ＣＦＧ樁在市政道路工程中的技術(shù)應(yīng)用

摘要：CFG樁作為一種新興的軟基處理技術(shù)，近幾年在我省的公路、市政建設(shè)工程中已經(jīng)越來越多的被認(rèn)同。隨著這項技術(shù)的推廣，在市政工程領(lǐng)域，也得到了廣泛的應(yīng)用。本人結(jié)合自身的工程實踐經(jīng)驗，借該種樁體在市政道路工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行深入闡述，并借此機會對該種樁體的一些工藝要求及注意事項進(jìn)行介紹，以供同行兄弟參考借鑒。

關(guān)鍵詞：CFG樁；市政工程；工藝技術(shù)

1概述

CFG樁它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，和樁間士、褥墊層一起形成復(fù)合地基。CFG樁復(fù)合地基通過褥墊層與基礎(chǔ)連接，無論樁端落在一般土層還是堅硬土層，均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間士表面應(yīng)力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔(dān)的荷載。這樣，由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價。

CFG樁的特點和適用性與一般碎石樁相比，碎石樁系散體粒料樁，樁本身沒有粘結(jié)強度，主要靠周圍土的約束形成樁體強度，并和樁間土組成復(fù)合地基共同承擔(dān)上部填筑土石重量的垂直荷載。土越軟對樁的約束作用越差，樁體強度也越小，樁傳遞垂直荷載的年齡也就越差。

CFG樁具有一定粘結(jié)強度的樁，在外荷載作用下，樁身不會象碎石樁那樣出現(xiàn)鼓脹破壞，并可全樁長發(fā)揮側(cè)摩阻力作用，樁落在好的土層上具有明顯的端承力，樁承受的荷載通過樁周的摩阻力和樁端阻力傳到深層地基中，其復(fù)合地基的承載力可以大幅度提高。剛性樁與散體材料樁不同，剛性樁可以全樁長發(fā)揮樁的側(cè)摩阻力，樁端落在好的土層上也可以較好的發(fā)揮樁端的端阻作用。若將碎石樁加以改進(jìn)，使其具有剛性樁的某些性狀，則樁的作用大大增強，復(fù)合地基承載力會大大增加。這樣在碎石樁中摻加適量石屑、粉煤灰和水泥加水拌和，制成一種粘結(jié)強度較高的樁（即CFG樁），該樁的剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碎石樁的剛度，但和剛性樁相比剛度相差較大，該樁只是一種具有高粘結(jié)強度的柔性樁。CFG樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成柔性樁復(fù)合地基。

CFG樁適用于處理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥質(zhì)土地基；既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土。當(dāng)CFG樁用于擠密效果好的土?xí)r，承載力的提高既有擠密作用，又有置換作用；當(dāng)CFG樁用于擠密效果差的土?xí)r，承載力的提高只與置換作用有關(guān)。CFG樁和其它復(fù)合地基的樁型相比，它的置換作用很突出，這是CFG樁的重要特征。當(dāng)天然地基土是具有良好擠密效果的砂土、粉土?xí)r，成樁過程中的振動可使地基土大大擠密（振密），有時地基承載力可以提高2倍以上；對塑性指數(shù)高的飽和軟粘土，成樁時土的擠密作用微乎其微，幾乎等于0，承載力的提高唯一取決于樁的置換作用。由于樁間土承載力小，土的荷載分擔(dān)比小，會嚴(yán)重影響加固效果，所以對于強度很低的飽和軟粘土，須慎重對待，現(xiàn)場做試樁試驗，來確定CFG樁的適用性。

2 質(zhì)量控制措施

2.1 CFG配合比設(shè)計

CFG樁混合料是由水泥、粉煤灰、石屑、碎石和水組成的，其配合比在設(shè)計圖紙中往往有一個推薦配合比可供參考。由于這種樁體的特殊性，其坍落度一般控制在3-5cm，采用普通硅酸鹽425#水泥，碎石粒徑為2~4cm，材料質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范要求。

2.2 施工前準(zhǔn)備工作

施工軸線測量放樣，并就近設(shè)水準(zhǔn)點，以便作沉降觀測。

在正式開工前進(jìn)行試樁，以核對地質(zhì)條件是否準(zhǔn)確，檢驗設(shè)備是否運轉(zhuǎn)正常，工藝選擇是否合適，與設(shè)計數(shù)據(jù)對比是否有差異，以便作相應(yīng)調(diào)整。試樁時注意觀察記錄沉管下沉速度、突然變化的深度，因為此時沉管可能剛穿過淤泥層。記錄好該深度后在繼續(xù)振動下沉管0.5m，量取沉管深度，以便于計算樁體材料用量。試驗樁應(yīng)設(shè)置5根，對其中的3根進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，并對其中的兩根進(jìn)行荷載試驗。

2.3 施工工藝

在市政工程的圓管涵、蓋板涵和箱涵等結(jié)構(gòu)物的軟基處理中，最近幾年大部分都是采用CFG樁結(jié)合袋裝砂井的方式來綜合進(jìn)行處理的，正常情況下，CFG樁徑為40cm ，按四方形布置，中間設(shè)置直徑為Φ7cm的袋裝砂井以增加排水通道。

涵洞底CFG樁沿路線縱向涵洞范圍內(nèi)間距為1.6m，每側(cè)設(shè)10m左右的過渡段，過渡段內(nèi)CFG間距從1.6m過渡至2.0m，CFG樁沿路線橫向的間距為1.6m。施工時，在地面上鋪設(shè)一定厚度的砂墊層后才可以進(jìn)行CFG樁施工。CFG樁施工次序為橫向由路中心往兩側(cè)施工，縱向由涵洞中心向兩側(cè)施工，且必須采用隔樁跳打的方法，以降低對相鄰成樁樁體的完整性造成一定程度的破壞。按照經(jīng)驗，CFG樁樁體材料的推薦重量比為水泥:石屑:碎石=1:1.53:3.529:8.855，施工時應(yīng)進(jìn)行加水量試驗，坍落度按3~5cm控制。CFG樁成樁28天后方可進(jìn)行抽芯檢測，28天齡期的抗壓強度必須大于10Mpa。

CFG樁的成樁方式，大致有兩種，一種是對樁間土產(chǎn)生擾動或擠密作用的施工工藝，如振動沉管打樁機成孔制樁，稱為擠土成樁；另一種則是對樁間土不產(chǎn)生擾動或擠密的施工工藝，如長螺旋鉆孔灌注成樁，稱為非擠土成樁。目前工地上采用較多的是第一種成樁方式-擠土成樁。

CFG樁的施工工藝控制流程一般為：

2.4施工過程注意事項

沉管。樁機就位須水平、穩(wěn)固，調(diào)整沉管使其與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。

啟動電動機，開始沉管，在沉管過程中應(yīng)注意保證樁機穩(wěn)定，嚴(yán)禁傾斜和錯位。沉管過程中應(yīng)做好記錄，激振電流每沉1m記錄一次，對土層變化處在記錄表中特別加以說明。

配料投料。按設(shè)計并經(jīng)現(xiàn)場試配檢驗合格的配合比拌制樁體材料，在沉管過程中既可用料斗進(jìn)行空中投料，待沉管到設(shè)計標(biāo)高后須盡快投料，直到管內(nèi)混合料面與鋼管投料口平齊。在飽和含水量砂層中施工，為防止樁管內(nèi)進(jìn)水造成混合料離析，樁管未入土前先向鋼管內(nèi)灌1.0~1.5m3的混合料。

投料的多少關(guān)系到樁身質(zhì)量的好壞，如上料不夠，須在拔管過程中空中投補料，以保證樁身完整及成樁樁頂標(biāo)高滿足設(shè)計要求。

混合料的攪拌須均勻，攪拌時間不得少于1分鐘。

拔管。當(dāng)混合料加至鋼管投料口平齊后，開動電動機，沉管原地留振10秒左右，然后邊振邊拔管。

拔管速度按均勻線速控制，一般控制在0.8m/s，當(dāng)沉管拔至離地表2m時，再減慢一半，且留振10秒。

褥墊鋪設(shè)。CFG樁施工前鋪設(shè)20cm厚的砂墊層，待袋裝砂井和CFG樁施工后再鋪設(shè)10cm砂墊層，然后在其上鋪土工格柵。

結(jié)束語

綜上所述，CFC樁作為軟基處理的一種新興技術(shù)，憑借著低成本，易施工，處理效果好等特點，已經(jīng)在后期市政工程的應(yīng)用中得到了工程建設(shè)者的一致認(rèn)可，其工藝技術(shù)也隨著應(yīng)用范圍的不斷推廣而得到進(jìn)一步的完善加強。CFG樁成樁質(zhì)量的好與壞，與其它常規(guī)類型的樁體一樣，都必須從原材料、工藝控制上進(jìn)行嚴(yán)格控制，特別是做好對施工配合比的控制，才能確保樁體成樁的最終質(zhì)量，收到軟基處理的預(yù)期效果。

參考文獻(xiàn)

[1]天津市公路工程設(shè)計研究院.水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）設(shè)計與應(yīng)用