簡述軟基處理中CFG樁的應用

鄭壯炎

（汕頭市達濠市政建設有限公司，廣東 汕頭 515041）

1 工程概況

二廣高速湖南省永州至藍山段K130+315涵洞，為3-4*5m石砌拱涵，涵長129.7m，寬度33.5m。原設計漿砌片石換填，換填深度4m，片石18116.8m3，基底承載力要求不小于520KPa。此涵洞位于山區溪流型溝谷，為常年性河流，地下水豐富。現場地質勘測資料顯示，主要為第四系沖、洪積砂、礫石、卵石層，深度為4～6m，底部為基巖，在3～4處有粘土夾層。根據經驗卵石層、沙礫層是達不到520KPa的承載力。最后進行基礎變更，取消4m的漿砌片石換填，改為CFG樁處理，總樁數1947根。設計CFG樁樁身強度C15，樁長約5m，樁直徑0.5m，樁間距1.5m，梅花形布置。褥墊層采用砂礫，厚度50cm。

2 CFG樁試樁施工

施工現場首先做好“三通一平”，當地表土強度較低時，要先鋪設適當厚度的砂墊層，以利于重型機械通行。

施工放樣，根據設計圖紙布置樁位，做好標志。

選擇合適的施工機械和施工方法，確定CFG樁復合地基成樁工藝參數，即沉管速率、單樁投料量、拔管速率。

連續施打對樁身質量的影響：試樁外徑φ0.5cm，樁距為1.5m。連續施打過程中，施打相鄰的試樁時，發現剛打完的試樁樁身混合料出現上涌現象，而采取跳打措施的試樁未出現此情況。樁身開挖檢查發現，連續施打的CFG樁樁身被擠扁，樁徑較小；而跳打的CFG樁樁徑較規則，沒有被擠扁的現象，直徑約為φ45cm，質量較好。可見采取跳打措施方能保證工程質量。

樁身混合料坍落度及拔管對樁身質量的影響;在現場進行了坍落度為8～10cm和坍落度為2～4cm的混合料沉管制樁試驗，發現坍落度為8～10cm的混合料沉管制樁完畢后，樁頂浮漿較厚，厚度達0.8m左右。坍落度為2～4cm的混合料沉管制樁完畢后，樁頂浮漿較少，厚度達0.1m左右。坍落度大，漿液較多較稀，由于拔管的振動作用使密實，充填滿空隙后多余的浮漿被振至樁頂，因而影響樁身質量。坍落度小，漿液較稠較少，正好填充碎石、石屑級配的空隙，因而樁頂浮漿較少，對樁身質量有利。另外由配比試驗得知，坍落度小，需水量少、水灰比小、強度高。

另外，從現場所進行的拔管速率試驗看，拔管速率在1.2～1.5m/min比較適宜。

3 施工工藝

3.1 CFG樁材料及配合比：CFG樁主要材料有水泥、粉煤灰、砂、碎石，混合料強度等級為C15，其施工配合比為水泥:砂：碎石：粉煤灰=300:750:1200:40（重量比）。

容重為2440Kg/m3。水泥為P32.5級，粉煤灰是電廠生產的合格品。

3.2 施工工藝流程，如圖

3.3 CFG樁振動沉管法施工與控制關鍵

樁基就位，保證其水平、穩固；調整套管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于設計允許值；在套管上標志出打設深度，確保加固深度滿足設計要求。

啟動電動機，開始沉管，注意保持樁機的穩定，避免傾斜和錯位。沉管過程中須作好記錄。激振電流每沉1m記錄一次，直至沉管到底部基巖。

混合料采用廠拌，混凝土輸送車運輸。

混合料攪拌質量：混合料坍落度過大，樁頂浮漿過多，樁體強度會降低，一般樁頂浮漿控制在10cm左右，坍落度控制在3～5cm，成樁質量容易保證。

沉管至基巖后停機，立即向管內投料，直到混合料與進料口齊平。當混合料加至鋼管投料口平齊后，開動電動機，沉管原地留振10s左右，然后根據試樁確定拔管速度1.2～1.5m/min邊振動邊拔管，拔管速度按均勻線控制，如遇淤泥土或淤泥質土，拔管速率可適當放慢。保持混凝土灌注的連續性，嚴格控制提速，嚴禁提鉆過快，使孔內產生負壓，導致孔壁坍塌掉快而造成樁身夾泥或縮頸現象。樁管拔出地面，確定成樁復合設計要求后用粒狀材料或濕粘土封頂，然后移機繼續下一根樁施工。

拔管速率：控制沉管提拔速度和保證連續提拔，提拔速度太快，可能導致縮頸或斷樁；速度太慢，使樁端樁體水泥含量較少，樁頂浮漿過多，混合料容易產生離析，造成樁身強度不均勻。拔管過程中也不得反插，若采用反插辦法，由于樁管垂直度很難保證，反插容易使土與樁體材料混合，導致樁身摻土等缺陷。

施工順序：CFG樁施打順序有兩種，一種是連續施打，二是隔樁跳打。連續施打可能給樁造成的缺陷是樁被擠扁或縮頸，而隔樁跳打對先打樁的樁徑較少發生縮小或縮頸現象，施工時不宜從四周轉圈向內推進，這樣限制了樁間土向外的側向變形，造成大面積土體隆起，斷樁可能性增大。宜采用從中心向外推進或從一邊向另一邊推進的方案。

施打新樁時與已打樁間隔時間不應少于七天。

3.4 CFG樁檢測

CFG樁施工過程中，每臺班制作檢查時間，進行28天標準立方體無側限抗壓強度檢測，強度值不應小于15MPa。

CFG樁成樁10天后，開始清除樁間土，采用小型挖掘機配合手推車清理樁間土。為保證樁的完整性，成樁28天后采用機械配合人工清除保護土層，然后進行樁頭處理：首先確定樁頂標高，然后采用風鎬鑿除，人工修平。

CFG樁施工的各項允許偏差、檢驗數量及檢驗方法如表規定：

本工點CFG樁檢測委托第三方檢測，根據規范要求采用小應變和靜載試驗，檢驗頻率：小應變按10%比例檢測195根；靜載按0.1%比例檢測2根。

從隨機抽查的195根進行小應變檢測結果：Ⅰ類樁186根，Ⅱ類樁9根，Ⅰ類樁比率95.4%，樁身質量完整，不存在影響正常使用的Ⅲ類樁。

從隨機抽查的2根進行靜載檢測結果：CFG樁在使用荷載作用下沉降量均在5mm以內，承載力滿足設計要求。

4 結束語

該工程CFG樁樁數1947根，從2009年5月10日開始施工，到6月25日結束，歷時47天，綜合節約投資320萬元，具有良好的經濟和社會效益。和鋼筋混凝土樁基相比，由于CFG樁樁體材料可以摻入工業廢料粉煤灰，不配筋以及充分發揮樁間土的承載能力，工程造價一般為樁基的1/3～1/4，經濟效益和社會效益非常顯著，并且具有施工速度快，工期短、質量較易控制等特點。

[1]JGJ79-2002，建筑地基處理技術規范

[2]JGJ94-94，建筑樁基技術規范

[3]GB50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規范

[4]閆明禮，張東剛.CFG樁復合地基技術及工程實踐（第2版）[M].北京：中國水利水電出版社.