延崇高速CFG 樁施工要點(diǎn)分析

鄒雪梅

（北京財(cái)貿(mào)職業(yè)學(xué)院，北京 100000）

1 工程概況

延崇高速公路（北京段）工程為北京市與河北省張家口地區(qū)聯(lián)系的一條重要道路，位于延慶區(qū)內(nèi)，是2019年北京世園會與2022 年北京冬奧會的重要聯(lián)絡(luò)線。延崇高速公路（北京段）分為南北兩段，南起興延高速公路，北至市界，線路全長32.2km，南段（K0+406.895—K15+634.868）為平原區(qū)段，北段（K15+634.868—K32+659.800）為山區(qū)段。

1.1 工程簡介

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)贙8+106.883 主線橋北頭；K8+786.316 輔路橋南橋頭、K8+809.089 輔路橋北橋頭；K10+466.322 輔路橋南橋頭、K10+479.122 輔路橋北橋頭；K0+342.787A 匝道北橋頭、K0+496.618B 匝道北橋頭進(jìn)行復(fù)合地基處理。

為保證道路路基的承載能力，防止不均勻沉降，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，采用CFG 樁對路基進(jìn)行處理，主線橋橋頭樁徑為40cm，A 區(qū)樁長為12.5m，各區(qū)為上一區(qū)樁長遞減2m，直至6.5m 為止，樁距1.6m，樁長12m 的樁身采用C25 混凝土灌注，樁長為12m 及12m 以下的樁身混凝土為C20，主線橋復(fù)合地基設(shè)計(jì)圖見圖1、圖2。輔路橋橋頭樁徑為40cm，A 區(qū)樁長為8.5m，因A 區(qū)樁長為偶數(shù)，A 區(qū)之后各區(qū)為上一區(qū)樁長遞減2m，直至樁長遞減到6.5m 為止，采用C20 混凝土澆筑；A、B 匝道北橋頭樁徑為40cm，A 區(qū)樁長為12.5m，各區(qū)為上一區(qū)樁長遞減2m，直至6.5m 為止，樁距1.6m，樁長12m 以上的樁身采用C25 混凝土灌注，樁長為12m 及12m 以下的樁身混凝土為C20。樁頂鋪筑60cm 厚級配砂礫墊層，墊層寬出最外一側(cè)一排樁80cm，并加鋪2 層三向土工格柵。

圖1 主線橋復(fù)合地基縱剖面圖

圖2 主線橋復(fù)合地基橫剖面圖

1.2 工程地質(zhì)條件

北京市總體地勢受構(gòu)造活動、氣候條件等因素作用，由西向東南，整體地貌由西、西北、北部的山地地貌單元逐漸向東、東南、南過度為山前丘陵、臺地及平原地貌單元。北京最高的山是海拔2241m，平原的海拔通常在100m 以下，大部分是30~50m。最下部海拔8m，有相對的高低差。最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間是2233m。

延慶區(qū)是華北平原到張北平原的過渡帶，位于燕山沉降帶的西端，東、北、南環(huán)山。市區(qū)是從東北向西南延伸的長方形，地形三面環(huán)山，一側(cè)接近水。中間是北京最大的盆地。盆地的平均海拔500m，山地的平均海拔1000m，海陀山是這個(gè)海拔2241m 的地區(qū)最高的山峰，也是北京第二高的山峰。本項(xiàng)目主要穿過官廳水庫東側(cè)平原區(qū)，沿線整體地勢由南向北逐漸降低，自然地面標(biāo)高范圍約在531.3~476.5 之間，平均坡度小于0.4%。

地面下的地層根據(jù)沉積年代和工程性質(zhì)，分為人工堆積層、新近的沉積層和第四季沖擊層三大類，分布范圍為深度65m。根據(jù)巖石相的組成、構(gòu)造、工程學(xué)特性，分為9 個(gè)大層和二層。

2 CFG 樁施工準(zhǔn)備

2.1 技術(shù)準(zhǔn)備

（1）技術(shù)人員精通設(shè)計(jì)圖和地質(zhì)調(diào)查資料，組織相關(guān)人員進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，學(xué)習(xí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。

（2）測量員應(yīng)根據(jù)構(gòu)造圖和給定坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定軸定位樁和標(biāo)高控制點(diǎn)，釋放樁的位置，并向監(jiān)督者報(bào)告研究。

（3）測試員應(yīng)重新測試原材料，制定取樣計(jì)劃。

（4）對現(xiàn)有地下管線進(jìn)行物理勘探，拆除或變更妨礙建設(shè)的施工線路，制定計(jì)劃，并經(jīng)過相關(guān)手續(xù)[1]。

2.2 測量準(zhǔn)備

樁位置的打樁是根據(jù)管狀位置圖、測量地圖制作研究所提供的基準(zhǔn)點(diǎn)、以及所選擇的CFG 樁位置，確認(rèn)正確與否后再通過測量φ20 需要用鋼開孔。在30~50cm 深的地方，為了標(biāo)記CFG 管區(qū)的4 個(gè)角落注入白灰粉。

2.3 材料準(zhǔn)備

所用材料均需按規(guī)定進(jìn)行復(fù)試，混凝土配合比經(jīng)驗(yàn)證合格后方可使用。根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C20、C25及施工坍落度18～20cm 的要求，選擇有資質(zhì)的混凝土攪拌站供料且施工前做好配比驗(yàn)證工作。

樁頂鋪設(shè)墊層選用兩層共60cm 厚的級配碎石，墊層寬出最外側(cè)一排樁80cm。

2.4 機(jī)械準(zhǔn)備

機(jī)械設(shè)備需要長螺旋鉆機(jī)、混凝土地泵、配電箱、振動夯各2 臺，推土機(jī)、平地機(jī)、壓路機(jī)、發(fā)電機(jī)各1 臺。

2.5 勞動準(zhǔn)備

本項(xiàng)工程施工由項(xiàng)目部統(tǒng)一調(diào)度，并建立相應(yīng)的施工小組組成項(xiàng)目組織體系，接受項(xiàng)目部統(tǒng)一管理。技術(shù)2 人、質(zhì)檢2 人、測量3 人、電工1 人、現(xiàn)場施工人員15 人。

3 施工方案分析

3.1 施工工程量

共需施工φ40cm 的CFG 樁2886 顆。

3.2 CFG 樁施工工藝

除了考慮設(shè)計(jì)要求外，還必須考慮上述土木地質(zhì)學(xué)和水文學(xué)條件。如果驅(qū)動測試管，在建設(shè)過程中，使用長的自動鉆頭形成孔，用泵將混凝土輸送到管道。也就是說，鉆探到設(shè)計(jì)深度后，一邊抬起鉆頭位，一邊從空心鉆孔管注入CFG 混合物，自下而上成樁。

3.3 技術(shù)要求及質(zhì)量保證措施

3.3.1 質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表1、表2 所示。

表1 CFG 檢查項(xiàng)目

表2 褥墊層檢查項(xiàng)目

依據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F10—2006）相關(guān)規(guī)定，在CFG 樁的施工后，測試單樁和復(fù)合基礎(chǔ)的支撐力。試驗(yàn)頻率為樁子數(shù)的0.2%，3 根以上。為了確認(rèn)樁體的完整性，必須從使用的低應(yīng)變動態(tài)測試中，抽出樁總數(shù)的10%。

3.3.2 主要施工方法

（1）場地清理、壓實(shí)。施工機(jī)械進(jìn)場前必須對施工區(qū)域進(jìn)行場地清理、找平，并進(jìn)行必要的壓實(shí)，以確保到場機(jī)械能夠平穩(wěn)就位，移動，不產(chǎn)生偏斜。

（2）成孔。①鉆機(jī)就位后，調(diào)整鉆機(jī)水平，使其平穩(wěn)牢固，鉆桿垂直。鉆機(jī)對樁位的偏差和垂直度偏差應(yīng)由專人檢查，符合要求后方可進(jìn)行下道工序施工。②下放鉆桿時(shí)查看鉆桿中心是否與孔中心對齊。正確則將鉆機(jī)調(diào)平并穩(wěn)定，確保鉆機(jī)在鉆井過程中不會偏離。③鉆孔孔內(nèi)鉆孔管的長度應(yīng)根據(jù)鉆孔高度、設(shè)計(jì)好的樁長度和設(shè)計(jì)好的樁上部高度事先計(jì)算，并明確標(biāo)記在鉆孔管上。④在挖掘過程中，需要使用導(dǎo)向套管操作，以防止鉆孔管的中部彎曲。為了防止鉆頭過多堵塞，控制鉆頭速度。⑤在挖掘過程中，要仔細(xì)記錄地下土壤層的特性，隨時(shí)與設(shè)計(jì)圖進(jìn)行比較，仔細(xì)標(biāo)記發(fā)現(xiàn)的差異，以備將來的大規(guī)模建設(shè)。⑥挖掘到設(shè)計(jì)深度時(shí)，在現(xiàn)場空轉(zhuǎn)，清土后停止旋轉(zhuǎn)。專人檢查之后做預(yù)檢查和隱蔽檢查記錄，監(jiān)理人在接受檢查合格后執(zhí)行下道工序。

（3）壓灌成樁。①對成樁要嚴(yán)格控制樁長、樁徑、垂直度、和鉆進(jìn)速度、保護(hù)樁長度。②泵送混凝土：泵送混凝土操作之前，為確保地泵正常工作檢查地泵的所有儀表；若灌完第一根樁或長時(shí)間停止鉆孔，用泵送水泥砂漿來濕潤泵管防止管道堵塞。③起鉆與泵送配合：由現(xiàn)場設(shè)專職信號員，鉆至標(biāo)高時(shí)，司鉆將鉆具要提升約20~30cm 便于閥門開啟同時(shí)通知泵工啟動泵。④鉆桿的起升時(shí)間、混合料的泵送量與拉速相匹配。一般情況下鉆桿速度控制在1.2~1.5m/min，不允許反向插入。如果出現(xiàn)飽和砂層或飽和淤泥層，不得停止泵送材料。⑤采用插入式振搗器在成樁后振搗樁頂混凝土，為了提高樁頂混凝土的牢固性，振動深度在5m 以上。為了確認(rèn)設(shè)計(jì)樁上部的高度沒有懸浮漿料，樁上部的高度必須比設(shè)計(jì)高度高50cm。⑥抽水過程中如達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高，應(yīng)及時(shí)處理。如果混凝土表面已超過地下水位，則應(yīng)采用孔口補(bǔ)充灌漿的方法；混凝土表面位于地下水面以下的情況下，為了確保持續(xù)的挖掘注入，需要將泵管插入混凝土表面50cm 以下。⑦認(rèn)真把握施工記錄，形成樁子后，按照施工記錄再研究。

（4）清土。當(dāng)鉆探鉆孔時(shí)，可以用手推車人工或裝載機(jī)清土。用50cm 的樁結(jié)構(gòu)保護(hù)的土可以手動清理運(yùn)輸，另一個(gè)裝載機(jī)用于防止槽底被擾動。

（5）剔樁頭。CFG 樁是素混凝土樁，故在處理樁頭時(shí)全部采用切樁機(jī)切割，避免出現(xiàn)不必要的斷樁。保證樁頭平整，不出現(xiàn)斜茬，不影響下部樁身質(zhì)量。

（6）成樁樁檢測。根據(jù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，用復(fù)合地基的荷載試驗(yàn)進(jìn)行承載力試驗(yàn)：樁強(qiáng)度達(dá)到試驗(yàn)荷載條件后15d（使固化試件在相同條件下確定試驗(yàn)時(shí)間）開始試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)量占總數(shù)的0.2%，每項(xiàng)不少于3 分。

（7）混凝土試塊?；炷翝仓陂g，每個(gè)機(jī)械臺班作試塊5 組（每組3 塊）、2 組自檢、1 組抽檢、1 組監(jiān)理、1 組見證，按要求抽查總數(shù)5%。試塊養(yǎng)護(hù)至齡期送試驗(yàn)室作28d 強(qiáng)度試驗(yàn)，不小于C25 混凝土的強(qiáng)度要求。

（8）級配沙礫墊層施工。待試樁和驗(yàn)槽合格后，鋪設(shè)30cm 底層級配碎石，墊層寬出最外側(cè)一排樁80cm，其夯填度不大于0.9，壓實(shí)完畢后鋪設(shè)土工格柵，覆蓋整個(gè)級配沙礫墊層，格柵鋪設(shè)需平整無褶皺，土工格柵之上鋪設(shè)30cm 級配碎石，寬度與底層墊層相同，其夯填度不大于0.9，壓實(shí)完畢后鋪設(shè)第二層土工格柵。復(fù)合承載力要求≥225kPa[2]。

4 施工進(jìn)度計(jì)劃

4.1 施工準(zhǔn)備

正式開工前完成施工準(zhǔn)備工作。

（1）完成根據(jù)施工現(xiàn)場、材料堆放場所、生活區(qū)等。

（2）要根據(jù)施工的要求接好臨時(shí)水電鋪設(shè)臨時(shí)施工道路。

（3）對施工機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)備是在進(jìn)場前檢修完好，完好率達(dá)到100%并按時(shí)進(jìn)場[3]。

4.2 工期安排

工期共115d。

5 質(zhì)量保證措施

5.1 質(zhì)量目標(biāo)

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50202—2002），各子項(xiàng)目一次性合格率100%，優(yōu)質(zhì)率95%以上，各子項(xiàng)目的優(yōu)良率95%以上，單位項(xiàng)目的優(yōu)良率100%。投標(biāo)部門完成合格的品質(zhì)評價(jià)是合格的（完成合格品質(zhì)評價(jià)的分?jǐn)?shù)是92 分以上），完成合格品質(zhì)評價(jià)是優(yōu)秀的。申請北京質(zhì)量工程獎并獲獎，以國家質(zhì)量工程獎為目標(biāo)而努力。

5.2 質(zhì)量保證體系

項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)設(shè)立項(xiàng)目管理部門，實(shí)施項(xiàng)目經(jīng)理的責(zé)任系統(tǒng)，組織專家和技術(shù)人員建立健全的質(zhì)量保證系統(tǒng)。為了保證項(xiàng)目達(dá)到預(yù)期品質(zhì)，所有的工作和活動都會被管理。

5.3 質(zhì)量自檢

建設(shè)過程中重要的管理任務(wù)是質(zhì)量檢查。遵循“長遠(yuǎn)規(guī)劃、質(zhì)量第一”的方針，處理生產(chǎn)進(jìn)度和項(xiàng)目質(zhì)量的關(guān)系，制定調(diào)整兩者以提高項(xiàng)目質(zhì)量的條件。所有職能部門都要認(rèn)真落實(shí)，加強(qiáng)監(jiān)督，減少事故。

（1）施工期間，各工區(qū)必須嚴(yán)格建立各項(xiàng)檢查制度，包括堅(jiān)持定期和不定期檢查，包括質(zhì)量自檢、自評、抽檢制度，并對檢查結(jié)果進(jìn)行真實(shí)記錄。制定整改方案和措施，在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)限期整改。定期檢查要達(dá)到每月一次，由質(zhì)量管理部組織施工負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人、質(zhì)檢工程師參加檢查。

（2）質(zhì)量報(bào)驗(yàn)。嚴(yán)格執(zhí)行“三檢（自檢、互檢、專檢）制”，逐級檢驗(yàn)施工質(zhì)量，并制定合理的獎罰制度，使管理人員乃至一般施工人員，視質(zhì)量為己任，重視質(zhì)量，保證質(zhì)量。使監(jiān)理驗(yàn)收一次合格率達(dá)到100%。

6 結(jié)語

在工程施工之前，一定要認(rèn)真研究地質(zhì)水文情況，因地制宜地選擇設(shè)備，確定合施工工藝及施工方法，在操作時(shí)必須認(rèn)真慎重，嚴(yán)格按照操作規(guī)程以確保CFG樁施工質(zhì)量。