軟土路基中CFG樁的應用

林韶洪（廈門銘鑫榮交通工程有限公司）

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軟土路基中CFG樁的應用

林韶洪
（廈門銘鑫榮交通工程有限公司）

【摘要】在軟土路基中應用CFG樁，能夠較好地提高軟土的承載力，減小路基的變形。CFG樁由于其較易施工的特點，以及較好的經(jīng)濟效果，近年來在高層建筑以及市政道路的施工中得到了廣泛的應用。本文從軟土路基的基本特征出發(fā)，結(jié)合CFG樁的主要特點，闡明了CFG樁在軟土路基中應用的優(yōu)勢，同時提出了軟土路基中CFG樁的施工要點，從而為各市政道路施工單位提供一定的借鑒。

【關鍵詞】軟土路基；CFG樁；加固；施工

1　引言

我國由于幅員遼闊，地質(zhì)情況十分復雜，在沿海地帶，長江中下游，華南地區(qū)，存在著大量的軟土層。因此，在建筑、市政道路等施工過程中經(jīng)常會遇到基礎較為軟弱的情況。此時就需要各種處理方法來對軟土進行改良加固，提升軟土層的荷載，從而保證上部的建筑和公路能夠更好地受到承載。CFG樁——水泥粉煤灰碎石樁，是近年發(fā)展起來的一項較為經(jīng)濟且加固效果很好的樁。它是一種低強度混凝土樁，可充分利用樁結(jié)合樁間土承載力的共同作用，并可傳遞荷載到深層路基中去，具有較好的技術性能和經(jīng)濟效果。對軟土路基中CFG樁的運用方法和要點進行分析，能夠更好地保證公路工程的順利施工，加強工程質(zhì)量并降低造價。

2　軟土路基的基本特性

市政道路施工中可能會遇到各種不同的土質(zhì)，而土質(zhì)的不同類別往往影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。尤其是軟土地基，對于鐵路的影響更顯著，需要采取加固措施對土體進行改善。軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結(jié)系數(shù)小、固結(jié)時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性能相差較大，因此上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差，需要采取一定的措施對其進行加固。

3　CFG樁的主要特點

CFG樁的主要原材料是粉煤灰、水泥和碎石等，是在碎石樁體上添加水泥為主的膠結(jié)材料，添加粉煤灰增加混合料的和易性，同時添加適量石屑以改善級配，使樁體獲得膠結(jié)強度，并通過螺旋鉆孔灌注或振動沉管灌注而形成。開始主要運用于建筑工程，隨后不斷發(fā)展應用到公路市政等工程中。CFG樁的主要用途就是用來改善軟土路基的承載性能。由于CFG樁與傳統(tǒng)的碎石樁相比，本身具有一定固結(jié)強度，不需要依靠土體的約束來形成樁體強度，在面積置換率更小的情況下，能夠更大改善軟土路基的承載性能，提高路基的承載能力和穩(wěn)定性，同時降低其壓縮性。由于CFG樁的加固效果好，且施工較為簡便，質(zhì)量容易控制，且經(jīng)濟上較為節(jié)約，因此采用CFG樁進行軟土路基的加固應用已經(jīng)逐漸得到了推廣，具體而言CFG樁主要包含了如下的特點。

3.1應用范圍廣

由于CFG樁的施工較為簡單，且加固效果好，能夠適用于粘性土、砂土、粉土以及淤泥質(zhì)土等多種不同軟土地基的加固。不論是房屋建筑的條形基礎、箱型基礎，還是筏形基礎，還是道路，鐵路施工中的各種軟土路基，CFG樁都能夠得到很好的應用。同時，與樁基相比，由于CFG樁的材料簡單，可摻入工業(yè)廢料粉煤灰，且不需要計算配筋并能發(fā)揮樁間土的承載能力，造價一般為樁基的1/3-1/2，經(jīng)濟效益和社會效益明顯。因此，CFG樁的總體應用范圍十分廣泛，在高層建筑中以及軟土路基中都有著較好的應用價值。

3.2承載力好

CFG樁有較好的承載力，樁徑一般為350～600mm，樁長一般為10～20m。CFG樁與基礎的連接的部分是褥墊層，褥墊層在保證樁土共同承擔荷載方面起了很重要的作用，有了褥墊層，能夠保證不論下層土體是什么土質(zhì)，都能夠使得樁間土始終參加受力。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，因此CFG樁的承載力較好。同時根據(jù)土質(zhì)的不同，對CFG樁的樁長進行調(diào)整，能夠更好地均勻保證樁之間的受力配合，充分利用不同土層的端承力，從而進一步提高CFG樁的承載能力。

3.3有效控制沉降

對于軟土路基，有效控制沉降，是軟土路基施工中最重要的一項技術指標。控制沉降是CFG樁復合地基的一個較大的功效，由于CFG樁的作用特性。首先，CFG樁具有一定剛度，能夠?qū)俄敵惺艿暮奢d通過樁周摩擦阻力和樁端阻力傳到深層地基中。其次，在設置了褥墊層之后，調(diào)整了樁土荷載分擔比，保證樁土共同承擔荷載，保證樁間土始終參與工作，更好地將力進行傳導，減小沉降的發(fā)生。第三，施工完畢最初CFG樁，在上層有相對隔水層時，由于其本身材料特性，決定它是個良好的排水通道，空隙水將沿樁體排出，直至樁體固結(jié)，起到排水固結(jié)的作用，增加樁間土的密實度。第四，CFG樁在施工過程中，振動和擠壓使得樁間土得到擠密，特別在沙層更為顯著，使得土壤相對密度增加，孔隙率降低，干密度和內(nèi)摩擦角增大，改善土的物理性能，提高土體承載力，從而有效控制沉降。按照大量工程實踐來看，通過勘察確定樁土承載，確定CFG樁徑樁長，以及樁網(wǎng)的合理布置，對路基的沉降控制，有明顯的效果。

4　軟土路基中CFG樁的施工要點

4.1施工準備工作

進行軟土路基的CFG樁施工，首先要做好現(xiàn)場的施工準備工作。第一就是對現(xiàn)場進行清潔整理。對現(xiàn)場的各類雜物進行清掃，去除土地表面的雜草等，并進行場地的平整，保證后期的施工順利，安排好現(xiàn)場的排水工作。同時，操作人員應根據(jù)設計圖紙的要求對各個樁點的位置進行放線和確認，并做好標記，方便后期的施工，同時要確認地質(zhì)資料的正確性。現(xiàn)場人員也要做好后期沉降監(jiān)測的準備，按照設計圖紙的要求對沉降觀測的網(wǎng)點進行設置，埋設相應樁橛。然后開始對整個土地的沉降進行第一次觀測，并在后期施工過程中根據(jù)要求進行持續(xù)的觀測。最后，要對現(xiàn)場的地質(zhì)情況進行復測，同時對CFG樁的原材料等進行檢查。確定施工的工藝、工序，人員、材料、機械的安排到位，該交底的工作完成交底。同時保證原材料的質(zhì)量，確定混合料配合比、坍落度、成孔時間、攪拌時間、拔管速度等各工藝參數(shù)。

4.2鉆機就位

CFG樁的鉆機一般采用長螺旋鉆機，就位應該按照預先標定好的定位點來進行，同時由于CFG樁的施工順序施工中心向周圍進行，并采用跳樁法進行施工，從而避免施工過程中對于土體的影響不均勻，而造成隆起等現(xiàn)象。將鉆機放至指定位置后，要對其進行校正。利用樁機塔身前后和左右垂直標桿檢查塔身導桿，校正位置，使鉆桿垂直對準樁中心。要保證鉆桿的垂直度偏差不應大于1%，樁位偏差不大于5cm。設計要求保護樁長大于50cm，樁徑不小于設計值。鉆機鉆到設計標高的位置就停止鉆進，等待泵料的加入。

4.3CFG樁的配置

要進行CFG樁的灌注，首先要對其混合料進入配置。在進行配置時，必須嚴格按照設計以及實驗室的要求配合比來混合。在進行灌注前，要對混合料的質(zhì)量進行再次的檢查，保證原材料符合要求。在進行混合料的配置時，混合料的上料順序為先裝碎石，再加水泥、粉煤灰、泵送劑，最后加砂，使水泥、粉煤灰在砂石之間，不易飛揚粘附在筒壁上，也易于攪拌均勻，混合料塌落度控制在16～20cm。同時應取試件來做同條件強度試驗，從而保證后期施工過程中CFG樁的強度能夠達到設計要求。在將拌合料運送到施工現(xiàn)場的過程中，應一直進行攪拌，根據(jù)需要成樁的數(shù)量來進行拌合物的運輸，送到現(xiàn)場后就開始進行CFG樁的灌制工作。

4.4灌注成樁

在進行CFG樁體的灌注成樁時，一旦拌合料進行現(xiàn)場，就應立即安排進行灌注，最多不可超過2個小時。在使用之前，應該再次對材料的塌落度進行檢驗，保證其符合施工的要求。在進行灌注時，需要均勻的拔管。在進行樁體的灌注時，應時刻控制樁體的灌注質(zhì)量，保證其均勻性。根據(jù)泵入的混合料的的多少，來控制提鉆的速度。灌注輪至樁頂時，應適當超過樁頂設計標高不小于50cm，從而更好地防止后期的沉降等問題的發(fā)生。壓灌輪時一次提鉆高度小于25cm，混凝土埋鉆高度大于1.0m。同時施工的現(xiàn)場應該有專人對于施工的過程進行監(jiān)督和指揮，嚴格觀察灌注的質(zhì)量，同時加強施工中意外情況的防治。當鉆桿拔出地面，確認成樁符合設計要求后，用濕粘土封頂，然后移機繼續(xù)下一根樁施工。由于CFG樁的施工過程中產(chǎn)生的土體較多，很容易將周圍的樁位標志掩蓋或是對其造成影響，因此在進行下一根樁的施工之前，需要對其樁機的位置進行再一次的復核檢驗，從而保證樁位符合設計的要求。

4.5成樁質(zhì)量的檢測

在CFG樁成樁工作完成之后，需要對其具體的成樁質(zhì)量進行檢測，保證達到施工設計的要求。樁體本身的主要控制參數(shù)包括了其垂直度的控制，樁體完整性的控制，樁體的強度控制以及復合地基的承載力控制等各個方面。樁體的垂直度偏差不可以大于設計規(guī)定的1%，同時樁體本身樁位的偏差不可以大于50mm。每個檢驗批的檢驗個數(shù)應該大于等于5根樁體。在進行樁體的承載力的檢驗時，應該分別進行單樁、單樁復合地基靜力載荷試驗，計算沉降與承載力。檢驗數(shù)量為樁數(shù)的0.2%，且不少于3根。

5　結(jié)語

CFG樁作為當前較為流行的處理軟土地基的施工方式，其具體的施工方法以及注意要點尤其要得到施工單位的重視。CFG樁在軟土路基中的應用，能夠更好地提高土體的穩(wěn)定性和承載力，同時由于其施工簡單，無配筋要求，能夠帶來較好的經(jīng)濟效果。各施工單位應在實踐中不斷積累施工經(jīng)驗，從整體施工流程的把握，工藝的控制，以及施工質(zhì)量和安全的保證等方面，加強對于CFG樁施工的研究與實踐，從而更好地促進市政道路施工的順利進行，保證后期的實際運行效果。●

【參考文獻】

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