盧 俊 （安徽省第一建筑工程有限公司，安徽 合肥 230001）

0 前言

水泥粉煤灰碎石樁，簡(jiǎn)稱CFG樁。樁體材料是通過(guò)水泥、碎石、石屑和粉煤灰同水拌和而成的混合料具有高粘結(jié)強(qiáng)度。在樁間土與褥墊層的共同作用下組成復(fù)合地基。不管樁的端部所在土層是一般土或堅(jiān)硬土，都能讓樁間土一直參與工作，這是由于CFG樁復(fù)合地基與基礎(chǔ)通過(guò)褥墊層相連接。在荷載的作用下強(qiáng)度和壓縮模量均大于樁間土的樁，樁頂應(yīng)力也比樁間土表面的應(yīng)力大。荷載可以通過(guò)樁向深層土層傳遞，這樣樁間土承受的荷載就降低了，在樁的作用下提高了地基土的承載力降低變形，另外樁不需要配鋼筋，粉煤灰作為摻合料來(lái)源于工業(yè)廢料，可以降低成本。

1 工程概況

合肥市工人文化宮項(xiàng)目位于合肥市包河區(qū)金寨路與水陽(yáng)江路交口，分為東、西2片區(qū)域。東區(qū)建筑總面積為33855m2，其中包括18層的職工大學(xué)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)；8層的綜合活動(dòng)樓和3層的劇場(chǎng)，地下2層；西區(qū)訓(xùn)練館總建筑面積為8040m2，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地上2層，地下1層；東西區(qū)地下車庫(kù)建筑總面積18963m2。其中職工大學(xué)地基處理采用CFG樁，共計(jì)497根。

2 工程地質(zhì)及設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 地基土構(gòu)成

該場(chǎng)地內(nèi)地基土構(gòu)成層序自上而下為：①層雜填土,以黏性土為主，厚度1.00～4.80m，層頂標(biāo)高40.70～42.80m；②層黏土,厚度 1.00～3.80m，層頂標(biāo)高37.80～41.30m，層頂埋深 1.00～3.50m；③層黏土,厚度6.50～32.10m，層頂標(biāo)高 35.30～37.60m，層頂埋深4.20～5.70m；④層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖,最大揭露厚度4.00m，層頂標(biāo)高4.40～5.70m，層頂埋深36.00～36.50m。

2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

職工大學(xué)采用CFG樁對(duì)地基進(jìn)行處理。復(fù)合地基樁間土為③層，其地基承載力特征值fak=280kPa，壓縮模量Es=14.3MPa，CFG樁樁徑為φ400mm，樁端持力層為③層黏土，qpK=1500kPa,預(yù)考慮有效樁長(zhǎng)12.0m，超澆0.5m，即施工樁長(zhǎng)12.5m，CFG樁加固后的復(fù)合地基承載力特征值為fspk=510kPa，樁距L=1600mm。單樁豎向承載力特征值Ra=817kN。褥墊層厚25cm，相較筏板基礎(chǔ)外邊擴(kuò)大25cm。褥墊層應(yīng)選用0.5～1.6cm粒徑的硬質(zhì)巖破碎碎石作為材料，褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法，夯填度不小于0.9。

3 CFG樁施工

3.1 因地制宜選擇施工方法

①長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁：適用于地下水埋藏較深的粘性土，成孔時(shí)不會(huì)發(fā)生坍塌，周圍環(huán)境要求噪音、泥漿污染比較嚴(yán)格的場(chǎng)地。

②泥漿護(hù)臂鉆孔灌注成樁：適用于分布有砂層的地質(zhì)條件，周圍環(huán)境要求振動(dòng)噪音嚴(yán)格的場(chǎng)地。

③長(zhǎng)螺旋鉆孔泵壓混合料成樁：適用于分布有砂層的地質(zhì)條件，周圍環(huán)境要求噪音和泥漿污染嚴(yán)格的場(chǎng)地。

④振動(dòng)沉管灌注成樁：適用于無(wú)堅(jiān)硬土層和密實(shí)砂層的地質(zhì)條件，周圍環(huán)境要求振動(dòng)噪音限制不嚴(yán)格的場(chǎng)地。

本工程③層土質(zhì)為黏土，且地處中心城區(qū)對(duì)環(huán)境要求嚴(yán)格，故采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁。

3.2 施工中常見(jiàn)的問(wèn)題

①施工過(guò)程中，鉆孔及鉆孔機(jī)械的移動(dòng)都會(huì)使土體產(chǎn)生擾動(dòng)：根據(jù)土體性質(zhì)選擇是否運(yùn)用振動(dòng)沉管成樁工藝，飽和軟粘土、硬土層、密實(shí)砂層不宜采用振動(dòng)沉管成樁法。如：對(duì)于飽和軟黏土，振動(dòng)會(huì)引起土體的孔隙水壓力增大，土體強(qiáng)度降低，隨著振動(dòng)時(shí)間的推移，不利影響越大。

②斷樁、縮頸：施工中，需根據(jù)土質(zhì)的不同，選擇適合的成樁順序、施工工藝、機(jī)械設(shè)備。對(duì)于飽和軟土，在成樁過(guò)程中，連續(xù)打樁作業(yè)會(huì)造成新樁對(duì)已打樁的擠壓，容易使已打樁的變形，造成斷樁或縮頸。對(duì)土體中有較硬土層，成樁時(shí)樁機(jī)由于振動(dòng)力較大會(huì)對(duì)已打樁造成振動(dòng)破壞。如果已打樁結(jié)硬強(qiáng)度較低，不宜選用隔樁跳打工藝，否則在中間補(bǔ)打新樁時(shí)，可能會(huì)使已打樁被震裂。

③樁體強(qiáng)度不均勻：樁機(jī)提升沉管線速度過(guò)快可能會(huì)造成斷樁或縮頸，過(guò)慢和留振時(shí)間過(guò)長(zhǎng)都可能會(huì)引起樁的端部水泥含量較少、浮漿較多、產(chǎn)生混合料離析現(xiàn)象，在施工過(guò)程中，為了防止主體強(qiáng)度不均勻，要控制拔管速度與留振時(shí)間。

④導(dǎo)管堵塞：在長(zhǎng)螺旋鉆孔、泵壓混合料灌注成樁工藝施工中，導(dǎo)管堵塞是影響CFG樁施工作業(yè)效率的直接因素，施工效率降低不僅會(huì)造成材料的浪費(fèi)，還會(huì)增加作業(yè)人員的工作強(qiáng)度與難度，如若故障排除不暢，CFG樁混合料會(huì)失水變硬，造成再次堵管。

⑤樁頭空芯：鉆機(jī)在鉆孔施工時(shí)，管內(nèi)會(huì)充滿空氣，泵送混合料時(shí)，排氣閥正常狀態(tài)下會(huì)將空氣排出。如果排氣閥堵塞，不能正常運(yùn)作，便無(wú)法排出管內(nèi)空氣，使樁體中有氣體存留，造成樁體空芯。因此，在施工中，需經(jīng)常檢查排氣閥是否處于正常的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)排氣閥被堵塞，立即清洗處理，使排氣閥恢復(fù)正常工作。

⑥樁端不飽滿：施工中前后工人配合不夠密切，提鉆和泵料不能夠保持一致，可能會(huì)造地下水灌入樁孔或鉆頭上的土掉入樁孔。因此，為防止樁端不飽滿現(xiàn)象發(fā)生，施工中前后工人需要及時(shí)溝通，密切配合，嚴(yán)禁先提鉆后泵料。

3.3 施工要點(diǎn)

①樁體材料的控制：施工前，按照設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度對(duì)樁體材料進(jìn)行試配，施工中按照設(shè)計(jì)配合比拌和混合料，拌和時(shí)間不得少于1min，若其中粉煤灰含量較多，攪拌時(shí)間根據(jù)含量適當(dāng)加長(zhǎng)?；旌狭咸涠瓤刂圃?80±20mm的范圍內(nèi)，坍落度過(guò)小會(huì)使混合料粘稠，泵送困難，容易堵管；坍落度過(guò)大會(huì)容易造成混合料離析，樁身強(qiáng)度下降、漿液上浮，浮漿過(guò)多。

施工前進(jìn)行試驗(yàn)配合比，配合比如下：材料名稱：水∶水泥∶砂∶石∶外加劑∶粉煤灰每 m3用量（kg）分別為 194∶313∶701∶1052∶5.54∶34

配合比分別為 0.56、0.90、2.02、3.03、0.016、0.10

水膠比0.56砂率%40執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》

28d強(qiáng)度29.7MPa

②樁機(jī)調(diào)整：施工前，先要整平場(chǎng)地，施工中，樁機(jī)確保定位準(zhǔn)確，穩(wěn)固支撐后慢速啟動(dòng)鉆機(jī)，均勻變速，時(shí)刻觀察鉆機(jī)鉆機(jī)狀態(tài)，若鉆機(jī)鉆進(jìn)困難、鉆桿晃動(dòng)，應(yīng)立即減速，及時(shí)校正垂直度，垂直度偏差要小于1%。

③沉管、留振：沉管過(guò)程中，每沉1m記錄電流表上的電流一次，對(duì)土層變化予以說(shuō)明。沉管到預(yù)定標(biāo)高后立即投料，投料完畢后應(yīng)留振5～10s，然后拔管。

④拔管速率：控制拔管速率在1.2～1.5m/min，太快可能造成樁徑尺寸偏小、斷樁或縮頸；過(guò)慢會(huì)導(dǎo)致混合料離析、泥漿分布不均勻，是樁身強(qiáng)度降低。

⑤打樁順序：施打順序可分為連續(xù)施打和間隔跳打。連續(xù)施打施工便利，但可能會(huì)造成樁的變形，被擠扁或縮頸。間隔跳打較少發(fā)生縮頸，但受土質(zhì)與樁距的影響，堅(jiān)硬土質(zhì)和粉土不宜采用間隔跳打，對(duì)軟土、飽和土、樁距較小的情況可采用間隔跳打。

⑥樁頭處理確保強(qiáng)度及樁長(zhǎng)：為防止樁頂浮漿對(duì)樁強(qiáng)度造成影響且施工中很難控制樁頂標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高達(dá)成一致，故超澆50cm用來(lái)保證樁強(qiáng)度及樁長(zhǎng)。等樁體達(dá)到一定強(qiáng)度后再清除上部超澆的部分，注意清理過(guò)程中要要避免對(duì)樁間土的擾動(dòng)，同時(shí)注意不要對(duì)樁產(chǎn)生碰壞。

⑦標(biāo)高觀測(cè)：由于斷樁和地面隆起有關(guān)，所以要設(shè)置具有代表性且數(shù)量足夠的測(cè)量點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，施工中要實(shí)時(shí)觀測(cè)。

⑧制作試塊：為測(cè)定樁的強(qiáng)度值，需在施工過(guò)程中抽取混凝料制作試壓件，按照1組/天/臺(tái)班制作，標(biāo)養(yǎng)養(yǎng)護(hù)，測(cè)定其28d抗壓強(qiáng)度。

4 CFG樁檢測(cè)

當(dāng)樁體材料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，我們隨機(jī)抽取了總樁數(shù)的1%并且不少于3個(gè)點(diǎn)做復(fù)合地基靜載試驗(yàn)和單樁的靜載試驗(yàn)，用來(lái)檢測(cè)復(fù)合地基承載力特征值，樁數(shù)為5根。用不小于2倍的特征值作為靜載試驗(yàn)的加載值，分為10個(gè)加載等級(jí)。另隨機(jī)選取20%的樁做低應(yīng)變動(dòng)測(cè)，用來(lái)檢測(cè)樁身的強(qiáng)度，檢查樁的完整性。經(jīng)查所有檢測(cè)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)論

隨著工程建設(shè)的快速發(fā)展，CFG樁復(fù)合地基在我國(guó)地基處理中得到廣泛應(yīng)用。CFG樁不僅能夠節(jié)約成本，而且施工難度小。作為地基處理技術(shù)的一種，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)效益還是應(yīng)用前景考慮都較為理想。通過(guò)在本工程的成功應(yīng)用，為項(xiàng)目隊(duì)伍今后此類工程的施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。