水泥粉煤灰碎石樁振動成樁施工工藝及質(zhì)量控制

石洪義

摘 要：水泥粉煤灰碎石樁即CFG樁，是一種值得推廣的地基處理技術(shù)。與普通砼相比，除了在拌和、運(yùn)輸上一樣便利外，CFG樁最主要的是能發(fā)揮出樁的受力功能。CFG樁通過樁體、褥墊層和樁間土一起組成復(fù)合地基，使地基處理的效果得到很大提高，而且施工快捷、節(jié)省造價(jià)，容易控制質(zhì)量，并且適用于各種地質(zhì)土質(zhì)，有廣闊的發(fā)展前景。結(jié)合多年在高速公路建設(shè)中的施工經(jīng)驗(yàn)，對CFG樁施工工藝技術(shù)和質(zhì)量控制進(jìn)行做簡單介紹，以供參考。

關(guān)鍵詞：水泥粉煤灰；CFG樁；施工工藝；質(zhì)量控制

中圖分類號：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0089-02

1 原材料質(zhì)量控制及配合比設(shè)計(jì)

樁體的主體材料為碎石、水泥和粉煤灰，在選用原材料時(shí)，都應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。一般情況下，按普通混凝土的技術(shù)要求選用碎石和中砂，粉煤灰選用Ⅱ級以上的粉煤灰，水泥選用32.5級以上的新鮮無結(jié)塊普通硅酸鹽水泥或者礦渣硅酸鹽水泥。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，提前對混合料進(jìn)行試驗(yàn)室配合比試驗(yàn)和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，確定各種材料的摻配比例，以指導(dǎo)施工。當(dāng)采用振動成管灌注成樁時(shí)，混合料的坍落度應(yīng)為3～5 cm，可用減水劑調(diào)成9～12 cm的塌落度，便于灌車運(yùn)輸；當(dāng)采用長螺旋鉆孔，管內(nèi)泵壓混合料成樁時(shí)，混合料的坍落度宜為16～20 cm；樁體同配比室內(nèi)試塊28 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，單樁承載力、單位復(fù)合地基承載力對應(yīng)于樁間距均不小于設(shè)計(jì)要求。

2 振動沉管灌注成樁施工工藝及質(zhì)量控制

2.1 振動沉管灌注成樁施工工藝

目前，主要有振動沉管灌注和長螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注兩種施工工藝。長螺旋施工工藝適用于黏性土、粉土、砂土以及對噪聲或泥漿污染要求嚴(yán)格的場地。采用螺旋鉆機(jī)施工時(shí)，當(dāng)提管速度與混凝土輸送泵不配備時(shí)，容易發(fā)生斷樁、縮徑等質(zhì)量問題。振動成型施工適用于粉土、黏性土和素填土地基。使用振動成型法施工時(shí)，會對臨近已施工完成的樁形成較大的振動，從而導(dǎo)致已施工的樁體被震裂或震斷，同時(shí)，振動還會破壞土體本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，導(dǎo)致土體密實(shí)度減小，從而引起承載力下降。因此，在選用成樁機(jī)械類型和型號時(shí)，要結(jié)合工程的具體情況而定。合理地選用施工機(jī)械，是確保CFG樁復(fù)合地基施工質(zhì)量的有效途徑。根據(jù)筆者以往的施工經(jīng)驗(yàn)，施工中振動沉管灌注成樁法使用較多。長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝流程如圖1所示。

2.2 振動沉管灌注成樁質(zhì)量控制

在振動沉管灌注成樁質(zhì)量控制中，需要注意以下幾點(diǎn)：①施工前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配合比組成設(shè)計(jì)；施工時(shí)，按配合比配制混合料。振動沉管灌注成樁施工的坍落度宜為30～50 mm，振動沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度小于200 mm。②場地平整后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，繪制出樁位的布置圖，用鋼尺量距定出樁位，通常用鋼釬打在樁位上，并撒白灰以作標(biāo)記，布樁樁位偏差應(yīng)符合規(guī)范要求。樁機(jī)就位后，調(diào)整沉管鉆桿，使其與地面垂直，要求沉管垂直度偏差不大于1%；對于滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑。③在沉管過程中，要保持樁機(jī)穩(wěn)定，嚴(yán)禁傾斜和錯(cuò)位。如果此過程有異常情況，應(yīng)暫停施工并分析原因，及時(shí)采取措施。在沉管過程中要做好記錄，控制鉆孔沉管入土深度，確保樁長偏差在+100 mm范圍內(nèi)。④沉管至設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)盡快投料，然后邊振動邊拔管。嚴(yán)格控制拔管速率，拔管速度應(yīng)控制在1.2～1.5 m/min，拔管速率太快可能導(dǎo)致縮頸，過快時(shí)還會出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象；如果拔管速率過慢，造成對砼過振，又會出現(xiàn)樁項(xiàng)浮漿過多、混和料離析現(xiàn)象，導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不足，但如果遇到淤泥土或淤泥質(zhì)土，拔管速度可以適當(dāng)放慢。⑤根據(jù)砼用量推算樁身是否出現(xiàn)擴(kuò)徑或縮徑、斷樁等質(zhì)量隱患，如果存在，應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)救措施。⑥拔管過程中要避免反插。反插不能保證樁管的豎直度，并且容易使土與樁體材料混合，導(dǎo)致樁身摻土，從而影響樁身質(zhì)量。⑦為了保證樁的長度，在沉管施工進(jìn)尺時(shí)，宜比設(shè)計(jì)樁長多加0.5 m。將沉管拔出后，用插入式振搗棒對樁頂混合料加振數(shù)秒，提高樁頂混合料密實(shí)度。上部用麻袋片、土工布和土封項(xiàng)，以增加樁頂?shù)淖灾貕毫?，同時(shí)也可提高混合料抵抗周圍土擠壓的能力，避免新打樁振動導(dǎo)致已打樁受振動擠壓，混合料上涌使樁徑縮小。⑧在施工過程中，按每臺機(jī)械一天至少做2組混合料試塊（每組3塊，每塊為150 mm×150 mm×150 mm的立方體），并按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，以測定其立方體28 d抗壓強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)要求，28 d后測定單樁承載力和復(fù)合地基承載力。⑨冬期施工時(shí)，對樁頭和樁間土采取保溫措施，使混合料入孔溫度不得低于5 ℃。⑩待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度后可進(jìn)行開挖，采用機(jī)械開挖時(shí)應(yīng)注意避免碾壓已施工完成的樁頭，防止樁頂標(biāo)高以下樁身斷裂和擾動樁間土。?在CFG施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，以便采取有效措施，控制成樁質(zhì)量。

3 結(jié)束語

在施工中，會遇到很多地質(zhì)復(fù)雜的情況。在各種軟土基礎(chǔ)處理的施工方法中，CFG樁表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢，施工方便且節(jié)省投資，在保證施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)度方面是一種較為理想的地基處理技術(shù)。因此，CFG樁施工技術(shù)更具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的推廣前景。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國建設(shè)部.JGJ 79—2002 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[2]廖代廣，孟新田.土木工程施工技術(shù)[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2007.

〔編輯：李玨〕endprint