水泥粉煤灰碎石樁（CFG）成樁質(zhì)量控制

程文軍（廣州市市政集團有限公司市政工程分公司 510060）

水泥粉煤灰碎石樁（CFG）成樁質(zhì)量控制

程文軍
（廣州市市政集團有限公司市政工程分公司 510060）

在市政工程建設(shè)不斷發(fā)展的過程中，水泥粉煤灰碎石樁（CFG）獲得了廣泛的應(yīng)用，理論體系逐漸完善，技術(shù)應(yīng)用更加成熟。本文在分析CFG樁應(yīng)用原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體施工流程，探討了成樁質(zhì)量控制方案。

水泥粉煤灰碎石樁；應(yīng)用；質(zhì)量控制；CFG樁

水泥粉煤灰碎石樁是市政工程施工中地基處理的重要方法，與傳統(tǒng)的地基處理方法相比，CFG樁具有顯著的樁體支撐特性，擠密作用，地基承載力較高，樁體應(yīng)用的過程中沉降量較小，穩(wěn)定性強，在調(diào)節(jié)地基承載力的過程中，只需要對樁長、樁距和褥墊層進行調(diào)節(jié)[1]。在 CFG樁復(fù)合地基應(yīng)用體系逐漸完善的同時，市政道路地基施工質(zhì)量也獲得了較大的提升，現(xiàn)主要針對質(zhì)量控制進行討論。

1 CFG樁的應(yīng)用原理

水泥粉煤灰碎石樁成樁材料主要包括碎石、粉煤灰、水泥、石屑等，成樁后具有較高的粘結(jié)強度，應(yīng)用散體構(gòu)成的褥墊層實現(xiàn)樁土載荷的分配，保證樁土協(xié)同工作，構(gòu)成整體式地基。圖1是CFG樁的基本結(jié)構(gòu)。

CFG樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)示意圖

實際工程中應(yīng)用CFG構(gòu)成復(fù)合地基，主要結(jié)構(gòu)為樁間土、樁體和褥墊層。

將一定大小的載荷施加于褥墊層，可以做出如下動態(tài)分析：起始階段，上部載荷均勻施加于褥墊層，之后的壓力轉(zhuǎn)移到CFG樁和樁間土，上部壓力均勻分布，隨著荷載的增加，樁頂?shù)膽?yīng)力逐漸集中。由于褥墊層的基本結(jié)構(gòu)的隨時散體顆粒，在應(yīng)力的作用下出現(xiàn)一定程度的滑移，樁頂應(yīng)力在橫向調(diào)節(jié)的過程中逐漸分散，此時上部載荷的壓力逐漸從樁體轉(zhuǎn)移到樁間土上。載荷施加于樁間土后，樁間土出現(xiàn)一定程度的沉降變化，材料會發(fā)揮一定的補償作用，樁頂陷入褥墊層中，樁體和樁間土共同承載上部載荷，整體結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

隨著載荷的逐漸增加，超過了褥墊層固有的調(diào)節(jié)能力，載荷主要由CFG樁體承擔(dān)，樁體在摩擦阻力的作用下將載荷傳遞到深部地層中，此時樁的承受力發(fā)揮到極限。

在正常情況下，上部施加的荷載足夠大，樁間土的承載力得到發(fā)揮，外加荷載主要由樁體的儲備力承擔(dān)。CFG樁的模量大、變形小，在荷載的后期施加過程中，樁頂部的應(yīng)力增加幅度較大，樁身的沉降變形決定了外加荷載引起的基礎(chǔ)變形。總之，CFG樁可有效提高地基承載力，可以承受較大的地面載荷，可減少工后剩余沉降量，整體結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性，具有沉降變小、穩(wěn)定快的優(yōu)點。

2 CFG樁在實際工程中的應(yīng)用

2.1 工程概況

珠海十字門中央商務(wù)區(qū)市政配套工程市政道路沿線是由第四系地層主要由填筑土、淤泥及淤泥質(zhì)粘土組成，均屬松軟地層，工程性能差，設(shè)計應(yīng)用CFG樁對軟土地基進行處理，成樁長度約14～16m，直徑為0.4m，樁間距設(shè)置為1.5m，等邊三角形梅花狀布設(shè)。墊層的厚度設(shè)置為0.5m，褥墊層材料應(yīng)用碎石砂，碎石含量約70%，粒徑19～37.5mm，含泥量在5%以下。實際工程中結(jié)合地質(zhì)情況和自然環(huán)境，CFG樁應(yīng)用長螺旋鉆內(nèi)泵壓混合料灌注成樁。

2.2 施工準備

準備工作中以設(shè)計參數(shù)和圖紙為依據(jù)，再次確認地質(zhì)資料，選定合理的施工機械，完善施工計劃。工程項目配備足夠數(shù)量的技術(shù)人員，規(guī)范作業(yè)指導(dǎo)書和技術(shù)方案，做好技術(shù)交底工作。之后及時平整場地，清除場地內(nèi)的障礙物，營造良好的施工環(huán)境，保證水電供應(yīng)正常。控制測量放樣的質(zhì)量，準備好所有施工器械和原材料，充分考慮外界環(huán)境因素對工期的影響。及時做好成樁的工藝性試驗，及時確定出原料配合比和材料混合攪拌時間[2]。

2.3 CFG樁質(zhì)量控制要點

在鉆機就位的過程中，先應(yīng)用全站儀明確控制樁的位置，以控制樁位置為依據(jù)，用鋼尺放出不同CFG樁樁位。采用直徑為15mm的鋼釬垂直打出20cm的深孔，在孔內(nèi)插入標記物，鉆機按照放樣的位置就位。就位后及時調(diào)整水平度和垂直度，垂直度誤差在1%以內(nèi)。

鉆機導(dǎo)向架的側(cè)面做好刻度標記，鉆頭接觸地面時，動力機頭停留在零刻度先上，每進入0.5m標注一次刻度，施工過程中結(jié)合刻度去頂出進尺深度和拔鉆高度。施工過程中，先開動發(fā)電機，鉆頭提離地面約20cm，打開鉆頭插銷，開鉆前向輸送泵內(nèi)輸入1m 的清水，啟動輸送泵保證輸送管內(nèi)壁濕潤，之后將攪拌好的砂漿加入輸送泵內(nèi)沖管，沖管結(jié)束后將混凝土加入輸送泵內(nèi)，指導(dǎo)鉆頭位置流出混凝土，后關(guān)閉鉆頭閥門，下鉆。施工過程中將混凝土的坍落度控制在160mm-195mm范圍內(nèi)。

鉆孔開始后，向下移動鉆桿，對準樁位，啟動電機鉆井，先慢后快，地面鉆進2m的范圍內(nèi)，速度控制在1～1.5m/min，之后鉆速控制在2.5～3m/min。如果鉆進過程中遇到復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，鉆桿搖晃，此時應(yīng)用降低鉆進速度，并檢查鉆孔的準確性，及時糾正偏差。鉆進過程中 及時清理鉆桿周圍的泥土，避免樁位被覆蓋，鉆桿下鉆到設(shè)計標高后，關(guān)閉電機，停止鉆進，清理周圍泥土[3]。

灌注和拔管的過程中，先保證CFG樁成孔到設(shè)計標高，打開鉆頭閥門，泵送混合料，大約20s后開始提鉆，保證樁底混凝土密實，混凝土高出鉆頭20cm。之后泵送的過程中拔管，拔管速度控制在2.5～3m/min。

整個成樁過程必須連續(xù)進行，避免因供料不足導(dǎo)致停機問題。如果一根樁在灌注過程中沒有達到灌入高度，必須停止拔管，此時應(yīng)泵送補料，混凝土泵送20s后開始拔管，拔管到鉆機動力機頭最上部零刻度線結(jié)束，關(guān)注成樁完成后，蓋好樁頂予以保護。

關(guān)注工作完成后及時移機到下一個樁位，借助鉆機自帶的移動底盤實現(xiàn)移位，重復(fù)鉆孔關(guān)注流程完成所有樁位，移機后及時清理鉆桿和鉆頭的渣滓。

CFG樁設(shè)計深度較大，鉆進過程中可能遇到較厚的地層砂，如果樁機負荷達到極限狀態(tài)，將可能出現(xiàn)故障問題，機械故障帶來斷樁和卡鉆問題，不僅是對施工技術(shù)的考驗，也是施工 機械質(zhì)量的考驗，施工單位必須在配備相應(yīng)的易損件，另外做好機械的維護工作，提高技能操作水平，避免違章操作。

施工過程中及時檢查排氣閥的工作狀態(tài)，如果出現(xiàn)堵塞必須及時清洗，避免形成斷樁或者空心樁。為了避免斷樁，必須加強對灌注區(qū)域的保護，避免大型機械進入。如果由于排氣閥設(shè)置不當導(dǎo)致斷樁，必須經(jīng)常檢查排氣閥，鑿除排氣閥周圍的混凝土，施工過程中保證混凝土供應(yīng)就是，工作人員之間協(xié)調(diào)配合[4]。

樁頂需要超出設(shè)計標高50cm，同時保證樁身有足夠的長度。施工過程中，隨著鉆桿的鉆井，排除的土體堆積在孔口位置，堆積土中有一些混合料，必須及時清運鉆孔棄土，挖出混合料，漿體與棄土同時清運。

鉆機移位后及時清除孔周鉆泥，出小型挖掘機外，任何機械不得進入灌注樁場地，不得挖動已經(jīng)灌注的CFG樁，為了控制混凝土的灌注量，必須保證能偶置管地看到混凝土面上升的高度，同時控制混凝土用量。

3 結(jié)束語

隨著近代工程建設(shè)的發(fā)展，CFG樁的應(yīng)用越來越廣泛，在實際應(yīng)用是也表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，成樁技術(shù)在應(yīng)用的過程中，重點是要做好質(zhì)量控制。需要結(jié)合工程特點，制定科學(xué)的施工方案，選用正確的施工設(shè)備。施工過程中加強質(zhì)量監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題后采取有效的措施解決，加快施工技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

[1]王炳龍,楊龍才,周順華等.CFG樁控制深厚層軟土地基沉降的試驗研究[J].鐵道學(xué)報,2016,28(6):112.

[2]李華明,蔣關(guān)魯,劉先峰等.CFG樁加固飽和粉土地基的動力特性試驗研究[J].巖土力學(xué),2010,31(5):155.

[3]韓云山,白曉紅,梁仁旺等.墊層對CFG樁復(fù)合地基承載力評價的影響研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2014,23(20):349.

[4]張小敏,鄭俊杰.CFG 樁復(fù)合地基承載力可靠度分析[J].巖土力學(xué),2015,23(6):81.

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