林韶洪（廈門銘鑫榮交通工程有限公司）

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軟土路基中CFG樁的應(yīng)用

林韶洪
（廈門銘鑫榮交通工程有限公司）

【摘要】在軟土路基中應(yīng)用CFG樁，能夠較好地提高軟土的承載力，減小路基的變形。CFG樁由于其較易施工的特點(diǎn)，以及較好的經(jīng)濟(jì)效果，近年來(lái)在高層建筑以及市政道路的施工中得到了廣泛的應(yīng)用。本文從軟土路基的基本特征出發(fā)，結(jié)合CFG樁的主要特點(diǎn)，闡明了CFG樁在軟土路基中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)提出了軟土路基中CFG樁的施工要點(diǎn)，從而為各市政道路施工單位提供一定的借鑒。

【關(guān)鍵詞】軟土路基；CFG樁；加固；施工

1　引言

我國(guó)由于幅員遼闊，地質(zhì)情況十分復(fù)雜，在沿海地帶，長(zhǎng)江中下游，華南地區(qū)，存在著大量的軟土層。因此，在建筑、市政道路等施工過程中經(jīng)常會(huì)遇到基礎(chǔ)較為軟弱的情況。此時(shí)就需要各種處理方法來(lái)對(duì)軟土進(jìn)行改良加固，提升軟土層的荷載，從而保證上部的建筑和公路能夠更好地受到承載。CFG樁——水泥粉煤灰碎石樁，是近年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)較為經(jīng)濟(jì)且加固效果很好的樁。它是一種低強(qiáng)度混凝土樁，可充分利用樁結(jié)合樁間土承載力的共同作用，并可傳遞荷載到深層路基中去，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果。對(duì)軟土路基中CFG樁的運(yùn)用方法和要點(diǎn)進(jìn)行分析，能夠更好地保證公路工程的順利施工，加強(qiáng)工程質(zhì)量并降低造價(jià)。

2　軟土路基的基本特性

市政道路施工中可能會(huì)遇到各種不同的土質(zhì)，而土質(zhì)的不同類別往往影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。尤其是軟土地基，對(duì)于鐵路的影響更顯著，需要采取加固措施對(duì)土體進(jìn)行改善。軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、靈敏度高、擾動(dòng)性大、透水性差、土層層狀分布復(fù)雜、各層之間物理力學(xué)性能相差較大，因此上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差，需要采取一定的措施對(duì)其進(jìn)行加固。

3　CFG樁的主要特點(diǎn)

CFG樁的主要原材料是粉煤灰、水泥和碎石等，是在碎石樁體上添加水泥為主的膠結(jié)材料，添加粉煤灰增加混合料的和易性，同時(shí)添加適量石屑以改善級(jí)配，使樁體獲得膠結(jié)強(qiáng)度，并通過螺旋鉆孔灌注或振動(dòng)沉管灌注而形成。開始主要運(yùn)用于建筑工程，隨后不斷發(fā)展應(yīng)用到公路市政等工程中。CFG樁的主要用途就是用來(lái)改善軟土路基的承載性能。由于CFG樁與傳統(tǒng)的碎石樁相比，本身具有一定固結(jié)強(qiáng)度，不需要依靠土體的約束來(lái)形成樁體強(qiáng)度，在面積置換率更小的情況下，能夠更大改善軟土路基的承載性能，提高路基的承載能力和穩(wěn)定性，同時(shí)降低其壓縮性。由于CFG樁的加固效果好，且施工較為簡(jiǎn)便，質(zhì)量容易控制，且經(jīng)濟(jì)上較為節(jié)約，因此采用CFG樁進(jìn)行軟土路基的加固應(yīng)用已經(jīng)逐漸得到了推廣，具體而言CFG樁主要包含了如下的特點(diǎn)。

3.1應(yīng)用范圍廣

由于CFG樁的施工較為簡(jiǎn)單，且加固效果好，能夠適用于粘性土、砂土、粉土以及淤泥質(zhì)土等多種不同軟土地基的加固。不論是房屋建筑的條形基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)，還是筏形基礎(chǔ)，還是道路，鐵路施工中的各種軟土路基，CFG樁都能夠得到很好的應(yīng)用。同時(shí)，與樁基相比，由于CFG樁的材料簡(jiǎn)單，可摻入工業(yè)廢料粉煤灰，且不需要計(jì)算配筋并能發(fā)揮樁間土的承載能力，造價(jià)一般為樁基的1/3-1/2，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯。因此，CFG樁的總體應(yīng)用范圍十分廣泛，在高層建筑中以及軟土路基中都有著較好的應(yīng)用價(jià)值。

3.2承載力好

CFG樁有較好的承載力，樁徑一般為350～600mm，樁長(zhǎng)一般為10～20m。CFG樁與基礎(chǔ)的連接的部分是褥墊層，褥墊層在保證樁土共同承擔(dān)荷載方面起了很重要的作用，有了褥墊層，能夠保證不論下層土體是什么土質(zhì)，都能夠使得樁間土始終參加受力。由于樁體的強(qiáng)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，因此CFG樁的承載力較好。同時(shí)根據(jù)土質(zhì)的不同，對(duì)CFG樁的樁長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整，能夠更好地均勻保證樁之間的受力配合，充分利用不同土層的端承力，從而進(jìn)一步提高CFG樁的承載能力。

3.3有效控制沉降

對(duì)于軟土路基，有效控制沉降，是軟土路基施工中最重要的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)?？刂瞥两凳荂FG樁復(fù)合地基的一個(gè)較大的功效，由于CFG樁的作用特性。首先，CFG樁具有一定剛度，能夠?qū)俄敵惺艿暮奢d通過樁周摩擦阻力和樁端阻力傳到深層地基中。其次，在設(shè)置了褥墊層之后，調(diào)整了樁土荷載分擔(dān)比，保證樁土共同承擔(dān)荷載，保證樁間土始終參與工作，更好地將力進(jìn)行傳導(dǎo)，減小沉降的發(fā)生。第三，施工完畢最初CFG樁，在上層有相對(duì)隔水層時(shí)，由于其本身材料特性，決定它是個(gè)良好的排水通道，空隙水將沿樁體排出，直至樁體固結(jié)，起到排水固結(jié)的作用，增加樁間土的密實(shí)度。第四，CFG樁在施工過程中，振動(dòng)和擠壓使得樁間土得到擠密，特別在沙層更為顯著，使得土壤相對(duì)密度增加，孔隙率降低，干密度和內(nèi)摩擦角增大，改善土的物理性能，提高土體承載力，從而有效控制沉降。按照大量工程實(shí)踐來(lái)看，通過勘察確定樁土承載，確定CFG樁徑樁長(zhǎng)，以及樁網(wǎng)的合理布置，對(duì)路基的沉降控制，有明顯的效果。

4　軟土路基中CFG樁的施工要點(diǎn)

4.1施工準(zhǔn)備工作

進(jìn)行軟土路基的CFG樁施工，首先要做好現(xiàn)場(chǎng)的施工準(zhǔn)備工作。第一就是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清潔整理。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各類雜物進(jìn)行清掃，去除土地表面的雜草等，并進(jìn)行場(chǎng)地的平整，保證后期的施工順利，安排好現(xiàn)場(chǎng)的排水工作。同時(shí)，操作人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求對(duì)各個(gè)樁點(diǎn)的位置進(jìn)行放線和確認(rèn)，并做好標(biāo)記，方便后期的施工，同時(shí)要確認(rèn)地質(zhì)資料的正確性?，F(xiàn)場(chǎng)人員也要做好后期沉降監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)備，按照設(shè)計(jì)圖紙的要求對(duì)沉降觀測(cè)的網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，埋設(shè)相應(yīng)樁橛。然后開始對(duì)整個(gè)土地的沉降進(jìn)行第一次觀測(cè)，并在后期施工過程中根據(jù)要求進(jìn)行持續(xù)的觀測(cè)。最后，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況進(jìn)行復(fù)測(cè)，同時(shí)對(duì)CFG樁的原材料等進(jìn)行檢查。確定施工的工藝、工序，人員、材料、機(jī)械的安排到位，該交底的工作完成交底。同時(shí)保證原材料的質(zhì)量，確定混合料配合比、坍落度、成孔時(shí)間、攪拌時(shí)間、拔管速度等各工藝參數(shù)。

4.2鉆機(jī)就位

CFG樁的鉆機(jī)一般采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)，就位應(yīng)該按照預(yù)先標(biāo)定好的定位點(diǎn)來(lái)進(jìn)行，同時(shí)由于CFG樁的施工順序施工中心向周圍進(jìn)行，并采用跳樁法進(jìn)行施工，從而避免施工過程中對(duì)于土體的影響不均勻，而造成隆起等現(xiàn)象。將鉆機(jī)放至指定位置后，要對(duì)其進(jìn)行校正。利用樁機(jī)塔身前后和左右垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁中心。要保證鉆桿的垂直度偏差不應(yīng)大于1%，樁位偏差不大于5cm。設(shè)計(jì)要求保護(hù)樁長(zhǎng)大于50cm，樁徑不小于設(shè)計(jì)值。鉆機(jī)鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高的位置就停止鉆進(jìn)，等待泵料的加入。

4.3CFG樁的配置

要進(jìn)行CFG樁的灌注，首先要對(duì)其混合料進(jìn)入配置。在進(jìn)行配置時(shí)，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)室的要求配合比來(lái)混合。在進(jìn)行灌注前，要對(duì)混合料的質(zhì)量進(jìn)行再次的檢查，保證原材料符合要求。在進(jìn)行混合料的配置時(shí)，混合料的上料順序?yàn)橄妊b碎石，再加水泥、粉煤灰、泵送劑，最后加砂，使水泥、粉煤灰在砂石之間，不易飛揚(yáng)粘附在筒壁上，也易于攪拌均勻，混合料塌落度控制在16～20cm。同時(shí)應(yīng)取試件來(lái)做同條件強(qiáng)度試驗(yàn)，從而保證后期施工過程中CFG樁的強(qiáng)度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在將拌合料運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)的過程中，應(yīng)一直進(jìn)行攪拌，根據(jù)需要成樁的數(shù)量來(lái)進(jìn)行拌合物的運(yùn)輸，送到現(xiàn)場(chǎng)后就開始進(jìn)行CFG樁的灌制工作。

4.4灌注成樁

在進(jìn)行CFG樁體的灌注成樁時(shí)，一旦拌合料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)，就應(yīng)立即安排進(jìn)行灌注，最多不可超過2個(gè)小時(shí)。在使用之前，應(yīng)該再次對(duì)材料的塌落度進(jìn)行檢驗(yàn)，保證其符合施工的要求。在進(jìn)行灌注時(shí)，需要均勻的拔管。在進(jìn)行樁體的灌注時(shí)，應(yīng)時(shí)刻控制樁體的灌注質(zhì)量，保證其均勻性。根據(jù)泵入的混合料的的多少，來(lái)控制提鉆的速度。灌注輪至樁頂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)超過樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高不小于50cm，從而更好地防止后期的沉降等問題的發(fā)生。壓灌輪時(shí)一次提鉆高度小于25cm，混凝土埋鉆高度大于1.0m。同時(shí)施工的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)該有專人對(duì)于施工的過程進(jìn)行監(jiān)督和指揮，嚴(yán)格觀察灌注的質(zhì)量，同時(shí)加強(qiáng)施工中意外情況的防治。當(dāng)鉆桿拔出地面，確認(rèn)成樁符合設(shè)計(jì)要求后，用濕粘土封頂，然后移機(jī)繼續(xù)下一根樁施工。由于CFG樁的施工過程中產(chǎn)生的土體較多，很容易將周圍的樁位標(biāo)志掩蓋或是對(duì)其造成影響，因此在進(jìn)行下一根樁的施工之前，需要對(duì)其樁機(jī)的位置進(jìn)行再一次的復(fù)核檢驗(yàn)，從而保證樁位符合設(shè)計(jì)的要求。

4.5成樁質(zhì)量的檢測(cè)

在CFG樁成樁工作完成之后，需要對(duì)其具體的成樁質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，保證達(dá)到施工設(shè)計(jì)的要求。樁體本身的主要控制參數(shù)包括了其垂直度的控制，樁體完整性的控制，樁體的強(qiáng)度控制以及復(fù)合地基的承載力控制等各個(gè)方面。樁體的垂直度偏差不可以大于設(shè)計(jì)規(guī)定的1%，同時(shí)樁體本身樁位的偏差不可以大于50mm。每個(gè)檢驗(yàn)批的檢驗(yàn)個(gè)數(shù)應(yīng)該大于等于5根樁體。在進(jìn)行樁體的承載力的檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該分別進(jìn)行單樁、單樁復(fù)合地基靜力載荷試驗(yàn)，計(jì)算沉降與承載力。檢驗(yàn)數(shù)量為樁數(shù)的0.2%，且不少于3根。

5　結(jié)語(yǔ)

CFG樁作為當(dāng)前較為流行的處理軟土地基的施工方式，其具體的施工方法以及注意要點(diǎn)尤其要得到施工單位的重視。CFG樁在軟土路基中的應(yīng)用，能夠更好地提高土體的穩(wěn)定性和承載力，同時(shí)由于其施工簡(jiǎn)單，無(wú)配筋要求，能夠帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效果。各施工單位應(yīng)在實(shí)踐中不斷積累施工經(jīng)驗(yàn)，從整體施工流程的把握，工藝的控制，以及施工質(zhì)量和安全的保證等方面，加強(qiáng)對(duì)于CFG樁施工的研究與實(shí)踐，從而更好地促進(jìn)市政道路施工的順利進(jìn)行，保證后期的實(shí)際運(yùn)行效果?！?/p>

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