CFG樁處理珠海某市政道路軟基實踐

文｜廣東省建筑工程機械施工有限公司 陳軍華

前言

道路工程具有較長的公里數、途經的地質條件變化大、受外部環境影響因素眾多等特點，路基穩定性能對道路使用壽命有很大影響。在進行城市市政道路施工時，由于有不同的管線及城下設施施工，工期又不能太長，故對軟基進行處理時，需要采用施工速度快、施工效果好的技術進行處理。CFG樁，即水泥粉煤灰碎石樁，既可滿足市政道路的施工要求，又可充分利用樁間土和樁的特有優勢，可有效節省工程造價，成為市政道路工程軟基處理的較佳選擇。

一、CFG樁在處理軟基方面，具有以下特點：

CFG樁對多種不良地基如粘性土、淤泥質土等，均可適用，因而具有廣泛的適應性。具有較強承載力。CFG樁能有效提升全樁的側摩阻力，經處理后的復合地基中樁單獨荷載可達到總荷載的40%至75%之間進行變化，極大提升了地基的承載力，同時可根據實際需要進行調整。此外，還具有較好排出土內的水，產生較小沉降量、環保高效等優點，能有效減少污染，保護環境。

二、施工工藝分析

采用CFG樁處理軟基，施工現場的土質不同，采用的成樁工藝也有所差異：一般可分為長螺旋鉆孔灌注成樁、長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁、振動沉管灌注成樁幾種工藝。具體選用時，可根據工程地質條件、工期及環境要求等實際情況進行不同的選擇，確保CFG 樁復合地基質量。

三、采用CFG樁處理市政道路軟基施工實踐

1、工程介紹

本工程位于珠海市高新區科技創新海岸北圍市政道路工程三標段。本標段包括2條道路，設計總長度為2675.679M，實施總長度為2722.100M。

2、地質條件

施工場地位于高新區北圍西片一期填土區，道路沿線原地面貌為海沖積淤泥灘，后經人工改造為魚塘和種植地，現場地已經人工填土平整，原地面至2.1米楠高至3.5米標高為填土，道路沿線較為平坦。

在勘探深度范圍內揭露的地層自上而下為：人工填筑土（Qm1），第四系陸交互相沉積（Qmc）淤泥，粉質粘土及礫砂，燕山期花崗巖殘積（Qe1）砂質粘性土，下伏基巖為燕山期花崗巖風化帶。

上述資料表明，本工程沿線地質分布多為淤泥及淤泥質土，較為軟弱，不能滿足道路施工要求，需要進行軟基加固處理。（見圖1）

圖1 工程所在地質情況

3、市政道路軟基處理工后沉降設計值

道路級別不同，工后沉降設計值也不同，主干路一般路基設計基準期工后沉降值≤30cm，次干路及支路一般路基設計基準期工后沉降值≤50cm。

4、采用CFG樁進行本工程軟基治理方案

在綜合考慮本工程地質條件、施工工期及設計專家的有關意見，工程軟基采用CFG樁復合地基法進行處理。通過CFG樁、樁間土和褥墊層相互作用形成復合地基。

根據設計要求，CFG樁采用的水泥為強度達42.5 或以上的普通硅酸鹽水泥，樁的直徑為40cm，沿道路縱向樁距1.8m，矩形布置，樁底進入持力層要達到1.5m或以上，樁頂鋪設50cm 厚中粗砂褥墊層，樁身混凝土強度為C15。

為嚴格控制噪音和泥漿污染，保護環境需要，采用長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁工藝，樁身塌落度控制在160～200mm之間。施工前要翻挖填土，使其達到設計樁頂標高，同時修建邊溝，作臨時排水用。經過處理后的復合地基，承載力要達到預定設計值：單樁承載力（KN）為150；復合地基承載力（KPa）為100。

四、CFG樁施工技術措施

根據本工程地質特點，施工工藝選用長螺旋鉆管內泵壓混合料灌注施工工。

1、施工機械設備。

進行CFG樁施工，需要用到的機械設備主要有長螺旋鉆機、混凝土泵和攪拌機等。

2、施工方法及工藝

(1)施工測量，確定樁位。可采用打孔灌石灰方法進行測量定位。打孔所用的鋼管，直徑宜為30mm較為合適； 當打入達到300mm的深度時，把石灰粉倒入孔內，然后插入鋼筋，檢查樁位，確保樁位達到設計要求，樁孔的定位作業必須一次完成。

(2)鉆機就位。鉆機就位的地方要平順堅硬，如施工現場地質硬度不夠時，需增加支腿接地面積。施工時要保證場地坡度控制在 3 0 度以內，否則應加上墊枕木，使就位后的鉆機能平衡移動，啟動四支腿油缸調整鉆機水平，保證鉆塔垂直度及對位偏差符合施工要求。

(3)鉆進成孔。操作人員在鉆進作業過程中，應根據地質情況的變化，及時調整鉆壓、轉速、進速。鉆進應以鉆進—空鉆—鉆進的間歇方式進行 ，進深度達到設計要求后需要空車3 0 ～60s ，保證樁長達到設計值后方可停鉆終孔。

(4)攪拌和泵送混凝土。攪拌混凝土要根據配合比進行配料，要保證施工材料的質量，每盤攪拌時間不能超過 90s，混凝土和易性、坍落度要控制好，確保所拌和的混凝土，質量符合施工要求。

(5)完成混凝土灌漿作業后，應馬上封頂，把樁頭保護好。

(6)施工時如觸及障礙物，為避免產生樁位偏移，需要暫時停止施工，及時清除障礙物后，才能繼續就位施工；泵送混凝土過程中如輸料管堵塞、鉆進過程出現問題等，也需要暫停施工，等問題解決后再進行就位施工。

3、質量控制措施。

(1)制作樁體時要控制好撥管的高度和速度

如施工現場沒有成樁試驗數據提供時，可待樁管內滿灌配料后，先進行錘擊，時間為 5 ～10s ，之后再進行邊錘擊邊撥，可避免樁底產生吊腳問題。撥管高度以0.5～1.0m之間為合適 ，撥一次管后，應暫停，進行錘擊5 - 10s，或者進行反插，深度控制在0.3～0.5m之間; 進行撥管作業時，要分段添加混合料，為確保樁身完整，要保持樁管內混合料高度比拔管高1.5m左右 ，撥管速度不能超過1.5m /min，如碰到淤泥層時，撥管速度要放慢，避免樁身產生縮徑問題。

（2）閥門控制

施工中存在以下情況：當樁成孔達到設計深度后，準備泵料時，發現鉆頭閥門不能打開，無法進行成樁 。

出現這種情況原因有兩種：一是鉆頭出現問題。鉆頭加工不符合要求，致使成孔時閥門被土中砂粒、小卵石堵死，不能打開；二是水頭壓力。樁端落在砂土層上，這種土質滲透性較強，致使閥門外的水頭壓力超過鉆桿內混合料的壓力，導致不能打開閥門。

解決上述問題，可以把鉆頭改為防水鉆頭，也可以把樁的長度適應增加，使樁端落在壓縮性較低的粉質粘土層或或砂質粉土層上，可防止打不開閥門的情況出現。

(3)坍落度控制

要控制好混凝土的坍落度，一般以7 0～90mm為宜，水灰比控制在0.6 ～0.8之間;為保證樁位準確和樁身垂直 ，樁位偏差值不能超過150mm ，樁身垂直度偏差應小于1% ;向著同一個方向。

（4）按序跳打施工

要按照已定方向、順序進行跳打施工，順著同一方向，有序推進，避免地冒出現。成樁后，要在樁頂埋設標尺，檢查附近施工是否對成樁產生擠壓，避免已成樁因擠壓出現斷裂；施工中如碰到孤石，要適應移動樁位，確保樁體達到設計要求;保持對樁機垂直度控制，定期檢測樁機，確保各項性能正常，使施工作業能連續順利進行。

（5）樁體裂縫控制

在破樁頭時，要注意避免樁體開裂。一般情況下，樁體裂縫情況會出現在距樁頂約1 m處。出現開裂的主要原因包括有：鑿樁頭時施工人員經驗不足，用錘錘擊時力度過大；通過機械開挖樁間土，開挖時機械撞及樁體，導致樁開裂。避免上述情況出現，樁間土開挖以人工為合適，鑿樁頭要控制力度。

（6）質量檢驗

為保證成樁質量符合設計要求，要做好施工過程中的質量檢查工作：施工記錄資料是否詳細；混凝土坍落度是否嚴格按計劃執行；樁數是否準確、樁位有否產生偏差等，對檢查出的問題要馬上進行整改。

4、質量檢測

采用CFG樁處理軟基，其質量應達到以下標準：樁位符合設計要求，樁頂位移偏差不能超過100mm；樁垂直度不能超過1.0%。樁長度達到設計要求、樁端所落在的持力層承載力要滿足施工需要；樁徑的充盈系數要超過1.3；樁身強度、單樁承載力達到設計要求；樁身要完整，無質量缺陷。

目前可以通過小應變檢測和靜載試驗等方式對CFG 樁進行檢樁。小應變可檢測樁長、樁身完整性，是否有縮徑等情況，檢測方法是隨機檢測總數量的30%；靜載試驗主要是檢測 CFG 樁的單樁承載力，試驗樁數為總樁數的0.3%且每工點不小于 3 點。

經檢測，本工程CFG樁單樁承載力和復合地基承載力均達到要求，表明這次施工取得預期效果。

五、總結

通過本工程實踐，通過采用CFG樁處理軟基后形成的復合地基，能有效提高地基的承載力，同時還具有變形沉降小、性能穩定、施工便捷簡單、工期短、質量有保證、工程成本低等優點，社會效益和經濟效益顯著，值得推廣。