摘要：CFG樁長螺旋鉆孔-管內(nèi)泵壓砼灌注成樁工藝，具有施工速度快、樁體密實(shí)度高、環(huán)境噪音影響較低、對周圍樁間擾動(dòng)影響較小、特別是適合地下水位以下的高靈敏度地層等特點(diǎn)。該技術(shù)已在全國各地區(qū)地基處理中得到廣泛應(yīng)用，目前已成為應(yīng)用非常普遍的地基處理技術(shù)之一。

關(guān)鍵詞：CFG樁；地基處理技術(shù)；施工工藝；質(zhì)量控制；檢測

1 工程概況

廣州市軌道交通二、八號線延長線嘉禾車輛段±0.00以上工程，二號線運(yùn)用庫、三號線運(yùn)用庫、檢修庫等大型庫區(qū)所在場地內(nèi)不良地質(zhì)作用發(fā)育，灰?guī)r巖層中巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，分布規(guī)律性差，形態(tài)規(guī)模難以確定；巖層面附近殘積土層發(fā)育土洞，存在潛在的危害性，在外界條件變化情況下可導(dǎo)致地面塌陷；場地內(nèi)飽和砂土為液化地層，場地以輕微液化為主，局部為中等或嚴(yán)重液化，天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值120kPa，不能滿足設(shè)計(jì)要求，故采用CFG樁(水泥粉煤灰碎石樁)復(fù)合地基加固處理方案。

2 CFG復(fù)合地基設(shè)計(jì)

本工程設(shè)計(jì)主要參數(shù)為單樁豎向承載力特征值460kN，復(fù)合地基承載力特征值300KPa;樁徑500mm，樁長16m；定長度控制;樁端持力層為粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土；樁身混凝土強(qiáng)度等級C25；分別采用4樁正方形、5樁梅花形、6樁矩形、9樁梅花形、12樁矩形布置，樁間距為1600㎜×1600㎜；建筑物總布樁3627根。

3 CFG樁施工工藝

3.1 施工工藝的選擇

CFG樁復(fù)合地基區(qū)別于樁基的主要特點(diǎn)就是：充分考慮發(fā)揮樁間土的承載力，所以施工中應(yīng)盡可能減小樁間土的擾動(dòng)，又根據(jù)本工程場地地質(zhì)資料，場區(qū)地層上部主要由飽和、具高壓縮性、高靈敏度的砂質(zhì)粘土構(gòu)成，場內(nèi)多溶巖土洞，施工中受到觸動(dòng)影響變化比較大。因此，為保證樁身施工質(zhì)量，盡可能減小樁間土的擾動(dòng)，確保本項(xiàng)目的順利進(jìn)行，合理的選擇機(jī)械施工工藝，是這次CFG樁施工項(xiàng)目順利進(jìn)行的關(guān)鍵。

目前，CFG樁的成樁施工方法大體有兩種：振動(dòng)沉管灌注成樁、長螺旋鉆孔-管內(nèi)泵壓砼灌注成樁，其中：振動(dòng)沉管灌注成樁工效低，且在振動(dòng)沉管過程中對樁間土擾動(dòng)大，不適宜本工程復(fù)雜的地質(zhì)情況；長螺旋鉆孔-管內(nèi)泵壓砼灌注成樁，具有施工速度快、樁體密實(shí)度高、環(huán)境噪音影響較低、對周圍樁間擾動(dòng)影響較小、特別是適合地下水位以下的高靈敏度地層等特點(diǎn)，因此：本CFG樁工程施工工藝擬采用長螺旋鉆孔-管內(nèi)泵壓砼灌注成樁工藝。水下泵送砼，邊壓砼邊拔管，采用置換加固，穿透力強(qiáng)，單樁承載力高，不會受到上部軟土、砂粘土影響，并能保證達(dá)到設(shè)計(jì)承載力的要求，對樁的質(zhì)量有保證。

3.2 機(jī)械設(shè)備選擇

根據(jù)單樁長度、承載力設(shè)計(jì)要求及工程地質(zhì)情況，我公司采用KLB-75型步履式長螺旋鉆機(jī)2臺，QZ-60型混凝土輸送泵2臺。

3.3 樁施工流向及順序

考慮到下部攪拌樁施工順序和時(shí)間安排，二號線運(yùn)用庫、三號線運(yùn)用庫均在平面上以縱向中軸分為西側(cè)和東側(cè)兩施工段，各布置一臺長螺旋鉆機(jī)，先東側(cè)在西側(cè)，由外至內(nèi)推進(jìn)施工，根據(jù)具體情況，更進(jìn)一步為了盡可能減小樁間土的擾動(dòng)，控制施工工藝，發(fā)現(xiàn)特殊情況，做出具體的改變，必要時(shí)采用間隔跳打的施工方式。

3.4 施工工藝流程圖

3.5 主要施工方法及技術(shù)要求

①樁定位放線

根據(jù)樁位平面布置圖及最近的導(dǎo)線控制點(diǎn)提供的坐標(biāo)作為測量基準(zhǔn)點(diǎn)，由專職測量人員進(jìn)行放線工作，放線結(jié)束后會同業(yè)主、監(jiān)理共同檢驗(yàn)，簽字認(rèn)可后方可進(jìn)行下一步的施工工作。樁位定位方法現(xiàn)場宜采用灌白灰點(diǎn)并插木質(zhì)短棍表示，木質(zhì)短棍入土深度不少于25cm。

②樁機(jī)定位、調(diào)平

將樁機(jī)移到指定樁位，對中。當(dāng)?shù)孛嫫鸱黄綍r(shí)，應(yīng)調(diào)整支腿或平臺基座，使樁機(jī)底座保持水平、鉆桿保持垂直。鉆機(jī)就位后，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后垂直標(biāo)桿檢查導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心，以保證樁身垂直度偏差不得大于允許偏差。一般樁位誤差不宜超過2.0CM，鉆桿垂直度偏差不超過1.5%。

③鉆進(jìn)成孔

開鉆前，先將混凝土泵的料斗及管線用清水濕潤，然后攪拌一定的水泥砂漿進(jìn)行泵送，以潤滑管線，防止堵管。

鉆孔開始前，封住鉆頭閥門，使鉆桿向下移動(dòng)至鉆頭觸及地面時(shí)，開動(dòng)鉆機(jī)旋動(dòng)鉆頭。

一般應(yīng)先慢后快，在成孔過程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)停機(jī)或放慢進(jìn)尺，遇到障礙物應(yīng)停止鉆進(jìn)，分析原因，禁止強(qiáng)行鉆進(jìn)。

根據(jù)設(shè)計(jì)樁長，確定鉆孔深度并在鉆機(jī)塔身相應(yīng)位置作醒目標(biāo)注，作為施工時(shí)控制樁長的依據(jù)，當(dāng)動(dòng)力頭底面到達(dá)標(biāo)志時(shí)，樁長即滿足設(shè)計(jì)要求。

④灌料、提升

本工程采用C25混凝土澆筑，材料入場前應(yīng)檢查各項(xiàng)指標(biāo)，坍落度宜控制在180mm～220mm為宜。鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后，鉆桿停止鉆動(dòng)，開始泵送混合料，泵送量達(dá)到鉆桿芯管一定高度后，方可提鉆，禁止先提鉆再泵料。

一邊泵送一邊拔管，拔管速率控制必須與泵送量相匹配，一般宜控制在2m/min～3m/min，保證鉆頭始終埋在CFG樁混合料液面以下，以避免進(jìn)水、夾泥等質(zhì)量缺陷的發(fā)生。

成樁過程宜連續(xù)進(jìn)行，掌握好灌料與提鉆的時(shí)間差，以避免后臺上料慢造成的供料不足、停機(jī)待料現(xiàn)象，當(dāng)成樁至樁頂標(biāo)高2.0m以內(nèi)時(shí)，應(yīng)連續(xù)泵料至樁體混合料高出樁頂標(biāo)高。

若施工中因其它原因不能連續(xù)灌注，須根據(jù)勘察報(bào)告和施工已掌握的場地土質(zhì)情況，避開飽和砂土、粉土層，不宜在這些土層內(nèi)停機(jī)。成樁過程中必須保證排氣閥正常工作。

施工時(shí)要始終保持混凝土泵料斗內(nèi)的混合料液面在料斗底面以上一定高度，以免泵送時(shí)吸入空氣，造成堵管。

⑤停灌樁頂標(biāo)高、移機(jī)下一樁位

盡量控制好樁頂標(biāo)高停灰面這一環(huán)節(jié)，在達(dá)到技術(shù)要求的條件下，做到盡可能少浪費(fèi)混合料。

⑥鉆孔棄土的清運(yùn)

施工時(shí)，鉆孔棄土應(yīng)及時(shí)清運(yùn)，以避免影響施工速度和棄土中水浸泡槽底，棄土的清運(yùn)應(yīng)有專人指揮。

鉆孔棄土清運(yùn)可采用機(jī)械清運(yùn)方式，清運(yùn)時(shí)應(yīng)盡量采用小型機(jī)械，以避免擾動(dòng)基底土層，棄土清運(yùn)應(yīng)與CFG樁施工配合進(jìn)行，嚴(yán)禁設(shè)備碰撞CFG樁，避免造成淺部斷樁。棄土清運(yùn)時(shí)應(yīng)注意保護(hù)樁位放線點(diǎn)，避免樁位點(diǎn)移位或丟失。

4 施工過程質(zhì)量控制

CFG樁采用長螺旋鉆法施工，其施工質(zhì)量主要從三個(gè)方面進(jìn)行控制：

4.1 成樁質(zhì)量控制

即在施工過程中從砼拌和、運(yùn)輸、成孔、灌注等工序控制。

①為檢驗(yàn)CFG樁施工工藝、機(jī)械性能及質(zhì)量控制、核對地質(zhì)資料，在工程樁施工前，應(yīng)先做不少于2根試驗(yàn)樁，并在豎向全長鉆取芯樣，檢查樁身混凝土密實(shí)度、強(qiáng)度和樁身垂直度，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題修訂施工工藝。

②樁長、樁頂標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

a、樁長：通過在CFG樁開鉆前，由技術(shù)人員在樁機(jī)主塔上以每50cm作一標(biāo)顯標(biāo)識，為保證夜間連續(xù)作業(yè)，標(biāo)識上涂一層反光漆。以標(biāo)識丈量CFG樁樁長施工深度的一種依據(jù)。

b、樁頂標(biāo)高：利用業(yè)主提供的二級水準(zhǔn)點(diǎn)，引測臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，以便隨時(shí)恢復(fù)施工樁位的樁頂標(biāo)高。

③CFG樁施工中，每臺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。

④通常樁頂混凝土密實(shí)度差，強(qiáng)度低，對此采取樁頂以下2.0m內(nèi)進(jìn)行振動(dòng)搗固的措施。

⑤為保證施工中混合料的順利輸送，施工中采取商品混凝土。

⑥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，并不定時(shí)對商品混凝土供應(yīng)商進(jìn)行隨機(jī)抽查。

4.2 施工過程記錄

記錄施工中的鉆機(jī)、泵機(jī)的作業(yè)參數(shù)，保證工程樁的進(jìn)尺準(zhǔn)確性，控制鉆進(jìn)、提鉆的速度，確保泵送與提鉆的協(xié)調(diào)性。

①整個(gè)施工過程中，安排人員旁站監(jiān)督，并作好施工原始數(shù)據(jù)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。

②CFG樁施工屬隱蔽工程，施工完畢監(jiān)理簽認(rèn)后方可進(jìn)行下一道工序施工。

4.3 成樁保護(hù)

CFG施工多采用重型機(jī)械，而CFG樁是素砼樁，受施工機(jī)械的干擾，極易造成工程樁的后期破壞，分析造成破壞的原因及保護(hù)措施如下。

①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。開挖表土不得造成樁頂設(shè)計(jì)高程以下的樁體斷裂和擾動(dòng)樁間土，樁帽以外超挖部分應(yīng)在墊層施工時(shí)一并回填。截樁施工時(shí)先放樣樁頂標(biāo)高位置，宜用截樁機(jī)截樁，當(dāng)使用空壓機(jī)、風(fēng)鎬人工配合時(shí)應(yīng)逐層剝離，嚴(yán)禁樁頭承受彎距。

②冬期施工時(shí)混合料入孔溫度不得低于5℃，如溫度過低時(shí)，應(yīng)對樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。

③樁頭修整至設(shè)計(jì)高程以上3～5cm時(shí)，應(yīng)采用人工開挖樁帽基坑，基坑開挖到位后，將樁頂從四周向中間修平至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，樁帽混凝土應(yīng)原槽澆注。

④褥墊層宜采用靜壓法施工。

5 檢驗(yàn)檢測

5.1 材料控制

所用的水泥和粗細(xì)骨料品種、規(guī)格及質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范要求。

5.2 坍落度控制

CFG樁C25混凝土坍落度應(yīng)按工藝性試驗(yàn)確定并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行控制：

檢驗(yàn)數(shù)量：每臺班抽樣檢驗(yàn)3次。

檢驗(yàn)方法：現(xiàn)場坍落度試驗(yàn)。

5.3 樁體強(qiáng)度檢測

樁體強(qiáng)度檢測方法、數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79－2002）、《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》（DBJ15－60－2008）、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94－2008）的規(guī)定，根據(jù)嘉禾車輛段的工程特點(diǎn)進(jìn)行檢測。

a、檢測數(shù)量：施工單位每臺班一組(3塊)試塊。

b、檢測方法：每臺班制作混凝土試塊，進(jìn)行28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度檢測。

c、設(shè)計(jì)要求：樁身28d邊長15cm立方體抗壓強(qiáng)度達(dá)到C25混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度25MPa。

5.4 樁身質(zhì)量、完整性檢測

樁身質(zhì)量、完整性檢測方法、數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79－2002）、《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》（DBJ15－60－2008）、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94－2008）的規(guī)定，根據(jù)嘉禾車輛段的工程特點(diǎn)進(jìn)行檢測。

a、檢測數(shù)量：柱下4～6根樁的基礎(chǔ)抽檢樁數(shù)不得少于2跟。6根以上的不少于樁數(shù)的30％，且不得少于3根。設(shè)計(jì)等級為甲級，或地質(zhì)條件復(fù)雜、成樁質(zhì)量可靠性較低的灌注樁，抽檢數(shù)量不少于總樁數(shù)的30％，且不得少于20根。

b、檢測方法：低應(yīng)變檢測。

低應(yīng)變：采用低應(yīng)變反射波法檢測樁身質(zhì)量的原理：用錘敲擊樁頂時(shí)，在樁中便會產(chǎn)生一應(yīng)力脈沖波，該應(yīng)力波沿樁身截面向下傳播。當(dāng)樁身為等截面的均質(zhì)體(即為完整樁)時(shí)，此應(yīng)力波脈沖將一直沿樁身到達(dá)樁的底部，由于樁與樁底土層在材料性質(zhì)上的差異，應(yīng)力波能量除一部分通過透射而傳導(dǎo)到土體中外，還有一部分將沿樁身反向傳回樁頂。假設(shè)在樁身材料(密度)和長度一定的條件下，在樁頂安裝傳感器，接收應(yīng)力波的入射和反射，再在記錄曲線上找出二者之間的時(shí)間差，采用算式(1)算出樁身材料應(yīng)力波的平均速度。當(dāng)樁身出現(xiàn)缺陷(如擴(kuò)頸、縮頸、斷樁、離析、裂痕等)時(shí)，應(yīng)力波將在此部位提前產(chǎn)生反射，應(yīng)用算式(2)算出樁身缺陷部位L′。

vp=2L/tr(1)

L′=(1/2)vpmtr′(2)

式中：vp—樁身反射波的縱波速度(m/s)；

L—樁身全長(m)；

tr—樁底反射波的到達(dá)時(shí)間(s)；

vpm—樁身平均縱波波速(m/s)；

tr′—樁身缺陷部位反射波的到達(dá)時(shí)間(s)。

5.5 單樁豎向承載力及復(fù)合地基承載力檢測

單樁豎向承載力及復(fù)合地基承載力檢測方法、數(shù)量及標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79－2002）、《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》（DBJ15－60－2008）、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94－2008）的規(guī)定，根據(jù)嘉禾車輛段的工程特點(diǎn)進(jìn)行檢測。

a、檢測數(shù)量：檢測數(shù)量在同一條件下（一個(gè)工點(diǎn)、地質(zhì)條件基本相同）不少于3根，且不少于總樁數(shù)的1％

b、檢測方法：平板載荷試驗(yàn)。

c、設(shè)計(jì)要求：抽取不少于總樁數(shù)的1％的樁進(jìn)行單樁承載力檢測，抽取不少于總樁數(shù)的1％的樁進(jìn)行單樁復(fù)合地基平版載荷板試驗(yàn)。承載力符合設(shè)計(jì)要求。

5.6 樁位、垂直度、有效直徑、樁長檢查

（1）CFG樁的樁位、垂直度、有效直徑、樁長的允許偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定。

6 結(jié)束語

從本工程CFG樁的檢測結(jié)果來看，樁體強(qiáng)度滿足C25的設(shè)計(jì)要求。樁身結(jié)構(gòu)完整，所施工的3627根CFG樁全部為I、II類樁；單樁和復(fù)合地基承載力均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。在施工中基本消除了斷樁、縮徑、夾泥等質(zhì)量通病，表明本工程CFG樁采取的施工工藝和技術(shù)措施是可行的。

參考文獻(xiàn)

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