李宏偉
【摘 要】路基的施工質(zhì)量對公路工程的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。CFG樁作為一種技術(shù)性能和經(jīng)濟效益突出的復(fù)合地基代表,被廣泛應(yīng)用于公路工程的路基施工中。本文旨在對CFG樁的具體使用進行研究和分析,希望可以為CFG樁在公路地基施工等同類工程提供一定的參考。
【關(guān)鍵詞】公路路基施工;CFG樁;基本特性;使用分析
1 CFG樁的基本特性
水泥粉煤灰碎石樁(Cement Fly-ash Gravel Pile,簡稱CFG樁)是由碎石、砂、石屑、水泥和水添加粉煤灰,由成樁機械拌合形成的具有一定強度的高粘結(jié)強度樁[1]。CFG樁是一種可變強度樁,它和樁間土以及褥墊層共同作用并形成了復(fù)合地基。
CFG樁的適用范圍比較廣,在粘土、砂土、淤泥質(zhì)土、粉土、雜填土等地基中均有大量成功運用的案例。CFG樁是介于剛性樁與柔性樁之間,其強度等級可以在C15-C25之間變化。由于CFG樁樁體的模量強度等比較大,在荷載作用下可以產(chǎn)生比樁間土表面應(yīng)力大的樁頂應(yīng)力,并通過樁身將荷載向深層土體傳遞,減少了樁間土的荷載壓力。而CFG樁不需要配筋,摻和料來源廣泛,可取自工業(yè)廢料粉煤灰等,因此,工程造價也相對較低。
2 CFG樁的具體使用分析
2.1 CFG樁技術(shù)設(shè)計流程
在公路工程路基施工中應(yīng)用CFG樁時,應(yīng)首先進行CFG樁技術(shù)設(shè)計。CFG樁技術(shù)設(shè)計的流程一般為[2]:首先根據(jù)公路工程施工現(xiàn)場的地質(zhì)勘測報告,對CFG樁的長度以及樁間土的承載能力進行計算,然后確定擬采用CFG樁的樁徑;在對公路地基上部載荷量確定的基礎(chǔ)上,選著合適的置換率,并進行復(fù)合計算;然后依據(jù)計算的沉降數(shù)量最終確定置換率和CFG樁的樁間距;最后對公路地基的承載力進行驗算和調(diào)整,以此選擇適宜的墊層材料,并計算墊層材料的厚度。
2.2 CFG樁施工方法選擇
施工方法的選擇對于CFG樁的施尤為重要。在實際施工過程中,應(yīng)該根據(jù)公路工程施工現(xiàn)場的實際情況,選擇不同的施工方法。對于地下水位以上的粉土、粘性土、素填土以及中密實度以上的樁土,應(yīng)選擇長螺旋鉆孔灌注成樁;而長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工法則適用于砂土、粉土、粘性土和對泥漿污染或噪音污染等要求較為嚴格的場地的施工。此外,還有振動沉管灌注成樁施工法,它適用于粘性土、粉土和素填土等地基。需要說明的是,對于軟土地基CFG樁的施工,應(yīng)采用長螺旋鉆機管內(nèi)泵壓砂、碎石、水泥和粉煤灰等拌合料灌注成樁的施工工藝,只有壓密樁體周圍的土體,才能使樁與樁周圍土體之間產(chǎn)生足夠的摩擦力,從而起到軟基加固的作用。
2.3 CFG樁施工工藝流程
在確定CFG樁施工方法后,應(yīng)該按照CFG樁施工的工藝流程進行施工。CFG樁長螺旋成孔管內(nèi)泵壓混凝土成樁的施工工藝流程通常包括:樁位放線——鉆機就位——鉆孔——成孔至設(shè)計標高——泵送CFG樁混合料——按規(guī)定速度在泵送混凝土的同時提拔鉆桿至地表。采用步履式長螺旋鉆孔機施工的工藝流程為:在開鉆前根據(jù)CFG樁的平面布置圖對施工場地進行找平,確定施工地面的標高,并計算鉆孔的深度;然后在確保鉆尖活瓣門閉合完好后下鉆,在下鉆過程中及時觀察電流表的情況,避免卡鉆等質(zhì)量事故的發(fā)生;當鉆機到達預(yù)定位置時,由鉆機前臺發(fā)出相應(yīng)的泵送指令,鉆機后臺收到指令后進行泵送作業(yè)。在施工過程中,應(yīng)該在前崗設(shè)專人對泵送的速度和加入量進行控制,同時要求鉆機提拔連貫,樁頂高程滿足設(shè)計要求,避免夾泥、斷樁等情況發(fā)生。
2.4 CFG樁施工技術(shù)要求
CFG樁的施工應(yīng)滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。CFG樁施工材料中的混凝土、粉煤灰和添加劑等應(yīng)滿足國家和行業(yè)標準要求,用量的大小需要根據(jù)施工要求通過實驗室配比試驗確定;施工材料應(yīng)嚴格按照設(shè)計的配合比進行拌合配制;塌落度也應(yīng)滿足相應(yīng)的要求;樁機就位后調(diào)整樁管使其垂直,,偏差不宜大于1.5%;控制鉆孔的入土深度,CFG樁長的偏差值應(yīng)控制在+10cm以內(nèi)[4];地基承載力應(yīng)滿足設(shè)計要求;樁徑宜取350~600mm,樁間距宜取樁徑的3~5倍;樁頂標高應(yīng)高于設(shè)計標高0.5m以上,樁端持力層應(yīng)選擇承載力相對較高的土層;樁身混凝土強度應(yīng)滿足設(shè)計的要求,通常不宜小于C15;、褥墊層厚度也應(yīng)滿足設(shè)計要求,褥墊層不宜選用卵石,宜用中砂、粗砂、碎石或級配砂石等,其最大粒徑不宜大于30mm,厚度150~300mm,夯填度不宜大于0.9;長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計深度后,應(yīng)使泵送量與拔管速度相協(xié)調(diào),準確把握提拔鉆桿的時間,對于飽和粉土或著飽和砂土層應(yīng)做到勻速拔管,其速度應(yīng)該控制在1.2~1.5m/min左右,當遇到淤泥或著淤泥質(zhì)土時,拔管的速度可以適當放緩。在施工過程中,上述技術(shù)參數(shù)要求應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況(如地質(zhì)條件、基礎(chǔ)類型、結(jié)構(gòu)類型、地基承載力和變形要求等),現(xiàn)場每臺班或每日留取試塊1~2組進行確定。
2.5 CFG樁施工注意事項
CFG樁在施工過程中還應(yīng)注意以下幾個方面:CFG樁鉆孔開始之前,應(yīng)去報鉆頭閥門關(guān)閉;通過操作下移鉆桿,當鉆機鉆頭觸及到地面時,方可啟動鉆機馬達;鉆機鉆孔作業(yè)應(yīng)先慢后快,在鉆孔過程中,還應(yīng)及時檢查鉆孔的偏差并進行修正;鉆機操作人員應(yīng)與現(xiàn)場讀數(shù)人員相互配合,確保鉆孔過程中電流表數(shù)據(jù)正常,避免質(zhì)量事故的發(fā)生;CFG樁的樁身進入持力層深度等應(yīng)滿足設(shè)計的要求[5];在鉆孔過程中做好施工地質(zhì)等的記錄工作,如實填寫施工記錄表,當發(fā)現(xiàn)與設(shè)計情況不符時,應(yīng)及時與設(shè)計單位進行溝通;在鉆孔過程中,如果遇到難以鉆進或鉆桿晃動時,應(yīng)該放慢鉆孔進度,防止出現(xiàn)鉆具損壞、樁孔偏差和位移等現(xiàn)象[6];當施工完成3~5天后,樁體達到一定強度要求時,才能進行開挖;在截樁或者清土時應(yīng)避免對樁間土造成擾動或者造成樁體的損壞;對于深層基槽可以采用人工和機械聯(lián)合開挖的方式,對于淺層基槽可以采用人工開挖的方式,人工開挖留置的厚度一般不應(yīng)小于0.2m。此外,對于不同布置形式的樁基,其樁位偏應(yīng)滿足相應(yīng)要求(條形基礎(chǔ)不大于0.25倍樁徑、滿堂布樁基礎(chǔ),不大于0.4倍樁徑、單排布不大于60mm);冬期施工時混合料的入孔溫度不應(yīng)低于5℃,對樁頭和樁間等土應(yīng)采取相應(yīng)的保溫措施。
3 結(jié)論
在公路工程地基處理中使用CFG樁可以提高公路地基的承載能力,減少路基施工完成后的沉降量,基于其良好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果,CFG樁在公路工程地基處理中取得了較好的應(yīng)用。本文結(jié)合CFG樁的基本特性,從CFG樁技術(shù)設(shè)計流程、技術(shù)方案優(yōu)化、施工方法選擇、施工工藝流程、施工技術(shù)要求和施工注意事項等六個方面對CFG樁在公路工程路基施工中的使用進行了詳細探討,希望可以為CFG樁在同類工程中的應(yīng)用提供參考。
【參考文獻】
[1]劉新福.京津城際軌道工程試驗段CFG樁施工工藝及質(zhì)量控制[J].鐵道建筑,2007,28(4):79-82.
[2]丁梓航.CFG樁法在公路軟土路基中的應(yīng)用[J].交通世界,2014,28:96-97.
[3]邵愛平,付明勇.高速公路軟土地基CFG樁處治方案優(yōu)化[J].公路與汽運, 2012,2:147-150.
[4]陳國鈞,費賢俊.CFG樁在丹海高速公路軟土路基處理中的應(yīng)用[J].山西建筑,2012,34(6):296-297.
[5]陳方林,吳記生.CFG樁在高速公路路基處理中的應(yīng)用[J].公路建設(shè)與養(yǎng)護,2011,11:78-80.
[6]劉茜.對于CFG樁在路基軟基處理中的施工工藝的總結(jié)[J].科技風,2013,1:159.
[責任編輯:劉展]