CFG樁在市政道路工程軟基處理中的質(zhì)量控制和應(yīng)用

鄧華興

摘要：CFG樁復(fù)合地基具有高承載力特性，通過設(shè)置褥墊層充分發(fā)揮了樁間土的承載能力，該種地基加固處理方法具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：CFG樁；質(zhì)量控制；復(fù)合地基

一、GFG樁原理介紹

CFG樁復(fù)合地基是在碎石樁加固地基處理法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基處理技術(shù)。CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石和細(xì)砂加水?dāng)嚢栊纬傻恼辰Y(jié)強(qiáng)度較高的樁體，和樁間土及褥墊層一起形成的復(fù)合地基。與碎石樁相比，CFG樁改善了樁體的剛性，不僅能很好地發(fā)揮全樁的側(cè)阻作用，同時(shí)也能發(fā)揮其端阻作用，因此得以在提高市政道路復(fù)合地基承載力方面被廣泛應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。本文主要是淺析市政道路工程軟基處理CFG樁的特點(diǎn)、質(zhì)量控制及應(yīng)用。

二、工程概況

泉州市晉江某市政道路工程，城市二級(jí)次干道，雙向四車道，設(shè)計(jì)行車速度40km/h，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)軸載BZZ-100KN，長853.7m，寬50m，總造價(jià)3400萬元。位于晉江市陳埭鎮(zhèn)，現(xiàn)場地勢平坦，局部起伏變化，屬海積平原地貌，場地范圍內(nèi)土質(zhì)情況為：①雜填土厚度1.2-2.4米，成分主要為粘性土；②淤泥深灰色、流塑狀、飽和、有機(jī)質(zhì)含量為0.75～2.6%，局部變相為淤泥質(zhì)土，干強(qiáng)度高，厚度9.5～23.2米；③中砂局部變相為砂礫，厚度1.8～4.1米；④卵石松散、中密，厚度4.6～7.2米；⑤強(qiáng)風(fēng)化花崗巖屬極軟巖，厚度5.2～7.2米。CFG樁直徑500mm，樁間距2.0*2.0m，砼強(qiáng)度C20，樁長按12米控制，共8493根，總樁長101916m，樁頂設(shè)置800*800mm鋼筋混凝土樁帽，及60CM級(jí)配碎石褥墊層，兩層雙向土工格柵。

三、施工工藝及質(zhì)量控制措施

1）工藝流程

鉆機(jī)就位一成孔一鉆桿內(nèi)灌注混凝土一提升鉆桿一灌注混凝土一邊提鉆邊灌注混凝土一成樁一鉆機(jī)移位。

2）CFG樁復(fù)合地基施工中常見的質(zhì)量問題主要有縮徑、斷樁、混合料離析等。其中縮徑和離析對(duì)承載力危害明顯，不但起不到提高地基承載力的作用，有些情況下甚至造成結(jié)構(gòu)的脆性破壞；斷樁對(duì)地基承載力的影響有多大目前仍有較大爭論，不同的斷面形式影響不同，在不考慮斷面對(duì)水平力影響的情況下，對(duì)豎向承載力的影響較大。主要質(zhì)量控制措施如下：

2.1 正式大面積施工前，應(yīng)先選擇在有代表性的地段做試驗(yàn)樁，試樁數(shù)量不少于3根。為檢驗(yàn)CFG樁施工工藝、機(jī)械性能及質(zhì)量控制，核對(duì)地質(zhì)資料，須在豎向全長鉆取芯樣，檢查樁體混凝土密實(shí)度、強(qiáng)度和樁身垂直度。并根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題，及時(shí)改進(jìn)施工工藝。

2.2 根據(jù)地質(zhì)條件合理選用機(jī)械設(shè)備。對(duì)于密實(shí)度較高的土，宜先采用螺旋鉆預(yù)引孔，后用振動(dòng)沉管樁成樁。這樣組合設(shè)備可避免已完樁體被振動(dòng)破壞或擾動(dòng)樁間土導(dǎo)致樁間土的結(jié)構(gòu)破壞，從而降低復(fù)合地基的強(qiáng)度。

2.3 采用合理的施工順序。在飽和軟土中成樁，樁機(jī)的振動(dòng)力較小，但當(dāng)采用連打作業(yè)時(shí)，由于飽和軟土的特性，新打樁將擠壓已打樁，形成橢圓或不規(guī)則形態(tài)，產(chǎn)生嚴(yán)重的縮頸或斷樁。此時(shí)，應(yīng)采用隔樁跳打施工方案，即每隔一根施工一根，另一根樁必須在上次施工的樁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后方可施工。而在飽和的松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先打樁施工完后，土體密度會(huì)有顯著增加。而且，打的樁越多，土的密度越大。在補(bǔ)打新樁時(shí)，一是加大了沉管難度，二是非常容易造成已打樁斷樁，此時(shí)，隔樁跳打亦不宜采用。當(dāng)滿堂布樁時(shí)，不宜從四周轉(zhuǎn)向內(nèi)推進(jìn)施工，宜從中心向外推進(jìn)施工，或從一邊向另一邊推進(jìn)施工。但僅憑打樁順序的改變并不能完全避免新打樁的振動(dòng)對(duì)已結(jié)硬的已打樁產(chǎn)生影響。此時(shí)，應(yīng)采用螺旋鉆引孔的方案，避免新打樁的振動(dòng)造成已打樁的斷樁。

2.4嚴(yán)格控制拔管速率。拔管速率太快可能導(dǎo)致樁徑偏小或縮頸斷樁，而拔管速率過慢又會(huì)造成水泥漿分布不勻，樁頂浮漿過多，樁身強(qiáng)度不足和形成混和料離析現(xiàn)象，導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不足。故施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制拔管速率。正常的拔管速率應(yīng)控制存1.2米～1.4米/分鐘。

2.5控制好混合料的坍溶度。大量工程實(shí)踐表明，混合料坍落度過大，會(huì)形成樁頂浮漿過多，樁體強(qiáng)度也會(huì)降低。坍落度控制在30～50mm，和易性好，當(dāng)拔管速率為1.2米～1.4米/分時(shí)，一般樁頂浮漿可控制在10cm左右，成樁質(zhì)量容易控制。

2.6設(shè)置保護(hù)樁長。使樁在加料時(shí)，比設(shè)計(jì)樁長多加0.5米，將沉管拔出后，用插入式振搗棒對(duì)樁頂混合料加振3～5秒，提高樁頂混合料密實(shí)度。上部用土封頂，增大混合料表面的高度即增加了自重壓力，可提高混合料抵抗周圍土擠壓的能力，避免新打樁施工振動(dòng)導(dǎo)致已打樁受振動(dòng)擠壓，混合料上涌使樁徑縮小。

2.7拔管過程避免反插。在拔管過程中若出現(xiàn)反插，由于樁管垂直度偏差，容易使土與樁體材料混合，導(dǎo)致樁身摻土影響樁身質(zhì)量，應(yīng)避免反插。

2.8做好臨時(shí)排水設(shè)施。若地下水位較高，水壓力較大，地下水有可能會(huì)在鄰近樁尚未初凝的樁身內(nèi)形成排水通道，影響樁身質(zhì)量。

2.9加強(qiáng)對(duì)成樁的保護(hù)。施工過程中避免機(jī)械開挖造成大面積的淺層樁；灌料結(jié)束后注意保養(yǎng)樁頭，在齡期未到之前禁止重型機(jī)械碾壓，并不得填土加載。

2.10加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測。在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，以便針對(duì)性地采取有效措施，有效控制成樁質(zhì)量，重點(diǎn)應(yīng)做好以下幾方面的監(jiān)測：

（1）施工場地標(biāo)高觀測。

（2）已打樁樁頂標(biāo)高的觀測。

（3）對(duì)有懷疑樁的處理。對(duì)樁頂上升量較大或懷疑發(fā)生質(zhì)量問題的樁應(yīng)開挖查看，并做出必要的處理。

四、竣工檢測

1）施工質(zhì)量檢驗(yàn)主要是檢查施工記錄、褥墊層厚度、樁體砼試塊強(qiáng)度。

2）樁身完整性通過低應(yīng)變和抽芯結(jié)合檢測。抽取不少于總樁數(shù)的15%的樁進(jìn)行低應(yīng)變檢測，對(duì)樁身有懷疑的樁進(jìn)行抽芯。

3）復(fù)合地基檢測：檢驗(yàn)數(shù)量不少于總樁數(shù)的0.5%，且每個(gè)單體工程的試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3點(diǎn)，設(shè)計(jì)要求不小于120Kpa。

4）檢測結(jié)果：根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，本工程共制作C20砼標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊25組，試驗(yàn)結(jié)果全部合格，合格率100%；完成樁身完整性檢測共1274根，其中Ⅰ類樁1156根，占90.7%，Ⅱ類樁118根，占9.3%；復(fù)合地基檢測，采用堆載、慢速維持荷載法進(jìn)行，共完成6點(diǎn)，復(fù)合地基承載力特征值滿足設(shè)計(jì)地基承載力要求的2倍，最大沉降量為15.53mm。

五、結(jié)論

本工程所采用的CFG樁成樁質(zhì)量良好，與級(jí)配碎石褥墊層形成良好的整體復(fù)合地基，最大限度地發(fā)揮了其特點(diǎn)，使地基承載力得到了大幅提高，有效地控制了地基的變形及工后沉降，完全能夠滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)：

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