黃瑤婷
(中冶成都勘察研究總院有限公司,四川 成都 610023)
CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱,由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加適量水拌和形成具有高黏結(jié)強度的剛性樁體,通過調(diào)整水泥摻量及配比,其強度等級一般在 C5~C25之間變化。在CFG樁應(yīng)用過程中,其具備了以下應(yīng)用特點:第一,技術(shù)在應(yīng)用過程中不會產(chǎn)生多余噪音,而且也不會給周圍環(huán)境帶來明顯影響,對此可以將其用于建筑密度較大市區(qū)的施工作業(yè)。第二,該技術(shù)在應(yīng)用中使用到的材料可以在作業(yè)現(xiàn)場進行強制拌和,而原土也是重要的施工原材料,這也在很大程度上減少了材料的運輸成本,降低了項目的工程造價。第三,技術(shù)在應(yīng)用過程中具備了較強的靈活性,可以根據(jù)區(qū)域地基性質(zhì)的差異性,來進行不同類型的應(yīng)用設(shè)計,采取不同的加固方式,使其更加適應(yīng)目前的作業(yè)環(huán)境,提高項目基礎(chǔ)的作業(yè)質(zhì)量。
從目前的應(yīng)用情況來看,CFG樁作為樁基礎(chǔ)作業(yè)技術(shù)中的一類分支,其更好地優(yōu)化了碎石樁的剛性特征,使其在穩(wěn)定發(fā)揮出側(cè)阻作用的同時,還能夠有效提升樁體結(jié)構(gòu)的端阻效果。在該技術(shù)應(yīng)用過程中,碎石會成為樁體結(jié)構(gòu)的整體骨架,而石屑則會作為樁結(jié)構(gòu)的次骨架,填充到碎石結(jié)構(gòu)的縫隙當中,而粉煤灰在使用中則替代了部分水泥,降低了樁結(jié)構(gòu)凝結(jié)過程的水化熱。在樁結(jié)構(gòu)與樁間土之間,存在著一定厚度的褥墊層,能夠一同構(gòu)成相應(yīng)的復合地基,并且在遇到豎向荷載時,還可以起到襯墊層的作用,這也使得樁結(jié)構(gòu)的承載力得到有效提升,滿足了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載的基礎(chǔ)要求。
在該技術(shù)應(yīng)用過程中,會使用到一些機械設(shè)備用來輔助鉆孔、材料攪拌等工作的推進。在機械設(shè)備選型過程中,也需要注意以下幾點內(nèi)容:第一,做好區(qū)域基礎(chǔ)作業(yè)條件的勘察工作,基于勘察資料來確定技術(shù)應(yīng)用過程中所需要的設(shè)備種類和具體型號,以鉆孔設(shè)備為例,目前應(yīng)用較多的鉆孔設(shè)備主要以振動沉管機為主,對于一些地質(zhì)較硬的土層,也會使用到螺旋鉆機來進行鉆孔作業(yè)。第二,對于一些地質(zhì)復雜程度較高的區(qū)域,如其中夾帶硬土層的作業(yè)區(qū)域,此時會使用到多組鉆機來輔助作業(yè),并且會先使用螺旋鉆機進行引孔作業(yè),隨后更換振動沉管機來進行成樁,從而提升施工設(shè)備的應(yīng)用效果。
在該技術(shù)應(yīng)用過程中,主要會借助混合料來加固基礎(chǔ)地基,而混合料的拌和比例則會在實驗室內(nèi)集中完成,隨后結(jié)合現(xiàn)場實驗情況做出調(diào)整,使其可以滿足具體的應(yīng)用需求。同時在材料準備過程中,也需要注意以下幾點內(nèi)容:(1)在水泥材料選擇過程中,應(yīng)選擇水化熱較低的普通硅酸鹽水泥,其用量需要結(jié)合荷載計算數(shù)據(jù)來完成;(2)外加劑的選擇需要結(jié)合當?shù)貧夂驐l件和作業(yè)季節(jié)進行選擇,常用外加劑包括緩凝劑、抗裂劑、膨脹劑等;(3)在碎石的選擇過程中,其粒徑應(yīng)控制在10cm以內(nèi),優(yōu)先選擇卵石作為碎石材料,并且在混合料配比處理過程中,其中砂率需要控制在70%以上,滿足樁結(jié)構(gòu)的長度要求;(4)材料塌落度需要控制在108~210mm,同時需要確保材料流動性,便于后續(xù)泵送工作的順利進行。
為了提升樁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果,在該技術(shù)正式應(yīng)用之前需要先開展實驗樁施工,其數(shù)量不低于三根,在完成試驗樁制作后,會在兩周之后對其進行性能測試,根據(jù)測試結(jié)果來評估配合料使用質(zhì)量的合規(guī)性,確定后續(xù)施工過程中各類參數(shù)。從實際應(yīng)用情況來看,所需要評估的內(nèi)容包括地質(zhì)報告的準確性、土層中是否存在竄孔的情況、材料配合比是否滿足要求、泵送過程中的流量值及壓力是否合規(guī)等,做好相關(guān)資料的整理工作,根據(jù)資料指導后續(xù)工作內(nèi)容,提升后續(xù)工作開展過程的有序性。
在技術(shù)應(yīng)用過程中,所使用到的機械設(shè)備對于作業(yè)現(xiàn)場的適應(yīng)性相對較強,可以滿足不同作業(yè)狀態(tài)的應(yīng)用需求。但是從綜合質(zhì)量進行考量,為了提升CFG 樁的成型質(zhì)量,也需要在成樁前進行場地清理,具體工作內(nèi)容如下:第一,結(jié)合所使用鉆具的總重量和原土層強度參數(shù),需要對場地進行補強處理,補強后的場地基礎(chǔ)強度需要超過50kPa,以確保鉆具工作期間的平衡性。例如,在軟土地基處理過程中,會采用素土換填、注漿補強、壓力排水等措施來提升基礎(chǔ)強度。第二,對于場地標高進行調(diào)整,確保地表的平整性,其坡度需要控制在2°以內(nèi)。做好應(yīng)用前的參數(shù)檢查工作,確保參數(shù)內(nèi)容的合理性。
在工程施工過程中,所需要的CFG樁數(shù)量較多,為確保樁結(jié)構(gòu)整體的應(yīng)用質(zhì)量,需要做好相應(yīng)的測量放樣工作。在具體操作過程中,首先,需要對設(shè)計方案中的內(nèi)容進行梳理,明確測量放樣點的具體數(shù)量和相對位置,在區(qū)域內(nèi)選擇合適的基準點,采用引測的方式來完成測量放樣工作。其次,對于完成放樣測量的樁點,需要利用白灰或者木樁來進行標記,同時做好編號工作,橫向可采用1、2、3...進行標記,而縱向采用①、②、③...來標記,以便于后續(xù)質(zhì)量復核工作的順利進行。最后,做好放樣點檢查工作,做好校核過程的記錄工作,為后續(xù)連續(xù)施工活動的開展奠定基礎(chǔ)。
完成上述工作內(nèi)容后,進入到鉆具安裝作業(yè)階段,在此過程中應(yīng)注意以下幾方面內(nèi)容:第一,根據(jù)相關(guān)要求將鉆具運往施工現(xiàn)場,前期也需要對鉆具進行檢查,確定各項參數(shù)滿足要求后再對其進行運輸。第二,運輸?shù)阶鳂I(yè)區(qū)域后,檢查支墊是否平整,并且鉆桿中心需要和樁位點中心對準,控制好垂直度偏差,使其可以滿足相應(yīng)的作業(yè)需求。第三,后續(xù)施工時所需要的攪拌機和高壓泵需要擺放在場地內(nèi)的合適位置處,對于管線、排氣口等內(nèi)容做好檢查,尤其是排氣口通暢度情況需要對其進行著重檢查,避免排氣不暢,導致樁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)氣泡問題,影響到樁結(jié)構(gòu)的成型質(zhì)量。
在該環(huán)節(jié)的作業(yè)過程中,需注意以下幾點:第一,在啟動鉆機后需要以較慢的鉆進速度鉆進土層,待鉆孔比較穩(wěn)定后可以適當提高鉆進速度,期間需要對鉆機結(jié)構(gòu)上的電流表進行實時監(jiān)測,如果電流數(shù)值出現(xiàn)變化時,表明土層性質(zhì)發(fā)生了較大變化,此時需要調(diào)整鉆進速度或者暫停鉆進更換鉆頭,避免卡鉆、斷鉆的問題出現(xiàn)。第二,在鉆機達到設(shè)計標高位置時,需要對鉆頭上的土樣進行檢驗,判斷其是否達到了目標土層,若沒有達到目標土層,還需要做好荷載計算,根據(jù)計算結(jié)果來調(diào)整鉆進深度,確保承載力的合規(guī)性。
完成鉆孔作業(yè)后,將拌和好的混合料通過泵送的方式注入到鉆孔當中,控制好注入速度和振搗時機,確保成樁過程的連續(xù)性。待CFG 樁完成施工作業(yè)后,需要對復合地基的基坑進行開挖,該過程多采用“機械+人工”的方式來完成,具體的開挖厚度需要結(jié)合現(xiàn)場實驗結(jié)果來確定,從而確保樁結(jié)構(gòu)斷裂位置超過基礎(chǔ)標高,為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。在開挖到指定標高后,需對其進行平整處理,滿足平整要求后在基礎(chǔ)面上鋪設(shè)砂礫墊層,同時采用靜力壓實法來縮小間隙,提升其綜合強度。一般情況下,完成鋪設(shè)后的鋪墊層厚度與虛鋪厚度之比不得大于 0.9,以滿足基礎(chǔ)的鋪墊需求。
完成上述工作后,整體工作進入到成樁質(zhì)量的檢測階段,檢測時間一般會在成樁后2周內(nèi)進行。目前使用較多的檢測方法是檢測樁結(jié)構(gòu)的極限承載力,該方法的安全性相對較高,搭配低應(yīng)變檢測法來檢查樁結(jié)構(gòu)的完整性,得到可靠的檢測結(jié)果。因CFG 樁在使用過程中屬于素混凝土樁,在對其進行機械開槽時容易出現(xiàn)碰裂的情況,雖然其存在了一定裂隙,但是其依舊滿足復合地基的基礎(chǔ)需求。需要注意的是,對于樁質(zhì)量的檢查需要控制好相關(guān)參數(shù),如試驗點數(shù)量需要超過3個,頻率為單樁靜載檢測總樁數(shù)的5‰~1%等,以提高檢測結(jié)果的準確性。
綜上所述,水泥攪拌樁作為工程項目施工期間使用非常廣泛的處理技術(shù),在具體應(yīng)用中能夠得到硬度、強度都符合要求的復合型地基,有利于地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升,避免建筑沿著地基軟土層滑動而形成剪切破壞。在實際工程施工中,技術(shù)人員必須熟練掌握該技術(shù)的施工原理、施工工藝流程和質(zhì)量控制措施等,以提高技術(shù)的最終應(yīng)用效果。