摘要：CFG復(fù)合地基以其施工工藝簡單、施工難度小、速度快、對環(huán)境基本無污染以及良好的經(jīng)濟性等顯著優(yōu)點，在沿海公路路基處理及其他軟基處理措施中已逐漸取代了傳統(tǒng)的換填、拋石、強夯等地基處理方法，本文介紹CFG樁復(fù)合地基振動沉管法的施工工藝和質(zhì)量控制要點。

關(guān)鍵詞：CFG樁；工藝特性；施工技術(shù)；施工要點

水泥粉煤灰碎石樁（簡稱CFG樁）復(fù)合地基是在碎石中摻入一定量的石屑、粉煤灰和少量水泥，拌和成一定粘結(jié)強度的非柔性樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。目前多應(yīng)用于沿海公路路基及軟土路基的處理及高層和超高層建筑中。CFG樁復(fù)合地基通過褥墊層與基礎(chǔ)連接，無論樁端落在一般土層還是堅硬土層，均可保證樁間土參與工作。由于樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大。樁可將可承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔(dān)的荷載。這樣，由于樁的作用是復(fù)合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰做為摻合料，大大降低了工程造價。

1 CFG樁的特點

1)成孔成樁一次完成，采用長螺旋鉆孔，速度快，工期短。2)成樁質(zhì)量好，承載力提高幅度大，可調(diào)性強。CFG樁樁長可以從幾米到二十多米，并可全長發(fā)揮樁的側(cè)摩阻力。當(dāng)?shù)鼗脸休d力較好時，荷載又不大，可將樁長設(shè)計的短一些;荷載大時，樁長可以長一些。特別是天然地基承載力較低，而設(shè)計要求的承載力較高，用散體材料樁難以滿足設(shè)計要求時，則CFG樁復(fù)合地基比較容易實現(xiàn)。3)CFG樁復(fù)合地基通過改變樁長、樁距、褥墊層厚度和樁體配比，使復(fù)合地基的承載力提高幅度具有很大的可調(diào)性，沉降變形小，施工簡單。樁土共同承受荷載，使用效果好。4)施工無泥漿污染，無振動、無噪聲擾民，使用粉煤灰環(huán)保節(jié)能。5)工程造價低，與預(yù)制樁和鋼筋混凝土灌注樁相比可節(jié)省造價1/3～1/2，在高層建筑中經(jīng)濟效益好。6)適用范圍廣，對基礎(chǔ)形式而言，CFG樁既可適用于獨立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)，也可適用于筏式基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ);就土性而言，CFG樁既可用于填土又可用于飽和及非飽和黏性土;既可用于擠密效果好的土又可用于擠密效果差的土。

2 CFG樁的作用機理

1)擠密作用。利用振動成樁工藝時，CFG樁對于擠密效果好的土來講，由于樁管振動和側(cè)向擠壓，使得樁間土得到擠密，從而有效提高了樁間土的承載力。2)置換作用。CFG樁是具有一定

粘結(jié)強度的非柔性樁，樁體強度一般為C5～C20，在上部荷載作用下，首先是樁體受力，表現(xiàn)為明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。3)排水作用。CFG樁在飽和粉土或砂土中施工時，由于成樁的振動作用，會使土體內(nèi)產(chǎn)生超孔隙水壓力，當(dāng)上面還有弱透水層時，剛剛施工完的CFG樁是一個良好的排水通道，孔隙水將沿著樁體向上排出，這種排水作用直到CFG樁體結(jié)硬為止。4)褥墊層作用。CFG樁復(fù)合地基在樁頂必須設(shè)置一定厚度的褥墊層，通過它的流動補償作用，減弱基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中現(xiàn)象，保證基礎(chǔ)始終通過褥墊層把一部分荷載傳到樁間土上，達到樁土共同承擔(dān)荷載的目的。

3 CFG樁的工程應(yīng)用

3.1 工程概況

沿海某高速路段，路線全長49.825Km，全線采用六車道高速公路標準設(shè)計，設(shè)計速度120公里/小時，路基寬度28.5米。路線全長5.2公里。主要施工內(nèi)容為路基、橋涵、防護排水等土建工程，包括：路基2.836公里；特大橋1132m/1座、大橋877m/1座、小橋57m/3座、分離立298m/1座、板涵1-6/3道、天橋298m/1座，匝道橋304m/1座，共11座橋涵構(gòu)造物，互通立交一處。路基部分用到CFG樁，直徑400mm，共計183000m。

3.2 施工工藝

CFG樁施工一般采用振動沉管機及步履式長螺旋鉆機引孔，成孔、成樁一次完成。首先，鉆機按照設(shè)計圖平面布置的樁位進行就位，調(diào)整塔身導(dǎo)桿，確保CFG樁塔身沉管垂直偏差不大于管長的1%，將預(yù)制的鋼筋混凝土樁尖準確的埋入地表之下，然后將樁身垂直套入樁尖，通過振動擠壓，將樁管沉入到設(shè)計高程，樁尖進入持力層1.0～1.5m，再灌入水泥、粉煤灰、碎石等混合物，邊振動邊拔管，直到樁管全部拔出成樁。

3.3 CFG樁施工方法

3.3.1 施工前按照設(shè)計要求進行樁位側(cè)設(shè)，并對測量基線、水準點及樁位進行復(fù)核，保證樁基定位樁及施工區(qū)附近的水準點設(shè)置在不受樁基影響的地方。

3.3.2 將鋼筋混凝土預(yù)制樁尖按測放的樁基點位準確的埋入地表以下30cm處。樁管垂直套入樁尖，樁管與樁尖的軸線重合，樁管內(nèi)壁保持干凈。

3.3.3 樁管沉入到設(shè)計標高，樁尖進入持力層，并要判斷該深度或貫入度是否達到設(shè)計高程，符合要求后方可終止沉管

3.3.4 混合料攪拌按試驗配合比進行配料，上料順序為：先裝碎石，再加水泥、粉煤灰和外加劑，最后加砂，使水泥、粉煤灰和外加劑夾在砂、石時間，不易飛揚和粘附在筒壁上，也易于攪拌均勻。

3.3.5 終止沉管后盡快灌注混凝土，樁管內(nèi)注滿混凝土后，先振動5～10s，再開始拔管，邊振動邊拔管，每拔0.5～1.0m，停拔5～10s，但保持振動，直到樁管全部拔出。

3.3.6 拔管速度要均勻，一般土層以1.2～1.5m/min，軟土層以0.6～0.8m/min進行控制。

3.3.7 為了防止出現(xiàn)樁身縮頸和斷樁，除控制拔管速度和高度外，還可采用短拔（0.3～0.5m）長振（15～20s）方法施工。

3.3.8 在拔管過程中，樁管內(nèi)至少保持2m以上高度的混凝土，或管內(nèi)混凝土高度不低于地面。

3.3.9 沉管拔出地面后，確認樁的質(zhì)量符合要求后，用濕粘土封頂，然后移動鉆機，進行下根樁施工。

3.3.10 為防止發(fā)生樁徑被擠小或縮頸現(xiàn)象，打樁順序一般采用隔排、隔樁跳打法施工。

4 CFG樁施工技術(shù)質(zhì)量控制措施

為保證CFG樁復(fù)合地基的施工質(zhì)量，應(yīng)控制好以下幾個問題：（1）施工前要進行成樁試驗，如不能滿足設(shè)計要求，應(yīng)調(diào)整施工速率填料量等施工參數(shù)，重新試驗或修改施工工藝設(shè)計。（2）樁基定位、管深檢測。樁基定位后必須保持平整、穩(wěn)固，確保施工中不發(fā)生傾斜、位移，在機架上設(shè)置沉管的標尺，以便中進行觀測記錄。（3）樁身垂直度控制。樁基就位后，用水平尺調(diào)整機座，并備以枕木墊于管下，使樁機前后高差小于2cm，橫向高差小于10cm。正側(cè)面用線垂校正樁管，樁管垂直度不超過1%的樁長值。（4）樁頂標高控制。用水準儀控制樁頂高程，在樁機上表明尺寸記號，必須在沉管和終止沉管時觀測記錄樁管的入土深度。另外，由于斷樁和縮頸與地表隆起及樁頂?shù)奈灰朴兄苯勇?lián)系，所以施工中還要對地表和已打樁頂位移的測量，并做記錄。（5）縮頸和斷樁。當(dāng)樁布置密集且連續(xù)作業(yè)時，土體孔隙水壓力和液化指數(shù)均急劇增大，抗剪強度降低，新樁對已打未成型的樁主要表現(xiàn)為擠壓，嚴重時會產(chǎn)生縮頸和斷樁現(xiàn)象，對于這種問題應(yīng)充分了解地質(zhì)情況，合理安排打樁順序和間隔時間?？s頸和斷樁多發(fā)生于地下水位附近，因此必要時要降低地下水位。（6）串孔。當(dāng)打完一根樁后施工鄰近樁時，已打樁發(fā)生樁頂下沉，造成的原因基本上為串孔，預(yù)防辦法為施工時進行跳打，控制施工速度，減少葉片剪切作用對土體的擾動使土體發(fā)生液化抗剪強度降低。

5 結(jié)語

根據(jù)工程的復(fù)合地基靜壓結(jié)果數(shù)據(jù)看，CFG樁復(fù)合地基的應(yīng)用，可最大限度的發(fā)揮該樁優(yōu)點，使復(fù)合地基的承載力得到大幅度的提高，地基變形得以降低和控制。同時，由于CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，工程造價有所降低，因此經(jīng)濟效益和社會效益也非常顯著。

參考文獻

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