海相淤泥質(zhì)黏土地層CFG樁斷樁成因分析——以福建某沿海市政道路工程為例

時貞祥，張 瑋，李文禎，劉子超，陳 煥，曹晨陽

中國電建市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，天津 300384

CFG（Cement Fly-ash Gravel）樁為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的具有一定強(qiáng)度的可變強(qiáng)度樁。CFG樁是一種被用于改善與加固軟土地基的施工技術(shù)，其原理是利用專業(yè)鉆機(jī)設(shè)備，將混凝土與地基深處的原土質(zhì)進(jìn)行融合，以此改善地基的土質(zhì)，滿足地基承載的要求[1]，廣泛應(yīng)用于我國交通、建筑等土木工程建設(shè)領(lǐng)域[2]。然而，在沿海城市土木工程建設(shè)過程中會不可避免地遇到海相淤泥質(zhì)黏土地層，CFG樁施工過程中會受到淤泥侵入、樁與樁之間的相互擠壓等因素影響，導(dǎo)致CFG樁體質(zhì)量難以得到有效控制，施工質(zhì)量無法達(dá)到預(yù)期[3]。

1 工程概況

福建省某濱海大道二期道路工程起于站前大道與濱海大道一期平交路口，途徑濱海新城、外墩、馬洋、江美、點(diǎn)頭鎮(zhèn)、白琳鎮(zhèn)、翁江，終點(diǎn)設(shè)置在白琳鎮(zhèn)寒洋里接974縣道，線路全長10.69km。我標(biāo)段為第一標(biāo)段，起止點(diǎn)為站前大道與濱海大道一期平交路口至江美村海域，起訖樁號為K0+000～K4+865，全長4.865km。該工程按城市主干路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，其中普通路段路寬40m，海堤路段路寬48m，福鼎市濱海大道二期路段全程設(shè)計時速為50km，雙向四車道。主線K0+710～K1+820 CFG樁軟基處理總樁長320470m，總樁數(shù)為25385個，樁徑為50cm，按四邊形布置，CFG樁處理區(qū)域（K0+710～K1+820）地段屬典型海相沖淤積地貌，廣泛分布有軟土層（淤泥），地形變化小，地勢較平緩。該段基底土層為淤泥層，屬典型軟土路基，土層壓縮性高，承載力低，穩(wěn)定性差。

2 試樁試驗

（1）打樁順序：選擇合理的打樁順序，從施工區(qū)域中心向兩側(cè)施打，采用隔樁跳打和連續(xù)施打兩種工藝。

（2）拔管速度：拔管時應(yīng)先振5～10s再開始拔管，邊振邊拔，每上拔0.5～1.0m，應(yīng)停拔并振動5～10s，如此反復(fù)操作至樁管全部拔出，拔管速度控制在1.0～1.2m/min，在軟弱土層中適當(dāng)放慢速度。

（3）樁型選擇：試樁統(tǒng)計表如表1所示，此次共試樁120根，采用500mm和600mm兩種樁徑，樁間距為1.8m，樁身混凝土分別使用了C15、C20、C25標(biāo)號的自拌混凝土和商品混凝土。

表1 試樁統(tǒng)計表

3 試驗結(jié)果分析

設(shè)備編號為3#的不同序號的CFG樁取芯試驗芯樣圖如圖1所示，由圖1可知，在統(tǒng)一直徑為600mm的樁徑下，圖（a）中采用商品混凝土C15的編號為D43-20的CFG樁，通過取芯發(fā)現(xiàn)：

圖1 CFG樁取芯試驗芯樣

（1）0～3.60m為柱狀混凝土、夾雜塊狀混凝土；3.60～6.28m為長柱狀；6.28～9.41m為長柱狀；9.41～12.59m為長柱狀、散狀混凝土；12.59～13.30m為散狀混凝土、泥砂質(zhì)砂角礫碎石層。

（2）應(yīng)取CFG樁芯樣13.14m，實際芯樣11.22m，其中11.22～13.14m處未能形成成形芯樣。同時通過圖（c）編號為D45-20的CFG樁與圖（d）編號為D47-17的CGF樁發(fā)現(xiàn)，拔管時長為10min時，CFG樁體抽芯后檢測發(fā)現(xiàn)，樁體成樁質(zhì)量較為破碎，這表明拔管速度的快慢直接影響了CFG樁的成樁質(zhì)量。

4 結(jié)論

福建某沿海市政道路工程通過對福建某沿海市政道路工程地段進(jìn)行試樁施工，對比不同型號、尺寸等相應(yīng)CFG樁參數(shù)，依據(jù)樁芯成樁情況判斷CFG樁在該淤泥質(zhì)黏土地層的表現(xiàn)情況，確定較為合理的CFG樁施工參數(shù)。通過分析結(jié)論可知，CFG樁施工過程中會受到海相淤泥質(zhì)黏土侵入、樁與樁之間的相互擠壓等因素的影響，導(dǎo)致CFG樁體質(zhì)量難以有效控制，施工質(zhì)量無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。