜連續(xù)進行,應避免因供料慢而導致停機待料。灌注成樁后,用水泥袋蓋好樁頭進行保護。施工放線樁頂高程宜高出設計樁頂不小于0.5m,樁長允許偏差不大于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,進行CFG樁棄土清運。清運時不可對設計樁頂標高以下的樁身造成損害,不可擾動樁間土,不可破壞工作面上未施工的樁位。清運完畢后人工開挖其下50cm保護土層,清運保護土不得擾動基底土,防止形成橡皮土。6）樁頭處理控制。保護土層清除后,鑿除樁頂設計標高以上樁頭,鑿樁時在同一水平面按同一角度對稱放置2個或4個鋼釬,用大錘同時擊打樁頭鑿斷,最好采用鑿樁機鑿樁。樁頭截斷后,用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設計標高,樁頂允許偏差0mm～20mm。
6、結(jié)語
對完成路段CFG樁經(jīng)委托有資質(zhì)單位進行低應變和復合地基承載力檢測,結(jié)果顯示:Ⅰ類樁81%,Ⅱ類樁19%,在各級荷載作用下,樁頂沉降均勻、穩(wěn)定,總沉降在21mm～38mm之間,特征值滿足設計要求。此外,采用長螺旋鉆機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,復合地基承載力高,造價低。當然在不同的路基工點,各項技術參數(shù)應針對不同土質(zhì)情況和機械設備配置情況進行適當調(diào)整。
