公路工程軟基處理中CFG樁施工技術應用

張愛榮

摘 要 CFG樁法用于淤泥質土處理，可有效提升地基承載力。為此，本文在充分了解CFG樁加固原理的基礎上，結合具體工程案例，對公路工程軟基處理中CFG樁施工參數及施工工藝進行了分析與探究。

關鍵詞 公路工程；軟基處理；CFG樁

中圖分類號 U4 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）07-0041-02

水泥粉煤灰碎石樁即為CFG樁，其發展基礎為素混凝土樁基工藝。主要通過碎石、石屑、粉煤灰及適量摻加一定水泥攪拌而成，其具有較強黏結性。CFG樁結合樁間土，利用碎石及土工格柵墊層構成CFG復合地基，進而達到承載力提升及沉降減少的目的。相比普通碎石樁，CFG樁成樁質量高，變形小，且具有良好經濟性。在黏性土、淤泥、粉土等軟土地基中CFG樁得到了廣泛應用，為起到良好軟基加固效果，本文通過具體工程案例，詳細探討了CFG樁施工工藝。

1 CFG樁復合地基加固機理

CFG樁、樁間土及褥墊層是構成CFG樁復合地基的主要成分。利用一定變形褥墊層能夠把上部基礎傳遞的基底壓力按照相應比例向樁與樁間土傳送，保證兩者能夠一起受力。CFG樁復合地基加固機理主要體現在以下幾個方面：

1）樁體置換作業。CFG樁復合地基內通過水解、水化反應，水泥和粉煤灰產生凝固反應，形成穩定的結晶化合物，此類化合物能夠將碎石、石屑等孔隙完全填充，隨后粘結此類骨料，達到樁體抗剪強度、變形模量有效提升的作用。

2）擠密效應。選取振沖沉管法施工，可擠密樁間土。振沖荷載影響下，能夠將單粒、松散結構轉變為密實的穩定結構，并改善土體物理力學性能，達到單樁承載力提升的目的。

3）褥墊層調整均化作用。一般情況下，CFG樁褥墊層厚度范圍為10cm～30cm，通過褥墊層可降低樁體承擔荷載，充分發揮樁間土承載力，進而達到調整均化基底接觸壓力，達到樁土共同作業。

4）排水效應。CFG樁需在普通混凝土拌合料添加適量粉煤灰，其滲透性較強。樁體相對于土體構成了良好滲透性的豎向排水、減壓通道。可加快土體排水及固結速度。

2 工程案例分析

某公路軟基工程處理長度為200m長，44.8m～59.5m為其寬度范圍。因具有平緩地勢，地表都為水田，11.97m為路堤中心最大填高。表層存有5m硬殼，軟土厚度在10m以內，14.7m為其最大埋深。軟土以淤泥質土為主，大部分為軟塑狀，局部呈現出流塑狀。中砂層位于底層，礫巖位于下伏基巖。具體物理性質指標如表1所示。通過施工現場地質勘察結果顯示，本工程復合地基承載力在200kPa以上，為此，可選取CFG樁作為設計地基處理方案，通過計算加固時可選取直徑為500mm振沖沉管CFG樁施工，1.5m為樁間距，加固寬度為路基坡腳外2m，打穿軟土層為加固深度，并向礫巖內深入50cm。要求將兩層雙向土工格柵（50kN/ m）、砂礫石墊層（60cm厚）設置到CFG樁頂部位置，設計總根數為5 424根、總長度為92 213m。

3 公路工程軟基處理中CFG樁施工參數

水泥、粉煤灰等為構成CFG樁混合料的主要材料，施工前應嚴格按照施工規范規定進行室內配合比試驗，要求在60秒以上控制各盤料攪拌時間，混合料坍落度則需控制在30mm～50mm之間。設計要求室內塊體試樣28d齡期無側限抗壓強度控制在C15以上。按照設計要求及施工現場實際情況，CFG樁施工參數如下：

1）按照當前施工地質情況，CFG樁施工到現場表面，8m～15m為施工樁長范圍。

2）CFG樁直徑為500mm，配合比為水泥：水：石：砂：粉煤灰=1：0.72：4.46：1.26：0.66。

3）樁機拔管速度為每分鐘1.20m～1.50m。

4）樁垂直度偏差需控制在1%以下。

5）C15為樁身混凝土強度，其充盈系數應控制在1以上。

6）60mm～80mm為混凝土坍落度范圍。

7）90A～100A為振動電流范圍，到達礫巖振動電流需控制在90A以上。

4 公路工程軟基處理中CFG樁施工工藝

4.1 平整場地

施工前，需徹底清理干凈施工場地，將地表種植土及時挖除。向設計高程位置填換褥墊層，并選取壓路機一層一層進行碾壓施工，以設計褥墊層頂面高程作為場地頂面高程控制面。整體CFG樁頂面高程需深入褥墊層一定深度，一般為10cm～20cm。平整場地，避免積水。按照設計樁長及場地高程，進行螺旋管裝配長度的確定，與設計樁長相比，螺旋管裝配長度應多出5m～6m。以螺旋管節初節法蘭盤為起點，將0.5m為單位的長度標記畫在樁機機架上，為觀察鉆進過程、鉆桿進入深度記錄提供便利。

將電流互感器安裝到鉆機塔身前，且安裝一個400A交流電流表，馬達打開后，即可進行互感器終端電流表顯示值等方面的詳細檢查，以此保證電流互感器能夠正常運轉。基線與水準點可在現場進行復核測量，按照施工圖將CFG樁樁位點準確放出，并對樁位高程測量出來，記錄好原始測量數據。按照相關記錄數據，將各個樁的鉆進深度計算出來，為施工控制提供便利。

4.2 鉆進成孔

鉆機就位后，即可選取鉆進塔身四周垂直標桿對塔身導桿進行詳細檢查，并作為校正工作，保證鉆桿垂直對準樁位中心，要求在1%以下控制CFG樁垂直度容許偏差，50mm以內樁位容許偏差。

鉆孔施工前期，需對芯管頂部氣眼的通暢性、混凝土輸送軟管接頭是否良好進行詳細檢查，避免扭曲問題產生。鉆孔施工中，要求先將鉆頭閥門關閉，將鉆桿向下移動到鉆頭位置并與地面接觸，隨后將馬達開啟進行鉆進施工。通常應按照由慢至快的順序進行施工，盡可能不要晃動鉆桿，避免出現鉆孔偏差問題。

4.3 泵壓混合料

向設計樁底標高位置鉆進后，即可停止施工，開始泵送混合料，如混合料填充滿鉆桿芯管后，需及時進行拔管施工，要求先泵料后拔管。選取靜止提拔法進行鉆桿施工，按照工藝性試驗進行各項參數的確定，以此對鉆桿提拔速度、混凝土泵送量等進行嚴格控制，確保提拔具有連續性，禁止提拔速度過快。要求在每分鐘2m～3.5m之間控制成樁提拔速度。同時，在施工中還需確保排氣閥能夠正常作業，避免水泥漿堵塞排氣閥。完成注漿作業后，樁頭需覆蓋水泥袋加以保護，與設計樁頂標高相比，施工樁頂高程應多出0.5m以上。

4.4 移機

完成上一根樁施工后，需重新進行鉆機就位，開始下一個樁施工。

5 公路工程軟基處理中CFG樁施工質量控制

1）成樁工藝性試驗需在施工前進行，為地質資料及設備、工藝的正確性提供可靠依據，同時，對各項工藝參數進行確定，如混合料配合比，坍落度、攪拌時間等。要求在在表2規定內控制CFG樁樁位、垂直度及有效直徑。

2）選取電子計量法在拌合站對CFG樁樁體混合料進行集中攪拌，通過混凝土罐車向施工現場進行運送。混合料上料順序為碎石、卵石—水泥、粉煤灰及泵送劑—砂。保證在砂與石之間放置水泥、粉煤灰及泵送劑，保證在60s以上控制各盤料攪拌時間。

3）鉆機就位之后，保證鉆桿與樁位中心垂直相對，且在50mm之內控制樁位容許偏差。選取鉆架掛垂球的方式，在其四周進行垂直度測量，保證在1%以內控制CFG樁垂直度容許偏差。

6 結論

綜上所述，自改革開放以后，我國公路工程建設規模越來越大。軟土地基作為公路工程施工的主要病害，將CFG樁合理應用于軟基處理中，可有效提升地基承載力，達到良好施工效果。為此，施工單位必須在充分了解CFG樁加固機理的基礎上，嚴格按照施工現場實際情況，規范施工工藝，只有這樣才能最大限度提高工程整體質量。

參考文獻

[1]李洪.CFG樁施工工藝及常見問題解決措施的探討[J].中國新技術新產品，2010（1）：129-130.

[2]周向軍.CFG樁在公路軟基處理中的應用[J].內蒙古公路與運輸，2010（1）：33-36.