CFG樁復合地基在高速公路軟基處理中的應用

許賀　慕晨陽　王雨羽

摘 要：公路工程直接影響著社會經濟，在處理軟基的過程中，CFG樁法應用的較多，能夠增強路基的堅固性和穩定性。需要結合實際情況，完善設計思路，對施工要點和方法進行控制，在節省造價的基礎上，實現經濟效益的最大化，使CFG樁在高速公路軟基處理中應用的更加廣泛。

關鍵詞：CFG樁;軟土路基;設計參數;質量控制

1 CFG樁復合地基設計思路

在長期的工程實踐中，復合地基的設計方法可歸結為以下三類[2]：（1）正常使用極限狀態的承載力作為控制條件，以正常使用極限狀態的沉降量作為驗算條件。（2）正常使用極限狀態的沉降量作為控制條件，以正常使用極限狀態的承載力作為驗算條件。（3）沉降量和承載力雙控制。

對于第一種設計思路，其適用條件為CFG樁復合地基加固的土體性質較好、樁體強度大且置換率較高的情況，按承載力為控制條件，沉降量一般會滿足要求。當CFG樁復合地基加固的土體性質差，如淤泥、欠固結填土等，往往出現承載力滿足，但沉降不滿足的情況。特別是在高速公路軟基處理中，其置換率一般較低、路堤荷載較小，更容易出現沉降或差異沉降不滿足。從而前面兩種設計思想，在兩個條件都滿足的情況下，有可能會出現當其中的一個條件滿足時，另外一個條件有較大的富裕的問題，這樣就會在物力和財力上造成較大的浪費。

2 工程概況

某高速公路工程地質情況較為復雜，通過對地質情況進行分析，軟土較多，需要對地基進行加固。對加固方案進行綜合比較后，決定在C標段內某部分地區采用CFG樁進行加固處理，持力層作用在黏土層之上，地基承載力為300kPa，要求CFG樁地基承載力不能低于500kPa。

3 CFG樁在高速公路軟基處理中的應用

（1）CFG樁承載力標準值和相關參數的選擇。CFG樁地基承載力標準值主要通過現場復合地基荷載試驗來得到，fspk為該高速公路工程地基加固以后，CFG樁復合地基的承載力特征值（kPa）;λ為CFG樁單樁的承載力發揮系數，在計算過程中，其取值一般為1.0;m為CFG樁面積置換率;β為CFG樁間土承載力的折減系數，取值范圍在0.75～0.95之間;Ra為單根CFG樁的豎向承載力特征值（kN）;Ap為CFG樁的截面積（m2）;fsk為原地基加固處理以后，樁間土的承載力特征值（kPa）。根據案例工程地質勘探的結果，要求經過CFG樁加固處理后地基承載力特征值不能低于500kPa，單樁豎向承載力的特征值不能低于1000kN，面積置換率為4.89%，因此，為滿足上述要求，CFG樁長為18m。

（2）樁間距和樁數的確定。由于該工程CFG樁施工中，面積置換率為4.89%，樁長為18m，因此，采用了正方形布置CFG樁的方法，間距為1800mm，在基底中分別布置2排CFG樁，總共布置642根CFG樁。

（3）填充料配合比。在填充料配比中，通過多次試驗最終確定了該工程CFG樁中的填充料的配合比：每立方米CFG樁充填料，需要水180kg、水泥324kg、中砂780kg、碎石1020kg、減水劑4.25kg、粉煤灰50kg，采用此種配比，填充料的坍落度在150～180mm之間，可有效滿足實際要求。

（4）褥墊層。為最大限度提升CFG樁施工質量，確保地基的承載力滿足實際需求，褥墊層的厚度為200mm，超出邊緣基礎150～200mm，選擇粒徑為5～14mm的碎石作為褥墊層鋪設的主要材料，并進行全方位夯實處理。

（5）質量檢測要求。當CFG樁施工完成以后，進行全面養護處理，養護30天以后，選擇總樁數的0.5%進行檢測，選擇檢測點個數不能低于4個，進行靜載試驗，確認CFG樁各項參數和指標都滿足實際要求以后才能進行下一道工序施工。

（6）CFG復合地基檢測。1）CFG樁身完整性檢測。根據CFG樁施工相關的檢測規范和標準，對CFG樁進行完整性檢測，本工程中，抽檢了75根CFG樁，進行低應變反射波法檢測，檢測結果顯示，75根CFG樁全部為Ⅰ類樁，質量、強度、硬度、規格、尺寸等都滿足實際要求。2）地基承載力檢測。根據樁基檢測規范的要求，當地基基礎施工完成以后，同時進行復合地基承載力檢測，選擇5個CFG樁單樁進行全面檢測，檢測結果顯示，所有復合地基的承載力特征值都在580kPa以上，有效滿足了實際需要。

4 CFG樁技術要求及質量控制要點

第一、在制作樁體時應特別注意拔管的高度與速度。在沒有施工現場成樁試驗等有關參數時，樁管內灌滿混合料后，應先錘擊5～10s，再開始邊錘擊邊拔，以防止樁底出現吊腳現象。每次拔管高度宜控制在0.5m～1.0m，每拔管一次停拔振動10s或者反插深度0.3m～0.5m（兩者應視現場施工情況而定）。第二、拔管過程中，應分段添加混合料，樁管內混合料始終高于拔管高度1.5m，以保證樁身的完整性。拔管速度應按勻速控制，拔管速度應控制在1.2～1.5m/min左右。混凝土坍落度控制在50mm～70mm，水灰比宜在0.6～0.8之間：樁位應保證準確，其偏差不允許大于150mm，樁身保持垂直，垂直度偏差不應大于1%。第三、按序或跳打施工，向一個方向逐漸推進，以防止地面隆起，在己成樁的樁頂埋設標尺，觀察施工對己成樁的擠壓情況，防止已成樁受擠壓而斷裂，并了解地面隆起情況。由于混合料自重壓力較小或由于浮漿影響，樁頂樁體強度一般較差，為保證樁體質量，施工樁頂標高超過設計樁頂標高50cm，確保設計樁位標高內無浮漿。定期對樁機進行檢測，保證施工的連續性。第四、地基檢測。CFG樁施工中，每臺班均須制作檢驗試件，進行28d強度檢驗，成樁28d后應及時進行單樁承載力或復合地基承載力試驗，檢驗數量可按處理面積大小取2～4點。施工質量檢驗主要應檢查施工記錄、樁數、樁位偏差、褥墊層厚度和樁體試抗壓強度等。樁身質量采用小應變動測法進行檢測，檢測數不少于總樁數20%。第五、在制作樁體時應特別注意撥管的高度與速度。在沒有施工現場成樁試驗等有關參數時，樁管內灌滿混合料后，應先錘擊5～10s，再開始邊錘擊邊撥，以防止樁底出現吊腳現象。每次撥管高度宜控制在0.5～1.0m，每撥管一次停撥錘擊5～10s或者反插深度0.3～0.5m（兩者應視現場施工情況而定）;撥管過程中，應分段添加混合料，樁管內混合料始終高于拔管高度1.5m，以保證樁身的完整性。

5 結束語

在處理高速公路軟基的時候，CFG樁法應用的較多，必須結合工程實際情況，完善整個設計方案，結合相關的施工規范，對樁身強度、完整度和承載力等進行控制，提高軟基的質量。同時，必須加強檢測，加強質量控制，增強路基的堅固性和穩定性。

參考文獻：

[1]唐小富.山區高速公路軟基處理CFG樁復合地基的固結分析[J].公路工程，2016（02）：99-100.

[2]辛偉.CFG樁復合地基試驗方案及沉降分析[J].北方交通，2012（04）：89-90.