珠海十字門中央商務(wù)區(qū)路基軟基處理CFG樁施工要點(diǎn)

摘要：CFG 樁是公路工程中一種重要的軟基處理技術(shù)。如果對(duì)工程建設(shè)中出現(xiàn)的軟土地基不進(jìn)行有效地處治，就會(huì)導(dǎo)致路基不均勻沉陷，路面開裂等病害的發(fā)生，對(duì)道路的穩(wěn)定性、安全性影響較大，本文結(jié)合珠海十字門中央商務(wù)區(qū)道路工程軟基處理的施工方法，對(duì)CFG樁在軟基處理中的施工要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：軟基處理；CFG樁；施工要點(diǎn)

前言

CFG 樁（Cement Fly- ash Gravel Piles），即水泥粉煤灰碎石樁，是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和，用各種成樁機(jī)械在地基中制成的強(qiáng)度等級(jí)為C8～C25 的高粘結(jié)強(qiáng)度的樁。該種處理方法是通過(guò)在碎石樁體中添加以水泥為主的膠結(jié)材料，添加粉煤灰增加混合料的和易性并有低標(biāo)號(hào)水泥破的作用，同時(shí)還添加適量的石屑以改善級(jí)配，使樁體獲得膠結(jié)強(qiáng)度，從散體材料樁轉(zhuǎn)化為具有高粘結(jié)強(qiáng)度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基，共同承擔(dān)上部荷載。

1、概述

1.1工程概況

珠海橫琴島十字門中央商務(wù)區(qū)位于正在開發(fā)中的橫琴新區(qū)十字門水道兩側(cè)，地處西江入?？?，東與澳門一水相隔，南至橫琴環(huán)島東路，西鄰珠海保稅區(qū)及橫琴大橋，北靠將軍山脈。本次施工范圍位于規(guī)劃南部核心島，緊鄰珠海市灣仔碼頭，與澳門隔江相望。本次施工屬于市政基礎(chǔ)設(shè)施，工程包括三段次干道、二段支路，城市次干路為30m：城市支路為18m，車道寬度：次干路為40.00米，支路24米 。瀝青混凝土路面，路面設(shè)計(jì)年限15年，橋涵100年。

1.2地質(zhì)條件

地形地貌：道路場(chǎng)地位于橫琴新區(qū)十字門水道兩側(cè)，擬建道路場(chǎng)地地勢(shì)整體較為平坦，屬海陸交互相沉積地貌單元。建道路場(chǎng)地地層按地質(zhì)年代、成因類型及巖土特征劃分，道路路基自上而下分為人工填筑土，第四系海陸交互沉積，燕山期花崗巖殘積，燕山期花崗巖風(fēng)化帶。

水文地質(zhì)條件：場(chǎng)地地表水主要為魚塘和海水，以及場(chǎng)地低洼處有積水。根據(jù)勘察報(bào)告反映，大部分鉆孔可以直接遇見地下水。擬建場(chǎng)地地下水主要為孔隙潛水。主要受大氣降水以及地表水補(bǔ)給，水位變化因氣候、季節(jié)而異，且受潮水影響較大，潮漲是水位上升。潮落水位隨之下降，水位不太穩(wěn)定?？辈鞙y(cè)得場(chǎng)地地下水穩(wěn)定水位埋深1.10—2.60m，平均埋深1.53m，地下是水位標(biāo)高-0.80—3.21m，平均標(biāo)高為0.96m。場(chǎng)地地下水水質(zhì)對(duì)混凝土不具分解類、結(jié)晶類腐蝕性；對(duì)混凝土具結(jié)晶分解復(fù)合類弱腐蝕性。

1.3軟基處理

根據(jù)項(xiàng)目工程地質(zhì)情況，本區(qū)一般路段道路軟基處理設(shè)計(jì)采用塑料排水板堆載預(yù)壓法和橋頭路段等特殊范圍采用CFG樁法處理。這里只對(duì)CFG樁法進(jìn)行闡述。

2、CFG樁施工要求

2.1施工前準(zhǔn)備

（一）場(chǎng)地平整。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的原地面的情況，地表處理采用機(jī)械為主，人力為輔，人工配合挖掘機(jī)、推土機(jī)進(jìn)行，處理后的基底要求平整，無(wú)石塊、樹根等雜物，且無(wú)積水、無(wú)軟土地帶，確保樁機(jī)在施工過(guò)程中不下沉、不傾斜。根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求，施工場(chǎng)地之前回填土中夾雜有大量石塊，導(dǎo)致管道施工時(shí)鋼板樁圍護(hù)、管樁施工、CFG樁等施工困難，故在軟基處理前要求對(duì)管線溝槽范圍（包括工作面）內(nèi)的回填土進(jìn)行番挖并清除大于10CM粒徑的石塊。同時(shí)考慮到該地雨季降雨集中，降雨量豐富，介于1700—2200mm之間，年平均降雨為1993.70mm。所以在場(chǎng)地內(nèi)要合理規(guī)劃并開挖排水溝等排水措施并儲(chǔ)備抽水設(shè)備確保施工現(xiàn)場(chǎng)排水。

（二）施工用水、用電、道路及臨時(shí)設(shè)施均已就緒。

（三）現(xiàn)場(chǎng)已設(shè)置測(cè)量基準(zhǔn)線、水準(zhǔn)基點(diǎn)，并妥加保護(hù)。

（四）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線定位：根據(jù)分區(qū)及編號(hào)的樁位采用全站儀放樣，設(shè)好控制樁，定出樁位。樁定位采用20cm左右長(zhǎng)的一次性筷子或竹尖，中間夾彩色布條打入地面做標(biāo)志樁。

（五）CFG樁施工前修整施工便道，保證混凝土運(yùn)輸通暢。

2.2施工順序

打樁順序有連打法、間隔跳打法。具體采用何種打法最好由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)確定。連打法易造成鄰樁被擠碎或縮頸，在粘性土中易造成地面隆起；跳打法不易發(fā)生上述現(xiàn)象；但土層較硬時(shí)，在已打樁中間補(bǔ)打新樁，可能造成已打樁被震裂或震斷。

在軟土中，樁距較大可采用隔樁跳打，但施工新樁與已打樁時(shí)間間隔不少于7 天；在飽和的松散粉土中，如樁距較小，下宜采用隔樁跳打；滿堂布樁時(shí)，應(yīng)遵循由“中間向四周”或“一邊向一邊”的原則。

樁基就位、調(diào)平→沉管至設(shè)計(jì)高程→泵送混合料→邊灌注混合料邊振動(dòng)拔管至設(shè)計(jì)高程→移機(jī)。在沉管達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后需盡快泵送混合料，當(dāng)沉管內(nèi)充滿混合料后開始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料，拔管速度控制在1.2～1.5m/min。施工樁長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、地質(zhì)情況和鉆進(jìn)變化綜合控制，確保樁體穿透軟土層進(jìn)入持力層不小于1.0m。樁體經(jīng)檢查合格后，人工平整場(chǎng)地，開始施工樁頂褥墊層。

3、CFG樁成樁技術(shù)措施

3.1樁位放線

按照設(shè)計(jì)圖紙中的控制點(diǎn)放樁位，在每個(gè)樁位上采用20cm左右長(zhǎng)的一次性筷子或竹尖，中間夾彩色布條打入地面做標(biāo)志樁，或者在樁位上釘入木棍，便于以后尋找樁位。測(cè)放完成后由技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行校驗(yàn)，確定無(wú)誤后報(bào)監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)線。施工前由技術(shù)員復(fù)測(cè)后，才能施工。

3.2鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位前，技術(shù)人員對(duì)樁點(diǎn)進(jìn)行十字定位，并設(shè)定位樁，便于隨時(shí)檢查孔位偏差。根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)確定機(jī)架高度，并在鉆機(jī)表面做好明顯的深度標(biāo)計(jì)；鉆機(jī)就位后，鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁中心的誤差控制在50mm 內(nèi)，保證鉆桿垂直，并在沉孔過(guò)程中，隨時(shí)注意檢查鉆桿垂直度，及時(shí)調(diào)整。CFG樁鉆機(jī)就位后，應(yīng)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(duì)準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。

3.3沉管鉆進(jìn)

①樁機(jī)就位，樁管保持垂直，垂直度偏差不大于1%；

②若采用預(yù)制鋼筋混凝土樁尖，需埋人地表下300mm 左右；

③開始沉管，為避免對(duì)鄰樁的影響，沉管時(shí)間應(yīng)盡量短；

④記錄激振電流變化情況，一般可1m 記錄一次。

針對(duì)不同的土層，機(jī)手應(yīng)采取不同的進(jìn)尺，遵守樁機(jī)操作規(guī)程。當(dāng)遇到大石塊無(wú)法沉入時(shí)，必要時(shí)可換成沖擊鉆鉆進(jìn)。

3.4鉆進(jìn)成孔

鉆孔開始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面時(shí)，啟動(dòng)馬達(dá)鉆進(jìn)。一般應(yīng)先慢后快，這樣既能減少鉆桿搖晃，又容易檢查鉆孔的偏差，以便及時(shí)糾正。在成孔過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺，否則較易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿、鉆具損壞。當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)預(yù)定標(biāo)高時(shí)，在動(dòng)力頭底面停留位置相應(yīng)的鉆機(jī)塔身處作醒目標(biāo)記，作為施工時(shí)控制孔深的依據(jù)。當(dāng)動(dòng)力頭底面達(dá)到標(biāo)記處樁長(zhǎng)即滿足設(shè)計(jì)要求。施工時(shí)還需考慮施工工作面的標(biāo)高差異，作相應(yīng)增減。

3.5灌注及拔管

CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯充滿混合料后開始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料。成樁的提拔速度宜控制在1.2～1.5m/min，成樁過(guò)程宜連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)避免因后臺(tái)供料慢而導(dǎo)致停機(jī)待料。若施工中因其它原因不能連續(xù)灌注，須根據(jù)勘察報(bào)告和已掌握的施工場(chǎng)地的土質(zhì)情況，避開飽和砂土、粉土層，不得在這些土層內(nèi)停機(jī)。灌注成樁完成后，用濕粘土蓋好樁頭，進(jìn)行保護(hù)。施工中每根樁的投料量不得少于設(shè)計(jì)灌注量。

3.6振搗

CFG樁在砼灌注過(guò)程中，主要采用砼自身重力進(jìn)行振搗。為保證樁身的連續(xù)性，在樁身灌注完畢后，使用便攜式振搗幫對(duì)樁頂以下2.5m范圍內(nèi)的砼進(jìn)行振動(dòng)搗固。

3.7移機(jī)

當(dāng)上一根樁施工完畢后，鉆機(jī)移位，進(jìn)行下一根樁的施工。施工時(shí)由于CFG樁的土較多，經(jīng)常將臨近的樁位覆蓋，有時(shí)還會(huì)因鉆機(jī)支撐時(shí)支撐腳壓在樁位旁使原標(biāo)定的樁位發(fā)生移動(dòng)。因此，下一根樁施工時(shí)，還應(yīng)根據(jù)軸線或周圍樁的位置對(duì)需施工的樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位準(zhǔn)確。

3.8截樁

1）第一步清土。在灌壓樁施工完畢后立即將多余砼鏟除；成樁5天后利用PC60小型挖掘機(jī)清理樁周土，拖拉機(jī)或自卸汽車外運(yùn)。施工時(shí)嚴(yán)格控制標(biāo)高，不得超挖。

2）第二步剔樁。在成樁后5天左右剔樁，避免因樁身強(qiáng)度提高較大時(shí)剔樁困難。截樁頭采用帶合金鋼鋸的截樁機(jī)，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高處沿樁周邊切15cm深的切口，共切3刀，刀間距按120°布置，以確保樁周邊均被切割為宜。采用3根扁口鋼釬間隔120°，沿徑向楔入樁體，直至上部樁體斷開，樁頂采用鋼釬修平。樁頂標(biāo)高用水準(zhǔn)儀嚴(yán)格控制，樁頂允許偏差0～+20mm。

3）截樁過(guò)程中，不得造成樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下的樁體斷裂和擾動(dòng)樁間土。如果發(fā)生斷裂，必須及時(shí)清除樁頭余土，樁頂鑿毛后采用同標(biāo)號(hào)的混凝土補(bǔ)齊到相應(yīng)標(biāo)高并做好養(yǎng)護(hù)。

4、褥墊層鋪設(shè)與施工

4.1 褥墊鋪設(shè)

褥墊厚度由設(shè)計(jì)設(shè)定，虛鋪厚度按下式控制：

式中：

h———褥墊層虛鋪厚度；

△H———褥墊層設(shè)計(jì)厚度、設(shè)計(jì)厚度；

λ———壓實(shí)系數(shù)，一般取0.87～0.9。

褥墊層虛鋪厚度比基礎(chǔ)寬度大，其寬出的部分不宜小于褥墊層的厚度。

4.2褥墊層施工

（一）CFG樁檢測(cè)合格后，除設(shè)置鋼筋混凝土板地段外，樁頂（或樁帽頂）鋪0.3m厚中粗砂墊層并分層壓實(shí)，含泥量不能大于5%，不含植物殘?bào)w、垃圾等雜質(zhì)墊層內(nèi)夾鋪兩層雙向40KN/m土工格柵，墊層用碎石應(yīng)由未風(fēng)化的干凈礫石或軋制碎石而成，級(jí)配良好，粒徑小于2mm的部分不應(yīng)超過(guò)總重的45%，最大粒徑不易大于50mm，。

（二）褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)基礎(chǔ)底面樁間土的含水量較少時(shí)，采用動(dòng)力夯實(shí)。

（三）褥墊層內(nèi)鋪設(shè)雙層土工格柵，先鋪設(shè)0.1m厚碎石墊層，碾壓密實(shí)，其上鋪設(shè)一層土工格柵，再鋪設(shè)0.2m厚碎石墊層，碾壓密實(shí)鋪設(shè)上層土工格柵，填筑其上碎石，碾壓密實(shí)后施工其上填土。

（四）土工格柵鋪設(shè)前先按幅寬在鋪筑層劃出白線，然后用鐵釘固定格柵的端部（每米寬用釘8根，均勻距離固定）。

（五）固定好格柵端部后，用鋪筑機(jī)將格柵緩緩向前拉鋪，每鋪10m長(zhǎng)進(jìn)行人工拉緊和調(diào)直一次，直至一卷格柵鋪完，再鋪下一卷，操作同前。

（六）鋪完一卷后用壓路機(jī)從起始點(diǎn)向前進(jìn)方向碾壓一遍即可。

（七）以卷長(zhǎng)為單位作為鋪設(shè)的段長(zhǎng)，在應(yīng)鋪格柵的段長(zhǎng)內(nèi)鋪滿以后，再整體檢查一次鋪筑質(zhì)量，然后鋪筑下一段。下一段鋪筑時(shí)，格柵與格柵搭接10cm，并用鐵釘固定后繼續(xù)向前進(jìn)方向鋪設(shè)第二段。

5、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)公路建設(shè)的高速發(fā)展，地基處理手段也日趨多樣化，CFG 樁在公路軟基處理中具有顯著的樁體作用，復(fù)合地基承載力提高幅度大、變形小、沉降穩(wěn)定快、工程造價(jià)低等特點(diǎn)，在公路軟基處理中具有廣泛的應(yīng)用前景。

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