CFG樁免樁間土開挖截樁施工技術探討

許國良 （中鐵十六局集團有限公司新機場高速公路施工總承包部，北京 102600）

CFG樁需要使用到石屑、粉煤灰以及適量的水泥，將上述三者作為原材料，在碎石樁的基礎上進行施工，由此形成具有高度粘結性的樁結構。

1 CFG樁工程簡介

出于控制構造物兩側路基沉降現(xiàn)象的目的，同時也為了營造更為安全、舒適的高速公路行車環(huán)境，需要在橋涵兩端的路基上施工出一個過渡段。具體來說，應對橋臺后方30.4m處進行處理，在該區(qū)域設置CFG樁，在其作用下減少地基壓縮變形幅度，避免橋臺與路基銜接處出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。在本文所探討的北京市新機場北線高速公路工程中，所有過渡段區(qū)域均設置有CFG樁，將其直徑設置為40cm，彼此間距以140cm為宜。

2 CFG樁免樁間土開挖截樁施工工藝

①在進行樁基灌注施工時，應將中間土體清理干凈并使其達到設計樁帽頂標高位置，而后展開樁帽基坑的開挖施工，并在其中設置截樁，基于土模澆筑的方式形成具有足夠強度的樁體[1]。

②采用該方法后，無需進行樁間土的開挖與回填施工，既加快了工程效率又縮減了成本；對樁帽混凝土強度進行檢測，當其達到預期設置指標后便可隨即展開褥墊層施工。

3 CFG樁樁帽開挖與樁頭截除創(chuàng)新技術

3.1 創(chuàng)新技術的提出

①就當前的行業(yè)水平而言，樁帽基坑開挖有兩種可行的方式，具體有：a.人工開挖，此方式所帶來的效率低下，不僅耗費成本還降低了基坑開挖質(zhì)量；b.機械開挖，盡管此方式具有可行性，但對于CFG樁樁帽基坑偏小的情況而言則不具有適用性。

②在結束樁帽基坑開挖施工后，由于基坑空間相對較小，因此不利于切割機進行作業(yè)，若采用風鎬的方式則無法確保樁頭的質(zhì)量。對此，工程人員經(jīng)過了大量的試驗與商討，最后研發(fā)出了樁帽基坑旋挖鉆和免樁間土樁頭切割裝置。

3.2 樁帽基坑開挖旋挖鉆設計

①從旋挖鉆的組成上考慮，其由兩大系統(tǒng)組成，即旋挖與驅(qū)動兩大部分。具體來說，驅(qū)動部分引入了型號為ZX160的驅(qū)動電機，并將其穩(wěn)固置于鋼護桶之中，同時在護桶上安裝一個法蘭盤。關于旋挖系統(tǒng)，其由圓柱桶、螺旋葉片以及連接器三大部分組成，在制作時應格外注重圓柱桶的規(guī)格。其原材料以16mm厚的鋼板為宜，所形成的內(nèi)外徑分別為500mm以及532mm，要求葉片寬度達到247mm，并基于焊接的方式將其固定在圓柱桶外側區(qū)域。需要使用到一塊2cm厚的鋼板，由此完成對圓柱桶頂?shù)姆忭斕幚恚瑫r應在此區(qū)域預留一個銷口。由于旋挖系統(tǒng)已經(jīng)預留了一個銷口，因此可以在旋轉銷軸的作用下將其與驅(qū)動部分進行連接，加之法蘭盤的作用可以將驅(qū)動系統(tǒng)安裝在挖掘機設備上，進一步實現(xiàn)電動機與挖掘機之間的連接，形成高效的供油機制。

②當完成CFG樁灌注施工后，需要給予混凝土一定的凝固時間，在此基礎上方可展開樁帽制作，具體方式有：將殘留在樁間的棄土清理干凈，將樁帽與樁頭置于同一軸線上并進行下鉆作業(yè)，直至樁帽達到樁底設計標高位置。隨后提升樁帽旋挖機，此時啟動挖掘機將渣土運輸?shù)铰坊鈧葏^(qū)域，最后在運輸車輛的輔助下到達棄渣場。完成上述施工后，應對各個樁基進行檢測，確保其標高與外觀達到工程所提出的標準，最后將樁頭截除。

3.3 免樁間土樁頭切割裝置設計與應用

3.3.1 免樁間土樁頭切割裝置設計

①支撐架是較為重要的結構，其主要由各類轉盤以及立桿組成。對于上轉盤而言，其外徑以20mm為宜，所使用的鋼管厚度應達到2mm；對于立桿而言，厚度與外徑均與上轉盤部分相同，但需要使用到3根長98cm的原材料，基于正三角形的方式將其焊接至上轉盤的下側區(qū)域；對于下轉盤，其需要使用到不銹鋼板原材料，要求厚度為3mm，同時寬度應達到30mm。

②切割系統(tǒng)的組成較為復雜，具體有：轉桿部分，長度以70cm為宜，所使用的鋼管外徑為20mm且厚度需達到2mm。在施工過程中，應將轉桿套在立桿的外側區(qū)域，而后基于焊接的方式對立桿與下轉盤進行固定。本工程中所采用的切割機型號為東城Z1E-FF-180，首先需要將其安裝到擋板上，要求擋板為厚3mm的不銹鋼板，同時長寬分別為20cm以及10cm。利用螺栓對切割機進行固定處理，使其穩(wěn)固于擋板上，并將切割機的齒輪對位到預留缺口處，最后將所得到的整體結構焊接在轉桿上[2]。

③底座的組成部分：固定圈，其需要使用到內(nèi)徑為44cm的圓環(huán)結構，同時還需要外徑20mm厚2mm的鋼管，經(jīng)彎曲處理的方式將其制作成44cm的圓環(huán)；腳板，需要使用到4個邊長為10cm的方形不銹鋼板材料，要求其厚度以3cm為宜，并采用4等分的方式進行焊接固定處理，確保每個腳板均有腳釘結構；轉輪，需要使用到規(guī)格為φ30mm的滾輪，對其進行4等分固定，同時應利用切割機制作出缺口，以便轉輪的安裝。下圖為樁頭切割裝置。

樁頭切割裝置

3.3.2 樁頭切割裝置施工工藝

將底座安裝到指定的樁帽基坑當中，隨后套入CFG樁，應當注意的是，在進行底座安裝時應確保腳釘朝下，同時基于人工的方式對底座進行固定處理，使其楔入地基之中。在底座上安裝切割固定架，在進行人工操作時應左手緊握轉盤，同時右手握緊轉把，保持此狀態(tài)后應啟動電鋸按鈕，由此展開切割作業(yè)。結束上述環(huán)節(jié)后，應將基坑清理干凈，進行樁帽定位模板以及鋼筋網(wǎng)片兩大結構的安裝作業(yè)，隨即澆筑混凝土施工，并使用土工布進行灑水養(yǎng)護。

3.4 施工控制

施工過程中樁間土清理尤為重要，具體內(nèi)容有：注重清理條件，只有樁身達到強度標準后方可進行清理，出于提升施工效率的目的應使用到機械與人工輔助開挖的方式進行，如果樁身偏高，此時容易受到機械設備的影響，因此機械設備啟動時間尤為重要。在施工中應做好截樁標高放樣工作，使用粉筆進行畫線，在最大限度上縮減樁標高偏差，安排人員做好數(shù)據(jù)記錄工作。

要想確保截樁頭質(zhì)量，就必須控制好機械開挖時間，而開挖又可細分為兩部分：硬截樁施工，此環(huán)節(jié)要求樁身具有足夠的強度，通常澆筑完成后需經(jīng)過3d；軟截樁施工，要求其具備行車強度要求，同時樁身具有足夠的承載水平，但對于混凝土粘結力較為薄弱的部分而言所耗費的時間相對更長。

控制好開挖時間，當結束打樁施工且經(jīng)過12h后便可滿足混凝土終凝時間要求，此時其強度可以達到12MPa。當白天進行CFG樁施工時，經(jīng)12h后需要在夜間對上層浮土做以全面清理，對于標高上部500cm的區(qū)域而言應以人工清理的方式為宜，在施工中不允許使用鉤機展開直接清底作業(yè)。

4 經(jīng)濟效益分析

本文所探討的設備可以避免樁間土挖除施工環(huán)節(jié)，即能夠直接對樁帽基坑進行切割處理，具有高度的效益性。對比之下可知，工程共節(jié)省成本141萬元。

5 結束語

綜上所述，基于對實際工程項目的分析，本文論述了CFG樁樁頭切割裝置的基本組成，在此基礎上圍繞樁帽基坑開挖裝置展開分析，由此優(yōu)化了樁帽施工工藝，提升了工程效益，具有良好的可行性。