簡述軟基處理中CFG樁的應(yīng)用

鄭壯炎

（汕頭市達(dá)濠市政建設(shè)有限公司，廣東 汕頭 515041）

1 工程概況

二廣高速湖南省永州至藍(lán)山段K130+315涵洞，為3-4*5m石砌拱涵，涵長129.7m，寬度33.5m。原設(shè)計(jì)漿砌片石換填，換填深度4m，片石18116.8m3，基底承載力要求不小于520KPa。此涵洞位于山區(qū)溪流型溝谷，為常年性河流，地下水豐富。現(xiàn)場地質(zhì)勘測資料顯示，主要為第四系沖、洪積砂、礫石、卵石層，深度為4～6m，底部為基巖，在3～4處有粘土夾層。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)卵石層、沙礫層是達(dá)不到520KPa的承載力。最后進(jìn)行基礎(chǔ)變更，取消4m的漿砌片石換填，改為CFG樁處理，總樁數(shù)1947根。設(shè)計(jì)CFG樁樁身強(qiáng)度C15，樁長約5m，樁直徑0.5m，樁間距1.5m，梅花形布置。褥墊層采用砂礫，厚度50cm。

2 CFG樁試樁施工

施工現(xiàn)場首先做好“三通一平”，當(dāng)?shù)乇硗翉?qiáng)度較低時(shí)，要先鋪設(shè)適當(dāng)厚度的砂墊層，以利于重型機(jī)械通行。

施工放樣，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙布置樁位，做好標(biāo)志。

選擇合適的施工機(jī)械和施工方法，確定CFG樁復(fù)合地基成樁工藝參數(shù)，即沉管速率、單樁投料量、拔管速率。

連續(xù)施打?qū)渡碣|(zhì)量的影響：試樁外徑φ0.5cm，樁距為1.5m。連續(xù)施打過程中，施打相鄰的試樁時(shí)，發(fā)現(xiàn)剛打完的試樁樁身混合料出現(xiàn)上涌現(xiàn)象，而采取跳打措施的試樁未出現(xiàn)此情況。樁身開挖檢查發(fā)現(xiàn)，連續(xù)施打的CFG樁樁身被擠扁，樁徑較??；而跳打的CFG樁樁徑較規(guī)則，沒有被擠扁的現(xiàn)象，直徑約為φ45cm，質(zhì)量較好?？梢姴扇√虼胧┓侥鼙ＷC工程質(zhì)量。

樁身混合料坍落度及拔管對樁身質(zhì)量的影響;在現(xiàn)場進(jìn)行了坍落度為8～10cm和坍落度為2～4cm的混合料沉管制樁試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)坍落度為8～10cm的混合料沉管制樁完畢后，樁頂浮漿較厚，厚度達(dá)0.8m左右。坍落度為2～4cm的混合料沉管制樁完畢后，樁頂浮漿較少，厚度達(dá)0.1m左右。坍落度大，漿液較多較稀，由于拔管的振動作用使密實(shí)，充填滿空隙后多余的浮漿被振至樁頂，因而影響樁身質(zhì)量。坍落度小，漿液較稠較少，正好填充碎石、石屑級配的空隙，因而樁頂浮漿較少，對樁身質(zhì)量有利。另外由配比試驗(yàn)得知，坍落度小，需水量少、水灰比小、強(qiáng)度高。

另外，從現(xiàn)場所進(jìn)行的拔管速率試驗(yàn)看，拔管速率在1.2～1.5m/min比較適宜。

3 施工工藝

3.1 CFG樁材料及配合比：CFG樁主要材料有水泥、粉煤灰、砂、碎石，混合料強(qiáng)度等級為C15，其施工配合比為水泥:砂：碎石：粉煤灰=300:750:1200:40（重量比）。

容重為2440Kg/m3。水泥為P32.5級，粉煤灰是電廠生產(chǎn)的合格品。

3.2 施工工藝流程，如圖

3.3 CFG樁振動沉管法施工與控制關(guān)鍵

樁基就位，保證其水平、穩(wěn)固；調(diào)整套管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于設(shè)計(jì)允許值；在套管上標(biāo)志出打設(shè)深度，確保加固深度滿足設(shè)計(jì)要求。

啟動電動機(jī)，開始沉管，注意保持樁機(jī)的穩(wěn)定，避免傾斜和錯(cuò)位。沉管過程中須作好記錄。激振電流每沉1m記錄一次，直至沉管到底部基巖。

混合料采用廠拌，混凝土輸送車運(yùn)輸。

混合料攪拌質(zhì)量：混合料坍落度過大，樁頂浮漿過多，樁體強(qiáng)度會降低，一般樁頂浮漿控制在10cm左右，坍落度控制在3～5cm，成樁質(zhì)量容易保證。

沉管至基巖后停機(jī)，立即向管內(nèi)投料，直到混合料與進(jìn)料口齊平。當(dāng)混合料加至鋼管投料口平齊后，開動電動機(jī)，沉管原地留振10s左右，然后根據(jù)試樁確定拔管速度1.2～1.5m/min邊振動邊拔管，拔管速度按均勻線控制，如遇淤泥土或淤泥質(zhì)土，拔管速率可適當(dāng)放慢。保持混凝土灌注的連續(xù)性，嚴(yán)格控制提速，嚴(yán)禁提鉆過快，使孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，導(dǎo)致孔壁坍塌掉快而造成樁身夾泥或縮頸現(xiàn)象。樁管拔出地面，確定成樁復(fù)合設(shè)計(jì)要求后用粒狀材料或濕粘土封頂，然后移機(jī)繼續(xù)下一根樁施工。

拔管速率：控制沉管提拔速度和保證連續(xù)提拔，提拔速度太快，可能導(dǎo)致縮頸或斷樁；速度太慢，使樁端樁體水泥含量較少，樁頂浮漿過多，混合料容易產(chǎn)生離析，造成樁身強(qiáng)度不均勻。拔管過程中也不得反插，若采用反插辦法，由于樁管垂直度很難保證，反插容易使土與樁體材料混合，導(dǎo)致樁身摻土等缺陷。

施工順序：CFG樁施打順序有兩種，一種是連續(xù)施打，二是隔樁跳打。連續(xù)施打可能給樁造成的缺陷是樁被擠扁或縮頸，而隔樁跳打?qū)ο却驑兜臉稄捷^少發(fā)生縮小或縮頸現(xiàn)象，施工時(shí)不宜從四周轉(zhuǎn)圈向內(nèi)推進(jìn)，這樣限制了樁間土向外的側(cè)向變形，造成大面積土體隆起，斷樁可能性增大。宜采用從中心向外推進(jìn)或從一邊向另一邊推進(jìn)的方案。

施打新樁時(shí)與已打樁間隔時(shí)間不應(yīng)少于七天。

3.4 CFG樁檢測

CFG樁施工過程中，每臺班制作檢查時(shí)間，進(jìn)行28天標(biāo)準(zhǔn)立方體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測，強(qiáng)度值不應(yīng)小于15MPa。

CFG樁成樁10天后，開始清除樁間土，采用小型挖掘機(jī)配合手推車清理樁間土。為保證樁的完整性，成樁28天后采用機(jī)械配合人工清除保護(hù)土層，然后進(jìn)行樁頭處理：首先確定樁頂標(biāo)高，然后采用風(fēng)鎬鑿除，人工修平。

CFG樁施工的各項(xiàng)允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量及檢驗(yàn)方法如表規(guī)定：

本工點(diǎn)CFG樁檢測委托第三方檢測，根據(jù)規(guī)范要求采用小應(yīng)變和靜載試驗(yàn)，檢驗(yàn)頻率：小應(yīng)變按10%比例檢測195根；靜載按0.1%比例檢測2根。

從隨機(jī)抽查的195根進(jìn)行小應(yīng)變檢測結(jié)果：Ⅰ類樁186根，Ⅱ類樁9根，Ⅰ類樁比率95.4%，樁身質(zhì)量完整，不存在影響正常使用的Ⅲ類樁。

從隨機(jī)抽查的2根進(jìn)行靜載檢測結(jié)果：CFG樁在使用荷載作用下沉降量均在5mm以內(nèi)，承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語

該工程CFG樁樁數(shù)1947根，從2009年5月10日開始施工，到6月25日結(jié)束，歷時(shí)47天，綜合節(jié)約投資320萬元，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。和鋼筋混凝土樁基相比，由于CFG樁樁體材料可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰，不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，工程造價(jià)一般為樁基的1/3～1/4，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益非常顯著，并且具有施工速度快，工期短、質(zhì)量較易控制等特點(diǎn)。

[1]JGJ79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范

[2]JGJ94-94，建筑樁基技術(shù)規(guī)范

[3]GB50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范

[4]閆明禮，張東剛.CFG樁復(fù)合地基技術(shù)及工程實(shí)踐（第2版）[M].北京：中國水利水電出版社.