淺析CFG樁在高速公路路基的應(yīng)用

李 雯 中交路橋建設(shè)有限公司總承包分公司

1 前言

現(xiàn)階段隨著我國(guó)整個(gè)交通運(yùn)輸系統(tǒng)的不斷完善和優(yōu)化，在進(jìn)行高速公路施工過(guò)程中，往往會(huì)遇到軟土地基等現(xiàn)象，由于其地質(zhì)較為松軟，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)有利的承重層，進(jìn)而造成在后續(xù)工程施工時(shí)產(chǎn)生裂縫和塌陷等現(xiàn)象，而對(duì)于CFG樁作為水泥粉煤灰碎石樁，能夠有效應(yīng)對(duì)此類軟土地基狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)地基的定向加固處理，進(jìn)而有效保證軟土地基承受載荷。所以說(shuō)加大CFG樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用對(duì)于交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展有著十分關(guān)鍵的作用。

2 水泥粉煤灰碎石樁（CFG）加固機(jī)理

CFG樁一般來(lái)說(shuō)是通過(guò)使用石屑、水泥、粉煤灰對(duì)碎石樁加固進(jìn)而最終形成一種相對(duì)堅(jiān)固的地基，其所發(fā)揮的主要加固原理可以分為三種：擠密、褥墊層和樁體等。①擠密作用。在具體施工時(shí)因?yàn)檎駝?dòng)沉管的影響，使得樁體附近的軟土地質(zhì)進(jìn)行擠壓，進(jìn)而提高了土質(zhì)的密實(shí)程度，使其更加堅(jiān)固可靠，進(jìn)而不斷提高整體的承載能力。②褥墊層作用。該部分主要是由配砂石、粗砂等等構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)樁與土共同承擔(dān)載荷的目的，進(jìn)而有效分散了載荷的應(yīng)力，有效協(xié)調(diào)樁土荷載比等參數(shù)。③樁體作用。一般在地基受到外力作用而發(fā)生下沉?xí)r，一般會(huì)通過(guò)傳遞將力帶到樁體上，進(jìn)而有效避免地基發(fā)生較大的沉降現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)保護(hù)地基的目的。

3 水泥粉煤灰碎石樁（CFG）敦基加固技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1 承裁性強(qiáng)

CFG樁在對(duì)軟土地基進(jìn)行處理的過(guò)程中，能夠改變傳統(tǒng)較為松軟的現(xiàn)象，這主要是因?yàn)槠洳牧蠘?gòu)成變得更加堅(jiān)固復(fù)雜，進(jìn)而使其具有較強(qiáng)的摩擦力，相對(duì)于傳統(tǒng)的軟土地基，該技術(shù)能夠有效提升總載荷承受量的70%左右，進(jìn)而有效保證了其承載性，避免地基發(fā)生危險(xiǎn)。

3.2 樁體排水好

如果CFG樁采用振動(dòng)沉管技術(shù)下樁時(shí)，一旦遇到粉土或沙土類路基狀況則會(huì)由于震動(dòng)現(xiàn)象而造成砂士產(chǎn)生液化，進(jìn)而使得土層內(nèi)孔隱水壓力并順著樁體向上排出，最終使得整個(gè)樁體產(chǎn)生硬化，所以說(shuō)CFG樁體能夠?qū)崿F(xiàn)較好的排水效果。

3.3 沉降較小

CFG樁在針對(duì)軟土地基進(jìn)行工程施工時(shí)，因?yàn)闃扼w端部一般都位于地基相對(duì)較好的地質(zhì)土層中，所以說(shuō)可以形成相對(duì)復(fù)合型地基，這種地基模型的優(yōu)勢(shì)在于具備較高的變形模量，所以可以有效的避免地基上建筑物發(fā)生沉降等現(xiàn)象，這也是其應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)之一。

3.4 適用范圍大

CFG樁能夠被廣泛應(yīng)用在不同類型的軟土地基中，尤其是針對(duì)粉土、黏士以及淤泥等軟基路段都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行加固處理，使得整個(gè)地基變得更加緊密結(jié)實(shí)，有效發(fā)揮其擠密效果。

3.5 時(shí)間效應(yīng)佳

如果使用振動(dòng)沉管技術(shù)下樁，將會(huì)很容易造成樁基間的土層產(chǎn)生震蕩并進(jìn)行攪拌等現(xiàn)象，進(jìn)而使得整個(gè)地基的整體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，原有的地基效果發(fā)生下滑，但是隨著一定的時(shí)效性，該結(jié)構(gòu)的地基狀況會(huì)進(jìn)行一定程度的還原，使得地基的承載能力變強(qiáng)。

4 CFG樁施工應(yīng)用分析

4.1 CFG樁技術(shù)設(shè)計(jì)流程

在進(jìn)行高速公路路基施工的過(guò)程中，一般來(lái)說(shuō)該環(huán)節(jié)的主要流程為：首先要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體地質(zhì)勘查報(bào)告展開更加全面的分析，對(duì)CFG柱的長(zhǎng)度以及樁間土的承載能力開展相關(guān)計(jì)算，然后設(shè)計(jì)出符合規(guī)定的CFG樁的樁徑；在有效保證公路地基載荷滿足要求的前提下，選取符合標(biāo)準(zhǔn)的置換率，然后對(duì)其進(jìn)行二次復(fù)合計(jì)算；最終根據(jù)計(jì)算出的成交量來(lái)判斷置換率和CFG樁的樁間距；然后結(jié)合高速公路地基的載荷承受能力進(jìn)行核算和調(diào)整，從而選取符合標(biāo)準(zhǔn)的地基墊層材料，有效確保整個(gè)墊層材料的厚度。

4.2 CFG樁施工方法選擇

施工方法不同會(huì)使得整個(gè)CFG樁的最終施工效果產(chǎn)生較大的差異性，因此在具體工程中一定要加大對(duì)施工方法的有效選擇。一般來(lái)說(shuō)針對(duì)密實(shí)程度相對(duì)較高的地質(zhì)可以采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁的方式；而對(duì)于長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工法通常應(yīng)用在砂土、粉土、粘性土和對(duì)泥漿污染或噪音污染等要求比較苛刻的施工現(xiàn)場(chǎng)。

4.3 CFG樁施工工藝流程

在確定施工方法之后，應(yīng)結(jié)合具體的CFG樁施工工藝流程開展相關(guān)工程施工。CFG樁長(zhǎng)螺旋成孔管內(nèi)泵壓混凝土成樁的施工工藝流程一般來(lái)說(shuō)主要包含：樁位放線-鉆機(jī)就位-鉆孔-成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高-泵送CFG樁混合料-然后結(jié)合相關(guān)給進(jìn)速度進(jìn)行混凝土的送進(jìn)并將鉆桿拔至表面。如果使用的是步履式長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)，則其具體施工工藝流程為：在開始鉆孔之前要根據(jù)CFG樁的平面布置圖對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行找平，有效計(jì)算需要鉆孔的深度；同時(shí)還要保證鉆尖活瓣門閉合完好后進(jìn)行下鉆，此時(shí)應(yīng)格外關(guān)注電流表的狀況，避免出現(xiàn)卡鉆掉鉆等一系列問(wèn)題；在鉆機(jī)到達(dá)指定位置之后，由鉆機(jī)前臺(tái)發(fā)出相應(yīng)的泵送指令，鉆機(jī)后臺(tái)收到指令后進(jìn)行泵送作業(yè)。在作業(yè)過(guò)程中，要求在前崗設(shè)專人控制泵送的速度，同樣還要使得鉆機(jī)提拔過(guò)程相對(duì)連貫，防止其產(chǎn)生夾泥、斷樁等現(xiàn)象。

4.4 CFG樁施工技術(shù)要求

CFG柱在具體工程施工過(guò)程中，往往會(huì)有相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。其具體施工的材料一般有混凝土、粉煤灰和添加劑等，其質(zhì)量要符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定，確定其有效的實(shí)驗(yàn)配比，保證發(fā)揮最大化的作用。同時(shí)還要對(duì)塌落度進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，在施工過(guò)程中要不斷對(duì)其進(jìn)行校正，保障其實(shí)際偏差小于1.3%；另外還要有效控制鉆孔的鉆入深度，保證其長(zhǎng)度偏差在±8cm以內(nèi)；另外還要對(duì)地基承載力進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，使其符合規(guī)定。樁徑要求一般為380mm～610mm之間，樁間距可以控制在直徑的4倍左右；樁頂標(biāo)高一般要比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出0.5m以上的距離，樁端持力層應(yīng)為其匹配載荷力較大的地質(zhì)土層；保證整體的強(qiáng)度高于C15。

4.5 CFG樁施工注意事項(xiàng)

CFG樁在具體工程施工中應(yīng)注意到以下幾點(diǎn)：首先在鉆孔之前應(yīng)將鉆頭閥門關(guān)閉；然后利用操作桿進(jìn)行鉆桿的下移，當(dāng)其觸碰到地表之后才能夠啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)其作業(yè)過(guò)程還要求先慢后快，如果在鉆孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其發(fā)生偏移則要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行修正；在施工過(guò)程中還要求鉆機(jī)作業(yè)人員以及現(xiàn)場(chǎng)指揮與讀書人員相互協(xié)調(diào)，有效保證各項(xiàng)參數(shù)的正常，防止各種安全隱患的發(fā)生；另外還要在整個(gè)作業(yè)過(guò)程中對(duì)于地質(zhì)情況進(jìn)行有效記錄，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)進(jìn)行上報(bào)并停止作業(yè)，其實(shí)在鉆機(jī)發(fā)生劇烈晃動(dòng)或難以鉆進(jìn)等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)姆啪忋@進(jìn)速度，避免遇到較硬地質(zhì)而產(chǎn)生鉆具損壞、樁孔偏差和位移等問(wèn)題；施工結(jié)束以后的一段時(shí)間，等到樁體達(dá)到硬度要求才能繼續(xù)進(jìn)行施工；在進(jìn)行樁體的清理過(guò)程中，一定要防止樁間土受力層發(fā)生破壞，又或者是直接影響樁體的正常使用；一般針對(duì)深層基槽能夠使用人工與機(jī)械兩種方式開展工作，而淺層基槽能夠使用人工開挖的手段實(shí)施，通常要求人工開挖預(yù)留的深度不低于0.2m。最后還要結(jié)合具體的樁基結(jié)構(gòu)，計(jì)算其樁位偏，防止其偏差過(guò)大。

5 結(jié)語(yǔ)

總體而言，水泥粉煤灰碎石樁（CFG）在在我國(guó)高速公路地基處理過(guò)程中有著十分關(guān)鍵的作用，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土地基的加固，提高工程施工質(zhì)量，防止地基產(chǎn)生各種塌陷裂紋等現(xiàn)象，有效保證我國(guó)高速公路系統(tǒng)的完善和優(yōu)化。因此在具體工程技術(shù)的施工與應(yīng)用過(guò)程中，必須對(duì)該技術(shù)引起足夠的重視，有效保證公路地基的安全性與穩(wěn)定性。