黃增川

（邢臺路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 邢臺 054001）

1 工程概況

某公路工程全長92km，第二標(biāo)段的起訖樁號為K65+000—K79+941，該標(biāo)段按照雙向六車道設(shè)計，由沿線地質(zhì)勘察報告顯示，地基以粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)黏土為主，植被較為發(fā)育。因地基的承載力不足，無法滿足路基施工需要，所以需要采取有效的措施處理軟土地基，提高承載力。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比選后，最終決定選用CFG樁，對該標(biāo)段內(nèi)的軟土地基加以處理。下面重點對CFG樁在該公路軟土地基處理中的應(yīng)用展開分析。

2 公路軟土地基處理中CFG樁的應(yīng)用

2.1 施工測量

公路軟土地基CFG樁處理中，施工測量是較為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與質(zhì)量密切相關(guān)。為此，必須做好施工測量工作，具體要點如下。

2.1.1 明確測量內(nèi)容

測量的主要任務(wù)如下：建立平面與高程控制網(wǎng)，準(zhǔn)確測放出路基的軸線、點位、高程、開挖斷面等并測繪出縱橫斷面，據(jù)此計算工程量，為工程驗收提供資料。

（1）建立導(dǎo)線網(wǎng)的過程中，應(yīng)明確技術(shù)要求，按照設(shè)計單位提交的控制網(wǎng)點，在現(xiàn)場布設(shè)精密導(dǎo)線控制網(wǎng)，確保網(wǎng)點通視條件良好，網(wǎng)點應(yīng)避開容易發(fā)生沉降變形的區(qū)域。可在基坑以外，不受施工作業(yè)影響且比較穩(wěn)固的區(qū)域內(nèi)，布設(shè)平面控制點，數(shù)量不少于3個，主要作用是傳遞坐標(biāo)與方位。

（2）導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)后，對控制網(wǎng)施測，按測量規(guī)范的固定要求操作，平均邊長為350m，導(dǎo)線的總長度為3.0～5.0km，每邊測距中誤差為±6.0mm，測距相對中誤差為1/60 000，點相對點位中誤差為±8.0mm[1]。該標(biāo)段內(nèi)，精密導(dǎo)線平面控制網(wǎng)采用的平差方法為嚴(yán)密平差法，依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，對控制網(wǎng)的精度加以評定，達(dá)到設(shè)計要求后，編制測量技術(shù)報告，以此來作為CFG樁軟土處理的平面控制依據(jù)。

（3）按照設(shè)計單位提供的水準(zhǔn)點，在現(xiàn)場布設(shè)精密水準(zhǔn)網(wǎng)，以此作為測區(qū)的高程控制網(wǎng)。水準(zhǔn)點之間的通視條件良好，布設(shè)位置避開沉降區(qū)域，嚴(yán)格按照測量規(guī)范的要求，對精密水準(zhǔn)網(wǎng)實測，評定其精密度，與現(xiàn)行測量規(guī)范的規(guī)定要求相符時，可編制測量技術(shù)報告，以此作為本工程高程控制的主要依據(jù)。

（4）利用全站儀對基坑精密導(dǎo)線開展控制測量，實測護(hù)樁，全站儀選用帶有雙軸補(bǔ)償功能的產(chǎn)品，以對向觀測的方法，確定導(dǎo)線定向距離，定向邊中誤差控制在±6″以內(nèi)[2]。

（5）利用精密水準(zhǔn)儀并以鋼尺作為輔助工具，將明挖段的地面高程點引測至基坑底部，通過光電測距儀核對，用兩條線路傳遞的高程加以復(fù)核，實現(xiàn)基坑底部貫通。確定高程精密度達(dá)到設(shè)計要求后，便可在基坑底部布設(shè)水準(zhǔn)點，數(shù)量不少于2個，以此作為基坑開挖面的控制依據(jù)，要定期對點位復(fù)測，確保位置準(zhǔn)確。

2.1.2 測量精度保證措施

（1）測量作業(yè)過程中，嚴(yán)格執(zhí)行三級測量制度及相關(guān)的操作規(guī)程，以此來確保測量結(jié)果的精確度和準(zhǔn)確性。

（2）測量作業(yè)正式開始前，由技術(shù)人員以書面的形式開展質(zhì)量交底，明確測量規(guī)范要求，配備精密度高的測量儀器設(shè)備，使用前要做好檢定工作，確認(rèn)合格后方可投入使用，定期校核，使儀器設(shè)備保持良好的工作狀態(tài)。加大測量儀器的使用管理力度，安排專人負(fù)責(zé)保管和維護(hù)。

（3）施測人員要與施工人員密切配合，并積極配合測量監(jiān)理的各項工作。關(guān)鍵工序測量時，可以請監(jiān)理工程師旁站，以此來確保測量質(zhì)量，

2.2 制定施工方案

CFG樁采用長螺旋鉆孔、泵壓灌注成樁的方法施工。為加快施工進(jìn)度，按照樁的數(shù)量，共安排12臺樁基同時作業(yè)。使用A、B料對工作墊層加以填筑，以此來確保樁基作業(yè)的安全性。CFG樁正式施工前，選取具有代表性的地段試樁，數(shù)量不少于2根，據(jù)此驗證成樁工藝的可行性，確認(rèn)工藝適宜后，對相關(guān)的工藝參數(shù)加以確定，包括混合料配合比、坍落度、攪拌時間、拔管速度、施打順序、鄰樁施工的間隔時間等。當(dāng)工藝試樁完畢后，經(jīng)現(xiàn)場檢驗，與設(shè)計和質(zhì)量要求相符，便可按照該工藝及調(diào)整后的參數(shù)大規(guī)模施工。CFG成樁后，在混合料初凝時，采用人工的方式，將樁頂位置處松散的部分清除干凈，并在所有樁全部施工完畢后，將樁頂鑿至設(shè)計標(biāo)高。

2.3 施工技術(shù)要點

2.3.1 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)入場前，需要先平整場地，達(dá)到鉆孔施工要求后，鉆機(jī)進(jìn)場就位，調(diào)至水平狀態(tài)后，對鉆機(jī)加以固定，避免鉆進(jìn)過程中移位，影響成孔質(zhì)量。待鉆機(jī)就位后，由專人負(fù)責(zé)檢查，將鉆頭的錐尖與樁位的中心點對準(zhǔn)，鉆機(jī)的操作人員利用機(jī)架上的鉛錘，對鉆機(jī)的垂直度加以調(diào)整，確保垂直度偏差不超過1%[3]。若是鉆機(jī)偏斜，則會導(dǎo)致樁孔的垂直度超限，對成樁質(zhì)量造成影響。所以控制垂直度是鉆機(jī)就位環(huán)節(jié)中的重要工作。

2.3.2 制備混合料

（1）根據(jù)設(shè)計要求，本工程中CFG樁的樁身采用強(qiáng)度等級為C15的混凝土，水泥選用42.5#普硅水泥，保證水泥的質(zhì)量和性能與CFG樁的設(shè)計要求相符，并且要滿足現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。進(jìn)場后、使用前應(yīng)做相應(yīng)的檢驗，確認(rèn)合格后，方可用于混合料拌制。

（2）粉煤灰歸屬于原煤的范疇，其粒度大小與級配，會對質(zhì)量造成一定的影響。因球形顆粒會使粉煤灰的活性受到影響，此類顆粒的占比越大，需水量越小，活性也就越高。通常情況下，越細(xì)的粉煤灰中，球形顆粒越多，這樣的粉煤灰可以最大限度發(fā)揮自身的活性，提高CFG樁的整體性能。所以在選用粉煤灰時，要以細(xì)料作為首選。

（3）砂和碎石作為CFG樁的骨料，除了要有良好的級配外，砂的含水率和含泥量不得超標(biāo)，碎石應(yīng)質(zhì)地堅硬，以砂礫石或是卵石為首選。

（4）混合料的坍落度控制在160～200mm，在實驗室內(nèi)配制，確保與施工要求相符。攪拌站對混凝土生產(chǎn)時，要準(zhǔn)確計量，以此來確保混合料的性能達(dá)標(biāo)。上料時，先投入碎石，然后依次加入水泥、粉煤灰、泵送劑，最后加入砂，每一盤混合料的攪拌時間應(yīng)不少于60s。

（5）拌制好的混合料使用罐車從最近的路線運(yùn)往現(xiàn)場?；旌狭系綀龊?，在使用前要檢查坍落度，看是否在160～200mm。按照規(guī)定要求，制作混凝土試件，每個臺班至少制作一組，并在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件對試塊養(yǎng)護(hù)。拌和站必須依據(jù)實驗室給出的配合比生產(chǎn)混合料，任何人員不得以隨意更改，要保證現(xiàn)場計量的準(zhǔn)確性，避免用料過多或是過少，影響混合料的質(zhì)量。

2.3.3 鉆進(jìn)沉孔

（1）所有準(zhǔn)備工作全部完成后，便可在確定的點位上鉆設(shè)樁孔，鉆進(jìn)的過程中，要將鉆頭閥門關(guān)閉，向下移動鉆桿，使鉆頭與地面接觸，此時起送鉆機(jī)，遵循先慢后快的原則，此舉除了能夠減少鉆桿搖晃外，還能檢查鉆孔的偏差情況，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。鉆進(jìn)時，遇到鉆桿搖晃或難以進(jìn)尺的情況，要放慢鉆速，避免樁孔偏斜，甚至造成鉆桿損壞。

（2）鉆至設(shè)計標(biāo)高后，可在鉆機(jī)塔身上做好標(biāo)記，以此為依據(jù)，對鉆孔深度加以控制，鉆進(jìn)達(dá)到標(biāo)記后，應(yīng)在充分考慮作業(yè)面標(biāo)高差異的基礎(chǔ)上，做適當(dāng)增減，確?？咨钆c設(shè)計要求相符，為成樁質(zhì)量提供保障。

2.3.4 壓灌成樁

（1）當(dāng)鉆機(jī)鉆至設(shè)計標(biāo)高后，混凝土泵車便可對混合料進(jìn)行輸送，混合料充滿鉆桿中孔后，可向上提升鉆桿并灌注混合料。操作時，邊泵送混合料，邊拔管，不得先提管后泵料。

（2）安排專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場指揮，做好鉆機(jī)操作人員與混合料泵送人員的協(xié)調(diào)，確保泵送混合料與鉆桿提升默契配合，為成樁質(zhì)量提供保障。通常情況下，可將鉆機(jī)的提升速度控制在3.0m/min，遇到含水砂層段時，鉆桿的提升速度可以適當(dāng)放緩，避免流砂引起塌孔或斷樁的情況[4]。

（3）提升鉆桿的速度應(yīng)與泵送混合料的速度保持協(xié)調(diào)，使鉆桿內(nèi)的混合料表面始終高于鉆桿底部的出料口。當(dāng)樁頂與作業(yè)面平齊后，單樁灌注完畢，此時可以用濕度適宜的黏土封頂，保護(hù)樁頂防止受損。黏土的厚度控制50cm左右為宜，這樣基本可以滿足防凍要求。

（4）CFG樁成樁后，要對質(zhì)量現(xiàn)場檢驗，其中樁位縱橫向的允許偏差為50mm，可使用經(jīng)緯儀檢測；樁體的垂直度允許偏差為1%，檢測方法為吊線測鉆桿的傾斜度；樁身直徑應(yīng)不小于設(shè)計值，可以用鋼尺丈量的方法檢測[5]。

2.3.5 鉆機(jī)移位

單樁完成后，應(yīng)及時將鉆機(jī)移至下個樁位處施工。CFG樁鉆孔的過程中，會產(chǎn)生大量的土體，致使相鄰的樁位會被土體覆蓋。同時，鉆機(jī)就位后，為確保平穩(wěn)，需要支撐，有時支撐腳會將標(biāo)定的樁位壓住，導(dǎo)致樁位移動。所以，移動鉆機(jī)施工下一根CFG樁時，要依據(jù)灰樁，復(fù)核樁位，以此來確保樁位準(zhǔn)確。

2.3.6后續(xù)處理

單樁施工完畢后，要做好相應(yīng)的處理工作，具體包括樁間土清除、破樁頭以及地基檢測等。

（1）清除樁間土的過程中，可以采用人工配合小型機(jī)械設(shè)備作業(yè)的方法，清理樁間土體時，樁周圍要有20cm的保護(hù)層。

（2）當(dāng)樁間土清理完畢后，可以使用混凝土切割機(jī)，沿著設(shè)計樁頂，環(huán)向切割一條深度為50cm左右的縫，隨后用楔子將樁頭從縫隙處截掉。

（3）待CFG樁達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，先將樁頂打磨平整，按照規(guī)范要求，檢測地基的承載力和樁身的完整性，看質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。

2.4 質(zhì)量通病防治

在CFG樁施工過程中，受一些因素的影響，常出現(xiàn)各種質(zhì)量通病，較具代表性的有堵管、竄孔等。

2.4.1 堵管的防治

在CFG樁施工過程中，堵管是最為常見的問題，一旦管路發(fā)生堵塞，不但會對施工效率造成影響，而且還會導(dǎo)致施工人員的勞動強(qiáng)度增大，材料也會浪費。若是故障不能在短時間內(nèi)順利排除，則可能引起攪拌好的混合料失水或硬結(jié)，再次堵管的概率隨之增大，對CFG樁正常施工造成不利影響。

（1）在引起堵管的各種原因中，混合料的配合比不當(dāng)是主要原因，當(dāng)制備混合料的過程中，粉煤灰的摻入量不足時，會使和易性受到影響，由此便可能造成管路堵塞。針對這一情況，可從混合料的配合比方面著手，確保粉煤灰的用量達(dá)標(biāo)，以60～80kg/m3左右為宜[6]。

（2）CFG樁的樁身為圓柱體，施工時，混合料借助水泥砂漿層的潤滑，與管壁分離后，經(jīng)管路進(jìn)入樁孔。當(dāng)混合料拌制過程中坍落度過大時，在泵送壓力的作用下，混合料會出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，進(jìn)而引起離析。由于摩擦力較大，從而會造成堵管?；旌狭系奶涠热羰沁^小，則會導(dǎo)致流動變差，也容易引起堵管。所以在制備混合料的過程中，要對坍落度嚴(yán)格控制，以160～200mm為宜，如有必要可以加入泵送劑，以此來避免堵管問題的發(fā)生。

（3）CFG施工中，設(shè)備缺陷容易造成堵管，如鉆頭密封不嚴(yán)，承壓水會帶著細(xì)砂從縫隙進(jìn)入芯管內(nèi)部，進(jìn)而引起砂塞，隨著混合料的泵入，砂塞便會將鉆頭的閥門堵住[7]。所以施工后要對輸送管全面沖洗，避免混合料結(jié)塊造成堵管。彎頭的曲率半徑過大或過小，也會引起堵管現(xiàn)象。故此要合理選擇彎頭的曲率半徑，降低堵管的概率。當(dāng)管路的接頭部位綁扎不牢靠或墊圈損壞時，水泥砂漿便會大量流失，導(dǎo)致堵管。對此，在施工要隨時觀察設(shè)備的使用情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

2.4.2 竄孔的防治

CFG作為工程樁，其主要作用是加固軟弱土體，提高承載力，滿足路基施工需要。若是軟土中存在粉細(xì)砂或是飽和粉土，則鉆桿鉆進(jìn)時，葉片會擾動土體，當(dāng)土體出現(xiàn)液化現(xiàn)象后，便會引起竄孔。為避免這一問題的發(fā)生，在CFG樁施工中，可以采取如下防治措施：

（1）針對可能會發(fā)生竄孔的軟土地基，在CFG樁施工時，可以采取加大樁間距的方法，這樣能夠減少對已打樁的擾動，從而降低竄孔的發(fā)生概率。

（2）根據(jù)土層的實際情況，合理選取鉆具并適當(dāng)提升鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度。同時減少竄孔區(qū)域內(nèi)的打樁數(shù)量，如有必要則可采用隔排跳打的方法施工。需要注意的是，施工中要將孔內(nèi)排出的棄土及時清理干凈，以免對鉆孔施工進(jìn)度造成影響。

（3）竄孔問題發(fā)生后，要采取有效的處理措施，具體如下：提升灌注混合料時出現(xiàn)竄孔，應(yīng)立即停止提鉆，對混合料連續(xù)泵送，直至竄孔樁的液面上升到原來的位置[8]。

3 結(jié)語

公路軟土地基處理中應(yīng)用CFG樁時，應(yīng)了解并掌握相關(guān)的施工技術(shù)要點，并針對容易出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，采取有效的防治措施，使CFG樁的整體質(zhì)量得到保障，最大限度發(fā)揮其作用，達(dá)到軟土地基加固處理的效果。