小議CFG樁在處理道路地基中的應用

摘要：CFG樁(Cement Flyash Gravel Pile)復合地基是90年代初出現的一種地基處理新技術。CFG樁與樁間土和樁頂與基底間的褥墊層共同組成復合地基，屬剛性樁復合地基。與一般的柔性樁復合地基相比，用CFG樁處理地基，具有可使地基承載力提高幅度大并具有很大可調性的優點，故特別是天然地基承載力較低而設計要求的承載力較高，用柔性樁復合地基一般難以滿足設計要求時，CFG樁復合地基則有明顯的優勢。這一技術一經問世，就在全國迅猛發展。

關鍵詞：CFG樁 道路 軟土路基 處理

CFG樁形成的復合地基結構體系其承載力大且可調性強、沉降變形小、穩定快、無有效樁長的限制，在路堤填筑施工期間，在工后其累計沉降量均小于其它傳統的軟基處理方法。可以大量應用于道路深厚軟基的處理，在加寬段、滑塌段、結構物軟基處理、橋臺差異沉降、高路堤快速填筑等軟基處理段具有較高的技術經濟效益，其推廣應用價值較高。

1 CFG樁處理地基的特點綜述

1.1 適用范圍廣

CFG樁復合地基適用于條形基礎、獨立基礎，也適用于筏形基礎、箱形基礎。就土而言，適用于處理粘性土、粉土、砂土、淤泥質土地基。從擠密效果看，既可用于擠密效果好的土，也可用于擠密效果差的土。CFG樁適用于多層建筑、高層建筑的地基處理，目前已經被廣泛用于高層建筑。

1.2 承載力強

CFG樁樁長可以從幾米到20多米均可，并且可以全樁長發揮樁的側阻力，樁承擔的荷載占總荷載的百分比可在40%-75%之間變化，使得復合地基承載力的提高幅度大并且具有很大的可調性。當天然地基承載力較高時，若上部荷載不大，可將樁長設計得短一點。有時根據承載力要求和具體土層情況，可采用長短樁間隔設置，發揮不同土層的端承力。

1.3 樁體排水

當CFG樁在飽和的粉土和砂土中施工時，由于成樁的振動作用，會使砂土液化，土體內產生超靜孔隙水壓力，剛剛施工完的CFG樁將是一個很好的排水通道，孔隙水沿著樁體向上排出，直到CFG樁樁體硬化為止。此現象不僅不會影響樁體強度，反而對減小因孔壓消散太慢引起地面的隆起和增加樁間土的密實度大為有利。

1.4 沉降變形

CFG樁復合地基復合變形模量大，建筑物沉降量小是其重要特點之一。對于上部和中間有軟弱土層的地基，采用CFG樁進行地基處理，樁端持力于下面較好的土層，可以獲得變形模量較高的復合地基，從而有效地控制建筑物的沉降。根據大量工程實踐得知，采用CFG樁進行有效的地基處理后，建筑物的沉降一般可控制在20-50mm左右。

1.5 時間效應

利用振動沉管施工時，由于振動作用，將會對樁間土產生擾動，特別是高靈敏度的土，會使其結構強度喪失或降低，成樁結束后，隨著恢復期的增長，結構強度逐漸恢復，樁間土的承載力會有所增加。另外CFG樁本身強度在28d-60d過程中增長的最快，以后強度逐漸慢慢增加。特別是高標號的混合料要到60d齡期才能達到或超過設計強度。

2 地基處理主要施工技術探討

2.1 施工機械設備

長螺旋鉆管內泵壓CFG樁施工工藝是由長螺旋鉆機、混凝土泵和強制式混凝土攪拌機組成的完整的施工體系，本工程采用2臺ZKL800BB型步履式長螺旋鉆機、1臺HBT60型混凝土輸送泵、1臺JS50型混凝土攪拌機。

2.2 主要施工工藝

2.2.1 測量定位

測量定位采用打孔灌石灰的方法處理，即先用直徑30的鋼管打孔300mm深的深度，然后灌入石灰粉，再插入鋼筋進行復核樁位，施工中所有樁孔一次定位完成。

2.2.2 鉆機就位

鉆機就位前需檢查場地情況，如果場地較軟，應增加支腿接地面積。若場地坡度>30°應加墊枕木施工，鉆機就位后必須平衡，啟動四支腿油缸調整鉆機水平，確保鉆塔垂直度≯1%，對位偏差≯20mm，鉆機開鉆前必須嚴格檢查鉆頭上楔形出料活門是否閉合。

2.2.3 鉆進成孔

鉆進過程中根據地層變化和動力頭工作電流值對鉆壓、轉速和鉆進速度進行合理調整，鉆進采用間歇式鉆進方法，即鉆進一空鉆一鉆進，鉆進至設計深度后空車30-60s，待電流穩定確認樁長滿足要求后終孔停鉆。

2.2.4 混凝土攪拌及泵送

混凝土攪拌應該嚴格按配合比配料，嚴格控制好進場原材質量，每盤攪拌時間≮90s，經常檢查混凝土的和易性及坍落度，控制好混凝土的攪拌質量。

2.2.5 每樁灌混凝土結束后，應及時進行封頂以保護樁頭。

2.2.6 施工中遇到地下障礙使樁位偏移時應及時處理后再次就位，并對混凝土泵送中遇到輸料管堵塞或鉆進中出現的異常問題及時正確處理。

2.3 施工質量控制

在制作樁體時應特別注意撥管的高度與速度。在沒有施工現場成樁試驗等有關參數時，樁管內灌滿混合料后，應先錘擊5-10s，再開始邊錘擊邊撥，以防止樁底出現吊腳現象。每次撥管高度宜控制在0.5-1.0m，每撥管一次停撥錘擊5-los或者反插深度0.3-0.5m；撥管過程中，應分段添加混合料，樁管內混合料始終高于拔管高度1.5m，以保證樁身的完整性。撥管速度控制在1.5m/min以內，當撥管通過淤泥夾層時，應適當放慢撥管速度，以防止樁身出現縮徑現象。

在施工過程中，發現有些樁成孔到設計深度，開始泵料時，鉆頭閥門打不開，無法成樁。經調查，鉆頭閥門打不開有兩種原因：鉆頭問題，當鉆頭加工不合理時，成孔過程中土中的砂?；蛐÷咽卓ㄋ篱y門，造成閥門打不開；由于樁端落在砂土層，樁端土質具有良好滲透性，導致閥門外的水頭壓力大于鉆桿內混合料的壓力，造成閥門打不開。本工程鉆頭穿越細砂、圓礫、卵石層，終孔于粉細砂層及細中砂層上，很容易導致閥門打不開。經設計組和施工組共同商量改用防水鉆頭或者是適當增加樁長，中低壓縮性的粉質粘土層或粘質粉、砂質粉土層，避免閥門打不開的情況發生。

混凝土坍落度控制在70-90mm，水灰比宜在0.6-0.8之間；樁位應保證準確，其偏差允許不大于150mm，樁身保持垂直，垂直度偏差不應大于1%；按序跳打施工，向一個方向逐漸推進，以防止地冒，在已成樁的樁頂埋設標尺，觀察施工對已成樁的擠壓情況，防止已成樁受擠壓而斷裂并了解地面地冒情況；若遇孤石，則樁位應適當移位，以保證樁體滿足設計要求；根據樁機頂部吊下的垂球即可控制垂直度，垂直度控制在1%以內；定期對樁機進行檢測，保證施工的連續性。

CFG樁復合地基粘結強度樁是復合地基的代表，目前多用于高層和超高層建筑中。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。CFG樁復合地基通過褥墊層與基礎連接，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，樁頂應力比樁間土表面應力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應減少了樁間土承擔的荷載。這樣，由于樁的作用使復合地基承載力提高，變形減小，再加上CFG樁不配筋，樁體利用工業廢料粉煤灰作為摻和料，大大降低了工程造價。本文根據道路軟基處理特點和質量要求，以解決實際工程問題為背景，從實用設計方法和施工控制等方面系統地對CFG樁在市政道路軟基處理中的應用進行了研究。