徐朝龍 （安徽省水利水電勘測設(shè)計研究總院有限公司，安徽 合肥 230088）

0 前言

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，它是水泥、粉煤灰、碎石、石屑等混合料加水拌和在土中灌注形成豎向增強(qiáng)體的復(fù)合地基，適用于處理黏性土、粉土、砂土和自重固結(jié)已完成的素填土，與樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。CFG樁屬高粘性強(qiáng)度樁，可全樁長發(fā)揮側(cè)阻，樁端落在較好的土層時，可以很好地發(fā)揮端阻，褥墊層對樁土荷載分擔(dān)比的調(diào)整作用，可以有效地提高地基承載力，減少地基變形。施工工藝主要有四種：①長螺旋鉆孔灌注成樁；②長螺旋鉆中心壓灌成樁；③振動沉管灌注成樁；④泥漿護(hù)壁灌注成孔灌注成樁。長螺旋鉆中心壓灌成樁、干成孔和振動沉管灌注成樁直徑宜為350mm～600mm，泥漿護(hù)壁灌注成孔灌注成樁直徑宜為600mm～800mm，樁間距應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)形式、設(shè)計要求的復(fù)合地基承載力和變形、土性及施工工藝綜合確定。沙澧連通工程位于漯河市西郊，包括新河道工程、丹江路新澧河橋、新澧河節(jié)制閘三部分。其中新澧河節(jié)制閘位于新開挖河道樁號L0+800處，采用開敞式水閘，閘軸線與新開挖河道軸線正交，閘室長20m，共7孔，單孔凈寬10m，設(shè)計流量1900m3/s，采用平板鋼閘門，為Ⅱ等工程，規(guī)模為大（2）型。閘基位于②層中粉質(zhì)壤土、②-2層輕粉質(zhì)壤土和②-3細(xì)砂層上，經(jīng)設(shè)計復(fù)核天然地基不能滿足上部荷載要求，需對地基進(jìn)行加固處理，以滿足地基承載力和抗滑穩(wěn)定要求，根據(jù)地質(zhì)條件及經(jīng)濟(jì)適用性原則，設(shè)計采用水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）加固處理，處理范圍為閘室段、上下游擋墻段、消力池?fù)鯄Χ?，下面就CFG樁施工工藝做詳細(xì)闡述。

1 設(shè)計參數(shù)

單樁直徑為500mm，樁體強(qiáng)度不小于13.4N/mm2，樁頂和基礎(chǔ)之間設(shè)厚200mm的10%水泥土墊層；上游擋墻段樁長14m，沿垂直水流方向間距為1.8m，沿順?biāo)鞣较蜷g距為1.8m，復(fù)合地基承載力不低于190kPa；閘室段樁長12m，沿垂直水流方向間距為2.5m，沿水流方向間距為2m，復(fù)合地基承載力不低于150kPa。消力池?fù)鯄Χ螛堕L12m，沿垂直水流方向間距為1.7m，沿順?biāo)鞣较蜷g距為2m，復(fù)合地基承載力不低于180kPa；下游擋墻段樁長14m，沿垂直水流方向間距為1.5m，沿順?biāo)鞣较蜷g距為1.8m，復(fù)合地基承載力不低于200kPa。

2 施工工藝選擇及流程

根據(jù)工程地質(zhì)條件及施工場地環(huán)境條件，本工程CFG樁選用長螺旋鉆中心壓灌施工工藝。工藝流程如下。

3 CFG樁基施工

3.1 施工準(zhǔn)備

施工前按照設(shè)計及規(guī)范要求進(jìn)行配合比試驗，首先對混合料的原材料（水泥、砂子、石子、粉煤灰和外加劑）進(jìn)行檢驗，水泥采用P·O42.5級，砂子采用中粗砂，石子采用二級配（5mm～20mm，20 mm～40mm），粉煤灰采用Ⅱ級，混合料施工坍落度為160mm～200mm。

3.2 試驗樁

工程樁施工前，按照設(shè)計要求，在復(fù)合地基承載力特征值不同的部位各選取3根樁作為試驗樁，獲取不同地質(zhì)部位各項施工參數(shù)（鉆進(jìn)速度、提鉆速度），驗證設(shè)計配合比的可操作性，驗證復(fù)合地基的實(shí)際承載力。

3.3 工程樁施工

3.3.1 場地平整、定位放線

施工平臺高程控制在樁頂高程以上0.5m，平臺寬超出邊樁1/2樁機(jī)寬度，將施工平臺進(jìn)行整平，適當(dāng)碾壓，即進(jìn)行樁位測量放樣，并打入定位木樁。

3.3.2 樁機(jī)就位、對中

樁位定好后，移動CFG樁機(jī)到達(dá)指定樁位，用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心。開鉆前量好鉆具長度，并在機(jī)架上畫上明顯的進(jìn)尺深度標(biāo)志，保證成孔深度和有效樁長。

樁機(jī)就位必須鋪墊平穩(wěn)，確保在施工中不發(fā)生傾斜、移動，鉆桿垂直穩(wěn)定牢固，鉆頭對準(zhǔn)樁位。

3.3.3 鉆進(jìn)成孔

鉆孔開始時，必須確認(rèn)樁位編號、孔口標(biāo)高、孔深，準(zhǔn)確無誤后，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動馬達(dá)鉆進(jìn)，一般先慢后快，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或卡鉆時，應(yīng)放慢進(jìn)尺，以事先在機(jī)架上畫的進(jìn)尺深度標(biāo)志，作為施工時控制樁長的依據(jù)。

鉆進(jìn)過程中，鉆機(jī)平臺應(yīng)保持平衡，未達(dá)到設(shè)計標(biāo)高不得反轉(zhuǎn)或提升鉆桿，如因特殊情況要提升鉆桿或反轉(zhuǎn)，應(yīng)將鉆桿提升至表面，對鉆頭活門重新沖洗、疏通、閉合。

開始鉆進(jìn)或穿過軟硬地層交界處時，應(yīng)保證鉆桿垂直，緩慢進(jìn)入；鉆進(jìn)過程中，操作人員要密切注意鉆進(jìn)情況，如遇卡鉆、鉆桿劇烈抖動、鉆機(jī)偏斜等異常情況，應(yīng)立即停鉆，查明原因，采取相應(yīng)措施后，方可繼續(xù)作業(yè)。鉆進(jìn)至設(shè)計標(biāo)高后方可停鉆。

3.3.4 泵料、提鉆、成樁

CFG樁成孔到設(shè)計標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，壓灌之前幾分鐘，應(yīng)開動混凝土輸送泵，提前將攪拌好的混合料充滿輸送泵的料斗，壓灌時泵斗內(nèi)要有一定的混凝土容量，混合料容量要高出料斗底面400mm以上，以防吸進(jìn)空氣。開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料，且泵送至孔底并加壓后開始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料，成樁的提拔速度宜控制在每分鐘2m～3m，且應(yīng)保持混合料泵送量與拔管速度相匹配，實(shí)際灌注標(biāo)高宜比設(shè)計樁頂高0.5m，灌注成樁完成后，用編織袋蓋好樁頭，進(jìn)行保護(hù)，鉆頭提升到孔口時，應(yīng)防止樁周土掉入孔內(nèi)；按照施工次序，將樁機(jī)移至下一樁位施工。

3.3.5 清理樁間土及鑿樁頭

當(dāng)樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%時，可進(jìn)行樁間土方的清除，土方清除采用小型機(jī)具配合人工挖除。清理完畢后，在樁身測設(shè)樁頂設(shè)計標(biāo)高并標(biāo)識，采用專用切割機(jī)具配合人工截除樁頭，不得造成樁頂標(biāo)高以下樁身斷裂或樁間土擾動。

3.3.6 施工質(zhì)量控制及標(biāo)準(zhǔn)

①施工前編制詳細(xì)的施工方案，并履行審核審批手續(xù)，且進(jìn)行技術(shù)交底；

②選用機(jī)械性能良好的施工設(shè)備，配備專業(yè)的施工隊伍；

③嚴(yán)格把關(guān)進(jìn)場原材料質(zhì)量，并按規(guī)范規(guī)定取樣檢驗；

④嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，把好各道施工工序質(zhì)量關(guān)；

⑤冬期施工時，混凝土泵及輸送管路應(yīng)采用覆蓋保溫材料等保溫措施，混凝土入孔溫度不低于5℃，施工期溫度高于30℃時，應(yīng)采取覆蓋隔熱措施；

⑥混凝土壓灌充盈系數(shù)應(yīng)大于1.0；

⑦成樁過程中，混合料每灌注臺班應(yīng)制作一組標(biāo)準(zhǔn)試塊，測定其抗壓強(qiáng)度；

⑧成樁直徑不小于設(shè)計值；

⑨垂直度偏差≤1%，樁位偏差≤0.25D。

3.3.7 樁身檢測

CFG樁基檢驗應(yīng)在樁身強(qiáng)度滿足試驗荷載條件時，并宜在施工結(jié)束28d后進(jìn)行，應(yīng)抽取不少于總樁數(shù)10%的樁進(jìn)行低應(yīng)變動力試驗，檢測樁身的完整性，并按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2012）要求進(jìn)行復(fù)合地基承載力試驗。

3.3.8 褥墊層施工

本工程褥墊層采用200mm厚10%水泥土墊層，水泥土采用水泥土加碎石，土類為壤土；碎石采用級配碎石，粒徑不大于20mm，碎石占總質(zhì)量的30%～35%；水泥占總質(zhì)量的10%，強(qiáng)度等級為42.5級。壓實(shí)度不小于0.98，水泥土采用廠拌法，自卸車運(yùn)至現(xiàn)場，挖掘機(jī)配合人工整平，采用光輪壓路機(jī)靜力壓實(shí)，由于層厚較薄，采用一次性攤鋪、整平、碾壓。

4 結(jié)語

CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）復(fù)合地基在沙澧連通工程中得到了成功的應(yīng)用，經(jīng)承載力檢測，各部位加固復(fù)合地基承載力均能達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，加固效果明顯；和其他樁基加固處理技術(shù)相比，噪音低，無水泥漿、泥漿污染，環(huán)境效益顯著；施工過程中不會產(chǎn)生劇烈振動，對臨近施工幾乎不影響；施工時需人工配合較少，施工速度快，減少了人工、機(jī)械的消耗量，經(jīng)濟(jì)效益明顯；同時為本工程積極采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新型設(shè)備的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了條件。