許國良 （中鐵十六局集團(tuán)有限公司新機(jī)場高速公路施工總承包部，北京 102600）

CFG樁需要使用到石屑、粉煤灰以及適量的水泥，將上述三者作為原材料，在碎石樁的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工，由此形成具有高度粘結(jié)性的樁結(jié)構(gòu)。

1 CFG樁工程簡介

出于控制構(gòu)造物兩側(cè)路基沉降現(xiàn)象的目的，同時也為了營造更為安全、舒適的高速公路行車環(huán)境，需要在橋涵兩端的路基上施工出一個過渡段。具體來說，應(yīng)對橋臺后方30.4m處進(jìn)行處理，在該區(qū)域設(shè)置CFG樁，在其作用下減少地基壓縮變形幅度，避免橋臺與路基銜接處出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。在本文所探討的北京市新機(jī)場北線高速公路工程中，所有過渡段區(qū)域均設(shè)置有CFG樁，將其直徑設(shè)置為40cm，彼此間距以140cm為宜。

2 CFG樁免樁間土開挖截樁施工工藝

①在進(jìn)行樁基灌注施工時，應(yīng)將中間土體清理干凈并使其達(dá)到設(shè)計樁帽頂標(biāo)高位置，而后展開樁帽基坑的開挖施工，并在其中設(shè)置截樁，基于土模澆筑的方式形成具有足夠強(qiáng)度的樁體[1]。

②采用該方法后，無需進(jìn)行樁間土的開挖與回填施工，既加快了工程效率又縮減了成本；對樁帽混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，當(dāng)其達(dá)到預(yù)期設(shè)置指標(biāo)后便可隨即展開褥墊層施工。

3 CFG樁樁帽開挖與樁頭截除創(chuàng)新技術(shù)

3.1 創(chuàng)新技術(shù)的提出

①就當(dāng)前的行業(yè)水平而言，樁帽基坑開挖有兩種可行的方式，具體有：a.人工開挖，此方式所帶來的效率低下，不僅耗費成本還降低了基坑開挖質(zhì)量；b.機(jī)械開挖，盡管此方式具有可行性，但對于CFG樁樁帽基坑偏小的情況而言則不具有適用性。

②在結(jié)束樁帽基坑開挖施工后，由于基坑空間相對較小，因此不利于切割機(jī)進(jìn)行作業(yè)，若采用風(fēng)鎬的方式則無法確保樁頭的質(zhì)量。對此，工程人員經(jīng)過了大量的試驗與商討，最后研發(fā)出了樁帽基坑旋挖鉆和免樁間土樁頭切割裝置。

3.2 樁帽基坑開挖旋挖鉆設(shè)計

①從旋挖鉆的組成上考慮，其由兩大系統(tǒng)組成，即旋挖與驅(qū)動兩大部分。具體來說，驅(qū)動部分引入了型號為ZX160的驅(qū)動電機(jī)，并將其穩(wěn)固置于鋼護(hù)桶之中，同時在護(hù)桶上安裝一個法蘭盤。關(guān)于旋挖系統(tǒng)，其由圓柱桶、螺旋葉片以及連接器三大部分組成，在制作時應(yīng)格外注重圓柱桶的規(guī)格。其原材料以16mm厚的鋼板為宜，所形成的內(nèi)外徑分別為500mm以及532mm，要求葉片寬度達(dá)到247mm，并基于焊接的方式將其固定在圓柱桶外側(cè)區(qū)域。需要使用到一塊2cm厚的鋼板，由此完成對圓柱桶頂?shù)姆忭斕幚恚瑫r應(yīng)在此區(qū)域預(yù)留一個銷口。由于旋挖系統(tǒng)已經(jīng)預(yù)留了一個銷口，因此可以在旋轉(zhuǎn)銷軸的作用下將其與驅(qū)動部分進(jìn)行連接，加之法蘭盤的作用可以將驅(qū)動系統(tǒng)安裝在挖掘機(jī)設(shè)備上，進(jìn)一步實現(xiàn)電動機(jī)與挖掘機(jī)之間的連接，形成高效的供油機(jī)制。

②當(dāng)完成CFG樁灌注施工后，需要給予混凝土一定的凝固時間，在此基礎(chǔ)上方可展開樁帽制作，具體方式有：將殘留在樁間的棄土清理干凈，將樁帽與樁頭置于同一軸線上并進(jìn)行下鉆作業(yè)，直至樁帽達(dá)到樁底設(shè)計標(biāo)高位置。隨后提升樁帽旋挖機(jī)，此時啟動挖掘機(jī)將渣土運輸?shù)铰坊鈧?cè)區(qū)域，最后在運輸車輛的輔助下到達(dá)棄渣場。完成上述施工后，應(yīng)對各個樁基進(jìn)行檢測，確保其標(biāo)高與外觀達(dá)到工程所提出的標(biāo)準(zhǔn)，最后將樁頭截除。

3.3 免樁間土樁頭切割裝置設(shè)計與應(yīng)用

3.3.1 免樁間土樁頭切割裝置設(shè)計

①支撐架是較為重要的結(jié)構(gòu)，其主要由各類轉(zhuǎn)盤以及立桿組成。對于上轉(zhuǎn)盤而言，其外徑以20mm為宜，所使用的鋼管厚度應(yīng)達(dá)到2mm；對于立桿而言，厚度與外徑均與上轉(zhuǎn)盤部分相同，但需要使用到3根長98cm的原材料，基于正三角形的方式將其焊接至上轉(zhuǎn)盤的下側(cè)區(qū)域；對于下轉(zhuǎn)盤，其需要使用到不銹鋼板原材料，要求厚度為3mm，同時寬度應(yīng)達(dá)到30mm。

②切割系統(tǒng)的組成較為復(fù)雜，具體有：轉(zhuǎn)桿部分，長度以70cm為宜，所使用的鋼管外徑為20mm且厚度需達(dá)到2mm。在施工過程中，應(yīng)將轉(zhuǎn)桿套在立桿的外側(cè)區(qū)域，而后基于焊接的方式對立桿與下轉(zhuǎn)盤進(jìn)行固定。本工程中所采用的切割機(jī)型號為東城Z1E-FF-180，首先需要將其安裝到擋板上，要求擋板為厚3mm的不銹鋼板，同時長寬分別為20cm以及10cm。利用螺栓對切割機(jī)進(jìn)行固定處理，使其穩(wěn)固于擋板上，并將切割機(jī)的齒輪對位到預(yù)留缺口處，最后將所得到的整體結(jié)構(gòu)焊接在轉(zhuǎn)桿上[2]。

③底座的組成部分：固定圈，其需要使用到內(nèi)徑為44cm的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，同時還需要外徑20mm厚2mm的鋼管，經(jīng)彎曲處理的方式將其制作成44cm的圓環(huán)；腳板，需要使用到4個邊長為10cm的方形不銹鋼板材料，要求其厚度以3cm為宜，并采用4等分的方式進(jìn)行焊接固定處理，確保每個腳板均有腳釘結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)輪，需要使用到規(guī)格為φ30mm的滾輪，對其進(jìn)行4等分固定，同時應(yīng)利用切割機(jī)制作出缺口，以便轉(zhuǎn)輪的安裝。下圖為樁頭切割裝置。

樁頭切割裝置

3.3.2 樁頭切割裝置施工工藝

將底座安裝到指定的樁帽基坑當(dāng)中，隨后套入CFG樁，應(yīng)當(dāng)注意的是，在進(jìn)行底座安裝時應(yīng)確保腳釘朝下，同時基于人工的方式對底座進(jìn)行固定處理，使其楔入地基之中。在底座上安裝切割固定架，在進(jìn)行人工操作時應(yīng)左手緊握轉(zhuǎn)盤，同時右手握緊轉(zhuǎn)把，保持此狀態(tài)后應(yīng)啟動電鋸按鈕，由此展開切割作業(yè)。結(jié)束上述環(huán)節(jié)后，應(yīng)將基坑清理干凈，進(jìn)行樁帽定位模板以及鋼筋網(wǎng)片兩大結(jié)構(gòu)的安裝作業(yè)，隨即澆筑混凝土施工，并使用土工布進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

3.4 施工控制

施工過程中樁間土清理尤為重要，具體內(nèi)容有：注重清理條件，只有樁身達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行清理，出于提升施工效率的目的應(yīng)使用到機(jī)械與人工輔助開挖的方式進(jìn)行，如果樁身偏高，此時容易受到機(jī)械設(shè)備的影響，因此機(jī)械設(shè)備啟動時間尤為重要。在施工中應(yīng)做好截樁標(biāo)高放樣工作，使用粉筆進(jìn)行畫線，在最大限度上縮減樁標(biāo)高偏差，安排人員做好數(shù)據(jù)記錄工作。

要想確保截樁頭質(zhì)量，就必須控制好機(jī)械開挖時間，而開挖又可細(xì)分為兩部分：硬截樁施工，此環(huán)節(jié)要求樁身具有足夠的強(qiáng)度，通常澆筑完成后需經(jīng)過3d；軟截樁施工，要求其具備行車強(qiáng)度要求，同時樁身具有足夠的承載水平，但對于混凝土粘結(jié)力較為薄弱的部分而言所耗費的時間相對更長。

控制好開挖時間，當(dāng)結(jié)束打樁施工且經(jīng)過12h后便可滿足混凝土終凝時間要求，此時其強(qiáng)度可以達(dá)到12MPa。當(dāng)白天進(jìn)行CFG樁施工時，經(jīng)12h后需要在夜間對上層浮土做以全面清理，對于標(biāo)高上部500cm的區(qū)域而言應(yīng)以人工清理的方式為宜，在施工中不允許使用鉤機(jī)展開直接清底作業(yè)。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

本文所探討的設(shè)備可以避免樁間土挖除施工環(huán)節(jié)，即能夠直接對樁帽基坑進(jìn)行切割處理，具有高度的效益性。對比之下可知，工程共節(jié)省成本141萬元。

5 結(jié)束語

綜上所述，基于對實際工程項目的分析，本文論述了CFG樁樁頭切割裝置的基本組成，在此基礎(chǔ)上圍繞樁帽基坑開挖裝置展開分析，由此優(yōu)化了樁帽施工工藝，提升了工程效益，具有良好的可行性。