張 永 君

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

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軟弱路基施工技術(shù)研究

張 永 君

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

分析了CFG樁的地基加固作用，并以某高速公路工程為例，從施工準(zhǔn)備、原地面處理、成孔作業(yè)、混凝土灌注等方面，闡述了CFG樁處理軟弱路基的技術(shù)要點(diǎn)，達(dá)到了改善路基土體結(jié)構(gòu)，提高地基承載力的目標(biāo)。

路基，CFG樁，施工技術(shù)，混凝土

1 工程概況

某高速公路施工路基項(xiàng)目3標(biāo)，全長(zhǎng)4.912 6 km。該項(xiàng)目?jī)?nèi)有一段路基為軟弱路基，擬采用CFG樁進(jìn)行處理。軟弱路基起訖點(diǎn)樁號(hào)為K210+259.5～K211+439.5，全長(zhǎng)1 180 m。該處為路基天然地基為第三紀(jì)沖洪積物，地面以下50拆模為第三紀(jì)粘質(zhì)土和粉質(zhì)土層，厚度平均在300 cm以上。土基含水量高，分布不均勻，且當(dāng)?shù)赜昙窘涤炅看螅涤旰蟋F(xiàn)場(chǎng)濕滑，施工難度大。

設(shè)計(jì)采用CFG樁對(duì)該路段軟弱路基進(jìn)行處理。CFG樁設(shè)計(jì)直徑為500 cm，成孔直徑為510 cm。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為13.5 m，有效樁長(zhǎng)為13 m，保護(hù)樁長(zhǎng)為0.5 m。采用1.4 m×1.4 m梅花布置形式，樁身混凝土強(qiáng)度為C20。

2 CFG樁的地基加固作用分析

2.1 改善土基構(gòu)成

CFG樁可有效改善土基構(gòu)成，提高土基承載能力。通過(guò)由水泥、粉煤灰、碎石等材料組成的CFG樁來(lái)代替原來(lái)的軟弱土體，在本項(xiàng)目中主要以粘質(zhì)土和粉質(zhì)土組成的高含水量軟土。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，CFG樁強(qiáng)度可以達(dá)到C20，呈梅花形布置，與樁間土和褥墊層形成復(fù)合地基，這使土體自身得到了很大的改善。

2.2 擠密加固作用

采用CFG樁對(duì)土基進(jìn)行加固，對(duì)地基起到了擠密作用，可有效改善路基土的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)。本項(xiàng)目對(duì)路基加固前后的物理力學(xué)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 對(duì)路基加固前后的物理力學(xué)指標(biāo)對(duì)比

2.3 排水固化作用

CFG樁在成孔，樁體灌注到混凝土初凝前，也具有很高的滲水性。這點(diǎn)與砂樁、碎石樁相似，都可將土體內(nèi)部的水分排出一部分。土體內(nèi)部的水分排出，使土體固化成型，提高了樁間土壤的強(qiáng)度和承載能力。

2.4 降低土層荷載

CFG樁是通過(guò)樁體與路基土的粘結(jié)作用和端承作用構(gòu)成其加固體系。通過(guò)CFG樁加固后的路基，其上部荷載主要靠樁體來(lái)承受，大大降低了路基土層的作用荷載。通過(guò)CFG樁組成一個(gè)新的受力體系，大大提高了軟弱地基的承載能力。

2.5 提高樁與土體的整體性

通過(guò)CFG樁加固后的軟弱地基，土體與CFG樁一同承受荷載，形成了一個(gè)新的受力單元，整體受力。在荷載作用下，CFG樁是主要的受力點(diǎn)，樁間土所承受的荷載較小。

3 CFG樁施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備工作

施工準(zhǔn)備工作主要是對(duì)施工機(jī)械、施工人員培訓(xùn)、施工技術(shù)準(zhǔn)備和原材料準(zhǔn)備。

1)施工機(jī)械準(zhǔn)備。對(duì)長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)、裝載機(jī)等施工機(jī)械與施工機(jī)具進(jìn)行檢修、測(cè)試、安裝，保證施工中正常運(yùn)行。2)臨建準(zhǔn)備。在施工現(xiàn)場(chǎng)選取位置進(jìn)行臨建布置。主要是對(duì)工人居住的彩鋼房、實(shí)驗(yàn)室、攪拌站進(jìn)行建設(shè)?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)原材料選取合適地點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)堆放，并采取防潮防雨措施。3)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電和施工便道進(jìn)行建設(shè)，做好施工現(xiàn)場(chǎng)排水。4)人員培訓(xùn)。對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底和安全交底，建立健全管理制度。

3.2 原地面處理

1)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清表，去除路邊的雜草和灌木，用推土機(jī)推倒樹(shù)樁。

2)平整場(chǎng)地，將整個(gè)施工場(chǎng)地用推土機(jī)進(jìn)行平整，便于后期鉆孔作業(yè)，使其基本處于統(tǒng)一高程。

3)回填碾壓。填土回填，并用靜力式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，使其壓實(shí)度不低于90%。

3.3 施工放樣

1)按照樁間距，呈梅花形布置進(jìn)行施工放樣。

2)用全站儀放出樁孔位置，打樁，并用白灰進(jìn)行標(biāo)記。

3)在施工過(guò)程中對(duì)樁進(jìn)行檢查，如有丟失應(yīng)及時(shí)恢復(fù)。

3.4 成孔作業(yè)

1)鉆機(jī)就位。將長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)就位，其孔位偏差和垂直度應(yīng)符合要求。現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員復(fù)核合格后方可開(kāi)鉆。2)鉆孔。長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)勻速鉆進(jìn)，并做好記錄。鉆桿上應(yīng)有尺寸標(biāo)記，并在鉆孔的同時(shí)進(jìn)行地質(zhì)情況復(fù)核。3)鉆孔中如遇鉆桿晃動(dòng)或進(jìn)尺慢的情況，應(yīng)降低鉆孔速度，防止鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)較大振動(dòng)，增大孔位偏差。4)如遇卡鉆現(xiàn)象，應(yīng)立即停機(jī)，并查看原因，原因明確后方可開(kāi)機(jī)鉆進(jìn)。5)鉆渣應(yīng)及時(shí)清理，不得在施工現(xiàn)場(chǎng)隨意堆放，應(yīng)運(yùn)往棄渣場(chǎng)。6)鉆孔過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常對(duì)工人進(jìn)行安全教育。

3.5 混凝土灌注

1)鉆孔完成，驗(yàn)孔合格后即可進(jìn)行混凝土澆筑。2)混凝土澆

筑應(yīng)從鉆桿內(nèi)部的孔進(jìn)行泵送，泵送的同時(shí)將鉆桿上提，但應(yīng)始終保持鉆桿位于混凝土的深度不小于1 m。3)混凝土泵送應(yīng)連續(xù)，間斷時(shí)間不得超過(guò)混凝土初凝時(shí)間，防止出現(xiàn)斷樁。4)混凝土泵應(yīng)安設(shè)在距樁孔2 m左右，泵送中應(yīng)盡量避免使用彎管，并保證接頭連接牢固。5)每次對(duì)混凝土泵送時(shí)，應(yīng)對(duì)混凝土坍落度進(jìn)行檢查，且不少于3次。6)為了對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)制作試件，并做好記錄。7)混凝土灌注過(guò)程中采用水下灌注，以便于將樁孔內(nèi)雜物排出。8)當(dāng)混凝土泵送間斷時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)向混凝土泵內(nèi)泵送混凝土，以防止管內(nèi)混凝土凝固堵管。9)所澆筑的樁高應(yīng)比樁頂標(biāo)高高出50 cm以上，以便將孔內(nèi)雜質(zhì)排出，后期將截去樁頭。10)施工中應(yīng)重點(diǎn)考慮混凝土的初凝時(shí)間，初凝時(shí)間應(yīng)把運(yùn)輸時(shí)間考慮在內(nèi)。

3.6 截去樁頭

樁頭是高出樁頂標(biāo)高以上的部分，截去樁頭可以將孔內(nèi)雜質(zhì)去除掉。養(yǎng)生28 d后即可進(jìn)行截樁。1)樁頭去除不得采用大型機(jī)械大力挖除，防止破壞樁體，也不得擾動(dòng)樁間土。2)截樁前應(yīng)使用水準(zhǔn)儀復(fù)測(cè)樁頂標(biāo)高，并用紅油漆作出標(biāo)記。3)如采用人工截樁，應(yīng)對(duì)稱(chēng)鑿除，防止樁身開(kāi)裂。采用機(jī)械切除效果好，本項(xiàng)目建議采用機(jī)械切樁。4)截樁后應(yīng)高于樁頂標(biāo)高，且不宜超過(guò)50 cm，以保證樁體有效長(zhǎng)度。

3.7 質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收

樁身養(yǎng)護(hù)達(dá)到28 d后，即可進(jìn)行檢測(cè)。主要對(duì)樁徑、樁身垂直度、樁身混凝土密實(shí)度、強(qiáng)度等進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)樁身質(zhì)量和完整性進(jìn)行低應(yīng)變檢測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

CFG樁施工成本低，對(duì)軟弱路基處治效果好，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用在路基施工中。CFG樁可有效改善路基土體結(jié)構(gòu)，對(duì)土體結(jié)構(gòu)進(jìn)行擠密振實(shí)、排水固化，有效提高地基承載能力。在設(shè)計(jì)中結(jié)合軟弱路基具體情況，合理選擇設(shè)計(jì)參數(shù)。在施工中嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)管，嚴(yán)把施工質(zhì)量，是保證CFG樁達(dá)到軟弱路基處理效果的關(guān)鍵。文章基于高速公路軟弱路基處理實(shí)踐，分析了CFG樁的加固作用，全面闡述了其施工技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)施工一線具有一定的指導(dǎo)作用。

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Research on construction technology of soft sub-grade treatment

Zhang Yongjun

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionLimitedCompany,Jinzhong030600,China)

This paper analyzed the CFG pile foundation reinforcement effect, and taking a highway engineering as an example, from the construction preparation, original ground treatment, drilling operation, concrete pouring and other aspects, elaborated the technical key points of CFG pile to treatment of soft sub-grade, gained the target to improve the sub-grade soil structure, improve the foundation bearing capacity.

sub-grade, CFG pile, construction technology, concrete

2016-11-24

張永君(1984- )，男，助理工程師

1009-6825(2017)04-0173-02

U416.1

A