淺談CFG樁長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁施工技術(shù)要點(diǎn)

梁鵬

（紅河州高速公路開(kāi)發(fā)投資有限責(zé)任公司 云南蒙自 661100）

1 前言

CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂和水按照一定的配合比均勻攪拌后，通過(guò)成樁工藝在土中形成的有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁體，又稱水泥粉煤灰碎石樁，它和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基[1]。CFG樁是對(duì)地基的一種加固以提高地基的承載能力，它具有工程造價(jià)低、施工速度快，工后變形小、沉降穩(wěn)定快等特點(diǎn)因而在軟基處理中已被廣泛應(yīng)用，本文根據(jù)工程實(shí)例，對(duì)長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的歸納、總結(jié)。

2 工程概況

滬昆客專(zhuān)云南段TJ3標(biāo)六分部起訖里程：DK1108+103.11～DK1124+148.325，全長(zhǎng)16.045km，本管段路基全長(zhǎng)為6.93km，其中要求地基處理的軟土路基為3.39km，軟土地基主要為松軟土、粉質(zhì)粘土及砂巖地基，根據(jù)設(shè)計(jì)要求地基處理全部采用CFG樁進(jìn)行加固處理，本管段設(shè)計(jì)CFG樁共138500根，平均樁長(zhǎng)為5.97m，最長(zhǎng)樁長(zhǎng)為28m，最短樁長(zhǎng)為2.0m，共計(jì)827145m，CFG樁采用正方形布置，設(shè)計(jì)樁間距為1.4～1.6m，樁徑均為0.5m。

3 CFG樁施工工藝的選擇

根據(jù)施工地質(zhì)條件的特點(diǎn)選擇相應(yīng)的施工工藝，長(zhǎng)螺旋鉆桿成孔灌注成樁工藝適用于地下水以上、提鉆不塌孔的土層；長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁工藝成孔穿透能力強(qiáng)，適用于粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土、人工填土、砂層、圓礫層、粒徑不大于60mm的卵石層，以及對(duì)噪聲和泥漿污染要求高的場(chǎng)地，尤其適用于松散的粉土、粉細(xì)砂的加固[2]；振動(dòng)沉管灌注成樁工藝適用于粘性土、粉土、素填土；根據(jù)工程概況所述及本項(xiàng)目地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行比選后，CFG樁施工采用了長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁工藝。

4 CFG樁長(zhǎng)螺旋鉆孔泵壓混合料施工工藝控制

4.1 CFG樁使用長(zhǎng)螺旋鉆孔泵壓混合料工藝流程詳見(jiàn)《CFG樁施工工藝流程圖》

圖1 CFG樁施工工藝流程圖

4.2 施工方法

（1）平整場(chǎng)地：施工前清除施工場(chǎng)地內(nèi)表層種植土，對(duì)影響樁機(jī)作業(yè)的松軟土地段采取壓實(shí)處理，施工場(chǎng)地內(nèi)兩側(cè)設(shè)置排水溝。

（2）樁位放樣：根據(jù)布樁圖使用GTP-700精確度為1的全站儀放樣樁位中心，并用釬子打入地下后灑白灰做圈，標(biāo)記出樁位。

（3）鉆機(jī)就位：鉆機(jī)就位后，鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，并經(jīng)測(cè)量復(fù)核無(wú)誤后，確保垂直度允許偏差不大于1%，CFG樁樁位誤差不大于50mm。根據(jù)地面標(biāo)高與樁底標(biāo)高之差，在鉆機(jī)塔身上作出樁長(zhǎng)的醒目標(biāo)記，即在鉆機(jī)塔身上每半米用紅漆作明顯標(biāo)記。

（4）混合料攪拌：采用HZS120型拌和機(jī)拌制，根據(jù)試驗(yàn)室確定的施工配合比對(duì)混合料進(jìn)行配料、攪拌，電腦控制配料、生成記錄并打印，采用C15混凝料，水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥；碎石采用粒徑為5～25mm的堅(jiān)硬碎石；砂采用干凈的中粗砂，碎石及中粗砂產(chǎn)自大橋石場(chǎng)；粉煤灰采用Ⅲ級(jí)以上優(yōu)質(zhì)粉煤灰。每盤(pán)料攪拌時(shí)間控制在90s，塌落度控制在：180±20mm。

（5）運(yùn)輸：采用10m3的混凝土運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸，運(yùn)料途中和混凝土等待灌注過(guò)程中運(yùn)輸車(chē)的罐體必須旋轉(zhuǎn)、攪拌，不能處于停止?fàn)顟B(tài)。

（6）鉆進(jìn)成孔：開(kāi)鉆前，檢查排氣閥，關(guān)閉鉆頭閥門(mén)（灌注混凝土?xí)r打開(kāi)排氣閥），鉆桿向下移動(dòng)使鉆頭觸及地面，鉆孔應(yīng)先慢后快，這樣既能減少鉆桿搖晃，又能對(duì)鉆孔的偏差進(jìn)行檢查并及時(shí)糾偏。根據(jù)鉆機(jī)塔身上的進(jìn)尺標(biāo)記，成孔到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，停止鉆進(jìn)。成孔過(guò)程中將注漿軟管擺放圓順，避免軟管自由下落出現(xiàn)折角，造成堵爆管事故。在動(dòng)力頭底面停留位置相應(yīng)的鉆機(jī)鉆桿上每半米用紅油漆作醒目標(biāo)記，以便控制樁長(zhǎng)。同時(shí)鉆進(jìn)過(guò)程中，必須密切觀察電流值。按設(shè)計(jì)要求，除設(shè)計(jì)為懸浮樁外，樁的加固深度穿透軟弱層至其下持力層不小于0.5m或置于弱風(fēng)化基巖上。因此，每鉆進(jìn)0.5m或電流值突變時(shí)記錄一次電流值，當(dāng)電流值發(fā)生突變時(shí)，說(shuō)明已鉆進(jìn)至持力層或基巖上，應(yīng)及時(shí)報(bào)告監(jiān)理工程師成孔驗(yàn)收；當(dāng)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，但電流值沒(méi)有發(fā)生突變，說(shuō)明尚未鉆進(jìn)至持力層，應(yīng)繼續(xù)鉆進(jìn)，直至達(dá)到持力層。成孔后樁身垂直度偏差不得大于1%﹑樁位誤差不得大于50mm。

（7）灌注及提鉆：CFG樁鉆至成孔后，停止鉆進(jìn)，然后開(kāi)始泵送混合料，當(dāng)混合料充滿鉆芯后開(kāi)始均勻提鉆，鉆機(jī)司機(jī)與泵工密切配合，控制泵送混合料量和提鉆速度，嚴(yán)禁超速提拔，防止鉆頭懸空于混合料，嚴(yán)禁先提鉆后泵料。成樁過(guò)程宜連續(xù)進(jìn)行，不能出現(xiàn)因供料慢而導(dǎo)致停機(jī)待料，避免造成混合料離析、樁身縮徑、斷樁和夾泥等。提鉆速度均勻，提鉆至樁頂時(shí)，施工樁頂應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂50cm以上。提鉆速度應(yīng)控制在2～2.5m/min，混合料坍落度根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求應(yīng)控制在180±20mm。當(dāng)灌注完成后，鉆具提離孔口時(shí)，樁頂蓋土封頂進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)防泥土掉入孔中，成樁初凝前，嚴(yán)格保護(hù)好樁頭。

（8）移機(jī)：前一根樁施工完成，鉆機(jī)移位至下一根樁進(jìn)行施工。下一根樁施工前，還應(yīng)對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)核，確保樁位無(wú)誤。

（9）清土及截樁頭：CFG樁齡期達(dá)到28d后，用小型挖掘機(jī)橫向?qū)堕g土進(jìn)行清理，快接近樁頭且距離樁頭30cm時(shí)的樁間土用人工進(jìn)行清理，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高線截除標(biāo)高線以上的樁頭。首先用切割機(jī)對(duì)樁頭進(jìn)行環(huán)向切割，然后電鉆鉆3個(gè)孔眼用鏨子截?cái)鄻额^。

5 CFG樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)

5.1 過(guò)程檢測(cè)

（1）施工過(guò)程中的質(zhì)量檢測(cè)包括施工記錄、混合料坍落度、CFG樁數(shù)量、樁位偏差、樁頂高程、樁體試塊抗壓強(qiáng)度。

（2）樁位允許偏差：0～50mm、樁身傾斜不大于1%、樁體有效直徑不小于設(shè)計(jì)值。

5.2 施工后質(zhì)量檢測(cè)

CFG樁施工完成混合料齡期達(dá)到28d后進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)、單樁承載力檢測(cè)及復(fù)合地基承載力檢測(cè)。

（1）CFG樁混合料強(qiáng)度檢測(cè)：成樁過(guò)程中，每臺(tái)班制作混合料標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件三組進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，對(duì)試件進(jìn)行28d抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。

（2）樁身完整性檢測(cè)：采用低應(yīng)變檢測(cè)樁身的完整性，樁的的檢測(cè)率10%，根據(jù)檢測(cè)判定樁身完整性。

（3）單樁承載力以及復(fù)合地基承載力檢測(cè)：分別進(jìn)行單樁復(fù)合地基靜力載荷試驗(yàn)檢測(cè)沉降與單樁承載力，檢測(cè)數(shù)量為樁的2%且不少與3根。

6 長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工技術(shù)要點(diǎn)總結(jié)

結(jié)合滬昆客專(zhuān)云南段嵩明車(chē)站處CFG樁工程實(shí)踐，為以后類(lèi)似工程提供一些經(jīng)驗(yàn)和借鑒，使CFG樁施工質(zhì)量能夠得到有效的卡控，現(xiàn)將長(zhǎng)螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工技術(shù)要點(diǎn)總結(jié)如下：

（1）基礎(chǔ)埋深較大時(shí)，工作面高出有效樁頂50cm且施工應(yīng)在基坑開(kāi)挖后的工作面上進(jìn)行，遇到較軟土體的工作面時(shí)為了使長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)能夠正常施工應(yīng)采取墊鋼板、鋪碎石等有效措施?；虞^淺時(shí)，在地表施打或部分打樁空孔較長(zhǎng)時(shí)，增加保護(hù)樁長(zhǎng)，且嚴(yán)格控制樁位偏差及垂直度。

（2）基坑降水應(yīng)控制在集水坑底最低處以下50～100cm。

（3）通過(guò)摻加減水劑、泵送劑等添加劑制備坍落度較低、泵送機(jī)能好的混合料使在軟土地基施工中能夠有效的防止樁身自身塌落發(fā)生斷樁或充盈系數(shù)過(guò)大。

（4）CFG樁混合料的配合比，碎石的最大粒徑不宜大于25mm，粉煤灰選用不低于Ⅲ級(jí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰，每立方米混合料摻量70～90kg為宜[3]。

（5）樁端為卵石層、砂土、飽和粉土?xí)r，應(yīng)選用下開(kāi)式鉆頭以防止鉆頭活門(mén)打不開(kāi)、樁端有虛土不能施展土的端阻。

（6）嚴(yán)禁先提鉆后灌料。

（7）樁徑為500mm時(shí)，提鉆速度宜為1.75～2.25m/min，樁徑增大鉆頭活門(mén)斷面應(yīng)相應(yīng)增大，若樁徑增大而鉆頭活門(mén)斷面不變時(shí)應(yīng)相應(yīng)降低提鉆速度。

（8）遇到粉細(xì)砂、疏松飽和粉土的夾層時(shí)，在剪切荷載作用下，會(huì)使土體液化，造成剛成孔的樁周?chē)馏w喪失對(duì)樁的側(cè)向約束能力，樁體側(cè)向澎出、樁頂下沉，產(chǎn)生竄孔，液化區(qū)域連成片甚至導(dǎo)致基坑失穩(wěn)或周邊建筑物傾斜開(kāi)裂、道路破壞，在這類(lèi)地基上施工應(yīng)采取如下措施：

①降低粉細(xì)砂、飽和粉土的含水量。

②采用小葉片螺旋鉆桿成孔，對(duì)樁間土產(chǎn)生擠密作用且減少剪切荷載的積累。

③控制每日成樁數(shù)量、優(yōu)化打孔順序同時(shí)采取跳打方式，減少剪切荷載積累避免產(chǎn)生液化區(qū)。

④減少剪切荷載在可液化土層上的積累，鉆孔時(shí)鉆進(jìn)要快。

⑤選擇下開(kāi)式鉆頭，防止活門(mén)打不開(kāi)使鉆機(jī)在相同的樁位進(jìn)行重復(fù)鉆孔。

⑥CFG樁混合料坍落度應(yīng)盡量較小。

⑦基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)應(yīng)把施工因素作為前提考慮進(jìn)去。

⑧設(shè)計(jì)宜采用大樁距、大樁長(zhǎng)。

[1]李建光.長(zhǎng)螺旋法水泥粉煤灰碎石樁施工技術(shù)[J].城市軌道交通研究，2013，16（3）：104～106.

[2]秦寶和.長(zhǎng)螺旋法CFG樁在客運(yùn)專(zhuān)線復(fù)合地基中的應(yīng)用研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2007，24（5）：38～42.

[3]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工規(guī)范》（GB51004-2015）[S].北京.中國(guó)計(jì)劃出版社，2015.