馮國衛(wèi)

CFG樁施工工藝總結(jié)

馮國衛(wèi)

結(jié)合武廣客運(yùn)專線路基軟基施工實(shí)踐,對(duì)CFG樁施工工藝進(jìn)行了總結(jié),介紹了在該類不良地質(zhì)路基施工中的一些經(jīng)驗(yàn),對(duì)類似路基軟基施工具有重要的指導(dǎo)意義。

CFG樁,施工工藝,質(zhì)量控制

武廣客專是我國第一條高速無砟鐵路,路基沉降的控制是核心,地基處理是關(guān)鍵,它關(guān)系到高速鐵路施工的成敗。因此,CFG樁復(fù)合地基的施工必然是施工過程控制和質(zhì)量監(jiān)控的重點(diǎn),這就要求我們在工作中,首先要認(rèn)真吃透設(shè)計(jì)文件,明確地基處理的條件、方法和目的,了解CFG樁復(fù)合地基的作用機(jī)理、技術(shù)參數(shù)、相互關(guān)系等工作性狀,并運(yùn)用理論去指導(dǎo)工程實(shí)踐,同時(shí)也為我們在以后施工中的工作重點(diǎn)指明了方向。

1 施工范圍

新建鐵路武漢—廣州客運(yùn)專線四標(biāo)段(XXTJIV)第六單元中中鐵三局武廣二總隊(duì)管段采用CFG樁處理松軟土路基的施工,涵洞基礎(chǔ) CFG樁的施工。

2 施工工藝

2.1 長螺旋鉆孔法施工

長螺旋鉆孔法施工采用長螺旋鉆機(jī)。鉆機(jī)就位后校正好鉆桿的位置和垂直度,垂直度的容許偏差不大于 1%。按設(shè)計(jì)配比配制混合料,混合料坍落度宜為 160mm～200mm。鉆孔開始時(shí),關(guān)閉鉆頭閥門,向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面時(shí),啟動(dòng)電機(jī),將鉆桿旋轉(zhuǎn)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高,關(guān)閉電機(jī),清理鉆孔周圍土。成孔時(shí)應(yīng)先慢后快,這樣能避免鉆桿搖晃,也能及時(shí)檢查并糾正鉆桿偏位的差值。CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,停止鉆進(jìn),開始泵送混合料,當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管,嚴(yán)禁先拔管后泵料。成樁的提拔速度控制在 2m/min～3m/m in,成樁過程連續(xù)進(jìn)行,避免供料出現(xiàn)問題導(dǎo)致停機(jī)待料。移機(jī)前對(duì)下一根樁的樁位進(jìn)行清理辨識(shí),確保樁位的準(zhǔn)確性。必要時(shí)移機(jī)后清洗鉆桿和鉆頭。確認(rèn)成樁符合設(shè)計(jì)要求后用粒狀材料封頂。

2.2 振動(dòng)沉管法施工

清理施工場地,按設(shè)計(jì)作好封底層;施工放樣,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙布置樁位,作好標(biāo)志。進(jìn)行工藝性試樁,確定混合料配合比、拔管速度、施打順序等各項(xiàng)施工參數(shù)。樁機(jī)就位,保證其水平、穩(wěn)固;調(diào)整套管與地面垂直,確保垂直度偏差不大于設(shè)計(jì)允許值;在套管上標(biāo)志出打設(shè)深度,確保加固深度滿足設(shè)計(jì)要求。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),開始沉管,注意保持樁機(jī)的穩(wěn)定,避免傾斜和錯(cuò)位。沉管過程中須作好記錄。激振電流每沉 1m記錄一次,對(duì)土層變化處應(yīng)特別說明,直到沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高?；旌狭峡梢圆捎脧S拌,混凝土輸送車運(yùn)輸。沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高停機(jī)后,立即向管內(nèi)投料,直到混合料與進(jìn)料口齊平。當(dāng)混合料加至鋼管投料口平齊后,啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),沉管原地留振 10 s左右,然后根據(jù)試樁確定拔管速度邊振動(dòng)邊拔管。當(dāng)樁管拔出地面,確認(rèn)成樁符合設(shè)計(jì)要求后用粒狀材料封頂,然后移機(jī)繼續(xù)下一根樁施工。CFG樁施工完成并檢測合格后,人工切割樁頭施工質(zhì)量較差段,在樁頂鋪設(shè) 0.6m厚碎石墊層,墊層內(nèi)鋪設(shè)一層雙向土工格柵(抗拉強(qiáng)度不小于110 kN/m)。

2.3 CFG樁帽的施工

CFG樁采用了擴(kuò)大樁頂,樁帽 1m×1m,高 0.6m,現(xiàn)場澆筑C15混凝土,樁間土采用碎石土換填 0.6m。

2.4 施工工藝的過程控制和總結(jié)

1)是否達(dá)到硬層的判斷問題采用測量電流梯度值的方法進(jìn)行判定,電流 60mA～80mA為軟塑黏土層,電流 80mA～120mA為硬塑性黏土層,電流 120 mA～150 mA為全風(fēng)化泥巖,電流150m A～180mA突變即為達(dá)到強(qiáng)風(fēng)化泥巖、砂巖層;如在鉆進(jìn)過程中不產(chǎn)生電流突變,反而降低且無進(jìn)尺也應(yīng)判斷為進(jìn)入硬層。2)施工的每一個(gè)環(huán)節(jié),嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行檢測和控制。3)加強(qiáng)混合料質(zhì)量控制,混合料配比在設(shè)計(jì)規(guī)定基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際材料選用進(jìn)行配合比試驗(yàn)確定。碎石、石屑、粉煤灰、水泥材料經(jīng)嚴(yán)格檢驗(yàn),保證其材質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求,滿足施工需要。施工用水符合工程用水的有關(guān)規(guī)定。施工現(xiàn)場做好材料計(jì)量設(shè)備的標(biāo)定工作,保證計(jì)量準(zhǔn)確。混合料生產(chǎn)能力能滿足現(xiàn)場施工需要,并有一定富余量。4)開工前在施工場地范圍內(nèi)進(jìn)行工藝性試樁,確定拔管速度、單樁混合料投入量、施打順序等施工參數(shù)。5)加強(qiáng)施工監(jiān)測,施工前測量場地標(biāo)高,打樁過程中隨時(shí)觀察地面是否發(fā)生隆起,以判斷是否發(fā)生斷樁;打新樁時(shí)注意已打樁樁頂標(biāo)高的變化,尤其是樁距最小部位的樁,對(duì)樁頂上升量較大的樁或者是發(fā)生質(zhì)量事故的樁要開挖查看。6)通過施工監(jiān)測發(fā)現(xiàn)樁頂上升量較大,且樁數(shù)較多時(shí),可對(duì)樁逐個(gè)進(jìn)行快速靜壓,使可能斷裂并脫開的樁連接起來,消除斷樁對(duì)復(fù)合地基承載力的不良影響。7)飽和軟土(尤其是塑性指數(shù)較高的軟土)地段,宜采用靜壓振拔技術(shù),即沉管時(shí)不啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),借助樁機(jī)自重將套管沉至預(yù)定標(biāo)高,填料后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)振動(dòng)拔管。8)依照設(shè)計(jì)要求設(shè)置保護(hù)樁長,確保成樁質(zhì)量。9)采用機(jī)械配合人工清除保護(hù)土層,然后進(jìn)行樁頭處理：首先確定樁頂標(biāo)高,然后采用截樁機(jī)截樁,人工修平。10)冬季施工,對(duì)混合料原材料、拌和工藝等各個(gè)方面有特殊要求,參考混凝土的冬季施工要求進(jìn)行。11)CFG樁施工過程中,每臺(tái)班制作檢查試件,進(jìn)行 28 d標(biāo)準(zhǔn)立方體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測,強(qiáng)度值不小于 10MPa。12)成樁 28 d后進(jìn)行樁身質(zhì)量、完整性檢驗(yàn),單樁承載力試驗(yàn)及復(fù)合地基承載力試驗(yàn)。

3 成品保護(hù)

1)開挖表土、截樁,不得造成樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下的樁體斷裂和擾動(dòng)樁間土。

2)為克服浮漿影響,保證樁頭質(zhì)量,成樁時(shí)應(yīng)在地表上預(yù)留50 cm樁長。

4 注意事項(xiàng)

1)施工樁頂標(biāo)高宜高于設(shè)計(jì)標(biāo)高 50 cm,浮漿厚度不超過 20 cm。開挖基坑時(shí),應(yīng)將樁頂面施工質(zhì)量較差的樁段用人工挖除。2)CFG樁加固深度應(yīng)穿透軟弱土層(壓縮層)到達(dá)無壓縮層(硬層)以下 1.0m。3)CFG樁施工完成后,其上路堤填筑時(shí),于坡腳外2.0m處設(shè)觀測樁進(jìn)行水平位移觀測,相應(yīng)的路基中心位置設(shè)沉降板,填筑過程中根據(jù)觀測結(jié)果控制填土速率,控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為：路堤中心沉降速率小于 1.0 cm/d,觀測樁水平位移速率小于0.5 cm/d。當(dāng)變形速率超過以上限值時(shí),應(yīng)停止填土,待穩(wěn)定后再繼續(xù)填筑,必要時(shí)采取卸載措施。4)軟基地基加固地段與非地基加固地基之間設(shè)置長度不小于 10的縱向過渡段,過渡段內(nèi)其間距、布置形式不變,加固長度由加固段往非加固區(qū)逐漸變短。

5 質(zhì)量控制

1)更新理念,超前監(jiān)控。加強(qiáng)對(duì)過程監(jiān)控,安質(zhì)檢負(fù)責(zé)每道工序的最終驗(yàn)收。2)加強(qiáng)地質(zhì)核查。具體做法是用長螺旋鉆機(jī)、按設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)分層柱狀圖分層提鉆,留取土樣鑒別核對(duì),然后立即灌注成樁。3)設(shè)計(jì)交底核實(shí)。開工前要認(rèn)真核實(shí)設(shè)計(jì)文件,堅(jiān)持設(shè)計(jì)交底制度。明確設(shè)計(jì)目的,是解決地基承載力問題、變形問題還是液化問題;明確設(shè)計(jì)的樁型、結(jié)構(gòu)參數(shù)及加固機(jī)理及力的傳遞特征。4)根據(jù)試樁的技術(shù)參數(shù)和施工工藝對(duì)施工組織設(shè)計(jì)和技術(shù)方案進(jìn)行認(rèn)真審核,并結(jié)合《驗(yàn)標(biāo)》要求,做好施工、監(jiān)理的各項(xiàng)記錄。5)平整場地,進(jìn)行原地面檢測,掌握各段高程是CFG樁施工開始必須進(jìn)行的程序。

6 存在的問題及有關(guān)建議

1)關(guān)于CFG樁復(fù)合地基的變形計(jì)算。當(dāng)前工程中沉降計(jì)算雖然有解析法、數(shù)值解法,但應(yīng)用最多的還是《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定,但計(jì)算結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相比存在較大誤差,常常要高出很多倍。2)CFG樁的截樁工藝尚待研究。軟截樁常常造成樁體上部變形或斷裂。3)設(shè)備改進(jìn)問題。長螺旋鉆機(jī)上提過程中因無防反轉(zhuǎn)卡具,失控時(shí)反轉(zhuǎn),使樁體形成螺旋狀泥土帶,

嚴(yán)重影響樁體質(zhì)量;另外混凝土泵機(jī)無計(jì)量設(shè)備,造成單樁灌注量無法測定。4)是否達(dá)到硬層的判斷問題。這個(gè)問題很重要,但目前判斷比較困難和缺乏準(zhǔn)確性,建議能否使用測量電流梯度值的方法進(jìn)行判定,尚需積累一定數(shù)據(jù),在今后進(jìn)一步進(jìn)行分析研究。5)CFG樁使用的原材料標(biāo)準(zhǔn)問題有待商榷和明確。如 CFG樁含泥量是否要不大于 1%,需要作出明確規(guī)定。上述問題有待在今后工程實(shí)踐中積累數(shù)據(jù),分析研究,使CFG樁復(fù)合地基技術(shù)得到更大的發(fā)展。

[1]王 震.CFG樁在軟土建筑地基中的應(yīng)用[J].山西建筑,2009,35(3)：140-141.

On summery of CFG pile construction craft

FENG Guo-w ei

Combining with the soft foundation construction of Wuhan to Guangzhou passenger special line,the paper sums up CFG pile's construction craft,introduces some experience for the roadbed construction with defect geological conditions,so it is significant to direct the soft foundation construction in similar roadbeds.

CFG pile,construction craft,quality control

U 213

B

1009-6825(2011)03-0065-02

2010-10-08

馮國衛(wèi)(1977-),男,工程師,中鐵三局二公司,河北石家莊 050031