陳木林
(福建華成路橋工程有限公司,福建 漳州363000)
軟基具有土質(zhì)松軟、強度低、容易壓縮、耐壓性差等多種特點,常為公路、鐵路的施工帶來很大的困難,若不做好對軟基路段的處理,將會嚴(yán)重影響工程整體的施工質(zhì)量。CFG樁在目前的工程軟基路段處理中的應(yīng)用較為常見,但具體應(yīng)用涉及的技術(shù)要點相對較多,需要施工人員全面重視,并結(jié)合工程施工的實際情況,有針對性地應(yīng)用這一技術(shù),保證其效用在工程施工中順利地發(fā)揮。
CFG樁是一種高黏結(jié)強度的半剛性樁,由水泥、粉煤灰、碎石等成分構(gòu)成,運用于工程建設(shè)中的主要作用是增強樁與樁間土的緊密性,進而加固軟基,提升路基的耐壓性、強度與承載力,保障工程的穩(wěn)定性。CFG樁的應(yīng)用優(yōu)勢如下:
在實際的工程建設(shè)中,軟基路段的成分往往具有一定的差異性。例如粉土、黏土與淤泥等,都有可能是軟基中的重要成分。但不論具體的地質(zhì)情況如何,將CFG樁應(yīng)用于軟基路段都能夠達(dá)到不錯的效果,可以借助其在擠密性上的優(yōu)勢為軟基帶來加固作用,提升軟基穩(wěn)定性。由此可見,CFG樁具有適用范圍廣的特點。
CFG樁的組成成分較為復(fù)雜,水泥、粉煤灰、砂石等多種材料都屬于CFG樁的原料,混合構(gòu)成了樁體。相較于其他樁體,CFG樁承載性更為優(yōu)秀,這是因為摩擦阻力的作用主要集中于樁側(cè)面,施工人員可以依據(jù)具體的施工需求,有針對性地制樁,調(diào)控樁體的承載力,有效助力于工程的順利開展。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明,CFG樁在軟基路段處理中的承載量占地基總荷載達(dá)70%,能夠顯著提升軟基路段的承載力,從而達(dá)到加固軟基,保障工程穩(wěn)定性的目的[1]。
在粉土或者砂土類型的軟基加固過程中,CFG樁在下樁時總會產(chǎn)生劇烈的振動,此時砂土容易出現(xiàn)液化現(xiàn)象,但液化水會在土層壓力的作用下沿著CFG樁的樁體向上排出,直到樁體完全硬化后才停止排水。由此可見,CFG樁還具有良好的排水性能。
在對軟基路段的處理中,工作人員通常會將CFG樁樁體的頂端部位放置于地質(zhì)狀況較好的土層位置,在增強樁體緊密性的基礎(chǔ)上,轉(zhuǎn)變軟基為復(fù)合地基,增強地基的強度,進而避免沉降問題的發(fā)生。由此可見,將CFG樁應(yīng)用于軟土地基處理,還能夠降低沉降問題的發(fā)生概率。
在CFG下樁施工過程中,施工人員需要用到振動沉管技術(shù),這一技術(shù)會讓地基結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,隨著土層的松動,地基的強度會不斷降低,但下樁結(jié)束后,地基結(jié)構(gòu)便會恢復(fù)原先的樣子,同時地基的穩(wěn)定性會得到顯著的增強。此外,水煤灰等樁體原材料在水化反應(yīng)的作用下,也會增強樁體的承載力,進而加固樁體,達(dá)到提升工程穩(wěn)定性的目的??傊?,將CFG樁應(yīng)用于對軟土地基的處理中,具有時間效應(yīng)佳的優(yōu)勢。
在應(yīng)用CFG樁前,施工人員應(yīng)做好前期準(zhǔn)備工作:首先,利用前期勘察工作中取得的資料,對施工現(xiàn)場展開分析,依據(jù)具體的施工情況,準(zhǔn)備好工程設(shè)備和施工原材料,組織好施工人員,按照圖紙的要求,設(shè)計詳盡的施工方案。對于施工中可能出現(xiàn)的問題應(yīng)深入探討,建立詳盡的應(yīng)急預(yù)案,保障工程能夠安全順利地完成;其次,在開始施工前,施工人員還應(yīng)當(dāng)做好試樁工作,施工人員應(yīng)做好對相應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的研討,明確試樁工作中各項注意事項。一般來說,為保證這一工作的準(zhǔn)確性,選擇五根以上的CFG樁進行試驗為宜,在試驗過程中,還應(yīng)及時記錄各項數(shù)據(jù),若試驗結(jié)果難以滿足工程施工的要求,可對CFG樁加以調(diào)整,直到與工程要求一致[2]。在這一階段的工作結(jié)束后,工作人員還應(yīng)及時填寫試樁報告,為后續(xù)的工作提供數(shù)據(jù)參考。
在施工階段中,須注意如下要點:首先,施工人員須仔細(xì)查看施工圖紙的要求,依據(jù)規(guī)定標(biāo)注下樁位置,但操作鉆機時,還是應(yīng)當(dāng)依據(jù)塔身的垂直標(biāo)桿,適當(dāng)校準(zhǔn)下樁位置,避免出現(xiàn)過大的誤差;其次,在鉆孔過程中,對鉆機速度的控制屬于一個關(guān)鍵點,施工人員可先緩慢控制鉆機,讓其慢速旋轉(zhuǎn),保障鉆頭穩(wěn)定性,避免出現(xiàn)誤差;在鉆頭到達(dá)預(yù)定位置后,施工人員應(yīng)及時標(biāo)注塔身相應(yīng)的位置;鉆孔完畢后,提前配備好的原材料,如碎石、粉煤灰、水泥等便可發(fā)揮作用了,施工人員可將這些材料倒入鉆桿的芯管中,灌注結(jié)束后便拔出芯管。此處應(yīng)注意,施工人員應(yīng)保證灌注工作已經(jīng)完畢,再拔出芯管,同時也應(yīng)做好對拔管速度的控制,每分鐘1m左右為宜,過快拔管或過慢拔管都不利于施工質(zhì)量。灌注結(jié)束后,施工人員可利用薄草皮、水泥袋等保護樁頭,保證施工效果。
在CFG樁施工結(jié)束后,施工人員還需做好保障工作,以達(dá)到更好的施工效果。例如,施工人員可利用墊褥層、土工布等材料,提升樁體與地基的黏連性,進而提升加固效果。具體措施:準(zhǔn)備大量的碎石,粒徑小于2cm為宜,鋪設(shè)在軟基表面,厚度為25cm左右,鋪設(shè)完畢后進行灑水、碾壓,保證鋪設(shè)的均勻性,進而調(diào)節(jié)樁體的受力程度,之后運用土工布鋪設(shè)在其上方,兩端預(yù)留約1m,此舉是為了方便后續(xù)的反向固定工作。
在CFG樁施工過程中,施工人員可選取一些設(shè)備來配合CFG樁,例如振動沉管機械設(shè)備、螺旋鉆機械設(shè)備等,前者對土層緊實度的要求更高,在對硬土層的施工過程中,若不配合其他的機械設(shè)備,難免會出現(xiàn)震蕩力度過大的問題,進而為樁體帶來傷害。一般來講,土層密度過高,會為土層結(jié)構(gòu)帶來傷害,因此施工人員還應(yīng)盡量降低土層的密度。施工軟性黏土層時,孔隙水的壓力會得到提升,土層強度會進一步下降。由此可見,在CFG樁施工過程中,施工人員務(wù)必要嚴(yán)格配置各施工設(shè)備,可先用螺旋鉆鉆孔,再運用振動沉管設(shè)備制取樁體,避免樁體斷裂,進而保障軟基路段加固的效果。
CFG樁由多種材料混合構(gòu)成,例如粉煤灰、水泥、碎石等,這些材料的配合情況直接影響樁體的強度,因此施工人員應(yīng)加強對原料配合比的控制。若原料的配合比不夠科學(xué),CFG樁的強度與承載力都會下降,進而影響施工質(zhì)量,主要表現(xiàn)為在灌注過程中出現(xiàn)卡管等問題,甚至發(fā)生安全事故,危害施工安全??傊?,施工人員應(yīng)切實做好對原料配合比的控制,下面為CFG樁的原料配合比:水灰配比7∶10;水泥用量比為15%;坍落度不得超過5cm??傊?,在CFG樁施工中,對原料配合比的控制是非常重要的,與樁體的強度和承載力以及與軟基路段的加固效果息息相關(guān)。
施工人員應(yīng)依據(jù)具體的要求選擇最為合適的施工技術(shù),在保證施工效果能夠?qū)崿F(xiàn)的基礎(chǔ)上,盡可能提升技術(shù)的性能。例如,當(dāng)施工人員在飽和軟土區(qū)域進行連續(xù)打樁作業(yè)時,設(shè)備的振動力度通常較小,新樁有可能擠壓老樁,嚴(yán)重的話還會造成樁體的斷裂。對此,施工人員便可應(yīng)用跳打施工技術(shù)來解決,在應(yīng)用這一技術(shù)后,若某一樁體的強度已經(jīng)到達(dá)了預(yù)定強度的五分之四,施工人員便可打下一條樁體在預(yù)定的位置;若打樁區(qū)域的軟基多由飽和粉土構(gòu)成,在粉土特性的影響下,土層的密度在打樁完畢后,通常會有所提升,此時若施工人員還需補打樁,就不能再應(yīng)用同樣的技術(shù),這是因為土層密度再增大,便會影響沉管,進而造成樁體斷裂,因此施工人員可將制樁位置作為中心,之后向四周方向打樁。
在CFG施工中,還應(yīng)做好施工監(jiān)測工作。重點集中在如下幾個方面:首先,在施工前應(yīng)做好對場地標(biāo)高的測量,收集具有足夠數(shù)量與代表性的測點,在打樁過程中應(yīng)依據(jù)這些測點,檢測是否存在地面隆起的情況;其次,施工過程中在打新樁時,應(yīng)做好對已打樁樁頂上升量的測量,估算得出樁徑縮小的數(shù)值,判斷是否存在縮徑情況;最后,對于樁頂上升量較大或懷疑具有質(zhì)量問題的樁,應(yīng)及時開挖查看,從而采取必要的措施處理。
綜上所述,CFG樁在軟基路段處理中的應(yīng)用具有重要意義。因此,施工人員應(yīng)做好對這一技術(shù)的要點研究,依據(jù)實際的施工要求,準(zhǔn)備好施工設(shè)備與施工原材料,科學(xué)控制原材料配合比,有針對性地選擇合適的施工技術(shù),最大程度保證樁體的強度與穩(wěn)固性,為工程質(zhì)量帶來良好的支持,幫助工程更進一步實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益。