CFG樁在軟土地基施工中的應用

楊凱茗

摘要：隨著我國經濟日新月異的發(fā)展，在科技不斷創(chuàng)新的背景下，建筑工程的規(guī)模在擴大的同時，建筑施工的工藝技術也越來越完善。人們對軟基處理的要求也更加高。這種地基孔隙比大，并且含有較高的含水率，嚴重影響路基的穩(wěn)定性及沉降，如何解決在軟土地基上施工成為工民建設計的重點、難點。常見的地基處理方法有強夯法、換填法、堆載預壓法及復合地基等。CFG樁復合地基是較為常見的一種復合地基處理方法，相關的研究學者們也進行了大量的研究。本文在現(xiàn)有研究成果的基礎上，通過分析CFG樁的簡要概述及應用原理，對CFG樁復合地基進行研究，并提出關于CFG樁復合地基的優(yōu)化設計。

關鍵詞：CFG樁;軟土地基施工;應用

引言

CFG樁復合地基主要基于碎石樁基礎，按照設計比摻加粉煤灰、石屑、水泥及拌和用水，是黏結強度較高的剛性樁結構，也被稱為水泥粉煤灰碎石樁。CFG樁復合地基能夠在其長度范圍內充分發(fā)揮樁端承載力和樁身摩擦力，且樁體強度在C8-C15范圍內可調，能有效解決樁身材料強度不足帶來的問題，顯著提升地基結構承載力，進而達到消除深厚軟基液化的目的。CFG樁不僅能夠與褥墊層和樁間土共同構成黏結強度較高的復合地基，還能避免或調整復合地基與土體之間的差異沉降。

1CFG樁的簡要概述及應用原理

對于工民建來說，路基的建設是至關重要的。路基工程質量直接關系到工民建的運行質量。但是，部分工民建工程中路基的實際條件相對較差，經常會遇到軟土地基施工的情況，對此，就需要對軟土地基進行相應的處理，以滿足工民建工程建設。CFG樁則是解決軟土地基固位穩(wěn)定性的重要施工方法。所謂CFG樁，就是水泥粉煤灰碎石樁，這種樁主要是由碎石、石屑、砂、粉煤灰、水泥、水多種原材料按照一定的比例混合，經過適當的凝固處理形成的。CFG樁的整體強度并不高，但是能和土體之間形成良好的協(xié)同作用。這樣，樁體之間土層的承受力與周圍的泥土能夠相互作用，并將這種作用力有效傳遞到土壤的深層部位，達到改善軟土地基性能的目的。其中，比較常見的CFG樁有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、振動沉管灌注成樁等。CFG樁施工工藝的選擇需要結合實際的軟土地基情況和施工要求等多方面影響因素來確定，在考慮滿足工民建項目軟土地基處理穩(wěn)定性的基礎上，還需要綜合分析施工工藝的經濟性，以保障施工單位的經濟效益。對于CFG樁在工民建工程軟基處理中的應用，首先由于CFG的組成原材料類型種類較多，因此其混合材料的強度相對比較特殊，整體強度并不大。再加上CFG樁的主要組成成分是碎石、石屑等，這些材料都相對比較粗糙，這樣CFG樁與周圍土體在相互接觸過程中就會產生較大的摩擦力。由于CFG樁的壓縮性能相對較小，在作用力進行傳遞的過程中，大部分應力主要是由樁體來承擔，從而能夠最大限度地減少對軟路基造成的沖擊。

2CFG樁在軟土地基施工中的應用措施

2.1強化施工問題的處理措施

在CFG樁施工過程中，經常會遇到堵管、斷樁、樁頭空芯或者樁端不飽滿等情況。誘發(fā)堵管問題的主要因素有混合料的配置不合理、輸送管道設置不合理、輸送工作間斷進行或者施工設備存在某種缺陷等問題。對此，在施工原料混合過程中需要進行科學的配比，并設置合理的攪拌時間和攪拌力度。對于混合料輸送管，需要經過泌水性試驗才可以投入使用，同時，在使用期間需要對輸送管進行固定和定期清洗，以免輸送管道被扭曲甚至發(fā)生管道堵塞等問題。斷樁問題的產生原因主要包括施工應力重新分配引發(fā)樁孔縮徑，地下水位較淺地層拔鉆時孔底形成負空隙水壓、真空象、混凝土量灌注不足等。對于斷樁問題的處理，需要結合斷樁的發(fā)生位置采取合理的處理措施。對于深層斷樁主要以補樁方式進行處理，對于淺層斷樁主要以接樁的方式加以處理。樁頭空芯問題主要是排氣閥工作異常造成的。當混合料送料泵輸送管道中存在大量的氣體時，就會被輸送到狀體結構中，造成混合料不均勻輸送。對此，需要對混合料泵中的排氣閥進行定期的檢查，以保證混合料泵排氣順暢。如果發(fā)現(xiàn)排氣閥存在堵塞的問題，就需要進行清洗。

2.2加強CFG樁施工工藝

根據CFG樁的施工原理，在長螺旋鉆進時護壁工藝復雜。在提鉆壓灌時，可在鉆頭側設置一定長度護筒，以起到穩(wěn)固壓灌混凝土和擴徑的作用。具體做法是：在鉆頭側設置高強薄壁復合護筒，通過傳力桿件，在距離軟土底部一定位置拉開或按壓傳力桿連接的護筒，在鉆桿提升中使其完全打開，壓灌混凝土送入護筒中，完成提升成樁。待下根樁鉆進時回收，循環(huán)施工。施工過程中，需要改進鉆頭構造，側邊加設伸縮護筒，護筒在軟土層打開后，不僅保護閥門且穩(wěn)固壓灌混凝土空間，防止高泵壓對土體的二次破壞和縮徑，同時避免空吸導致樁體夾泥現(xiàn)象，從而有效地保證壓灌的整體性和連續(xù)性。

2.3CFG樁質量控制

針對復雜地質條件，CFG樁的施工難度較大，成樁的質量也難以控制，針對這個問題，能否處理好工程中的不利因素，是CFG樁施工質量控制的關鍵。對此，項目部可以成立QC小組，運用PDCA循環(huán)來解決問題。由小組成員查閱近幾年來類似地質條件下的工程，以及工程的CFG樁施工記錄。為了更好地掌握CFG樁施工質量問題，小組可以對收集到的數據進行分類整理，將CFG樁成樁質量常見問題根據發(fā)生頻率由高到低排序。CFG樁容易產生成樁質量差、開挖樁頭破壞、褥墊層厚度不足、超灌高度不足、樁帽強度不夠等問題。對于樁身質量差的問題，可以從人、機、料、法、環(huán)五要素（人：制造產品的人員。機：制造產品所用的設備。料：制造產品所使用的原材料。法：制造產品所使用的方法。環(huán)：產品制造過程中所處的環(huán)境）進行原因分析。機械選擇不當，機械沒有及時維護，原材料不合格，混凝土的配比不符合要求，施工順序不合理，場地卵石層難以穿透，淤泥層太厚，場地容易沉陷，都會造成樁身的質量問題。

2.4加強CFG樁基的檢測

①低應變檢測。CFG樁施工完成后，需對樁進行檢測，滿足工程設計要求后，方能進行下一道工序。目前在CFG樁基檢測過程中一般都是采用低應變檢測。該方法操作比較簡單靈活，準確度高。不過需要注意的是樁頭的處理好壞，會在一定程度降低檢測結果準確性。為此在檢測之前，需要安排人員將樁頂浮漿及松散、破損部分鑿除干凈，確保其表面的干凈與干燥。在進行低應變檢測過程中，傳感器的安裝點要在距離樁中心約2/3半徑處，激振點在樁中心。無論是安裝點還是激振點，其表面都需要打磨光滑。另外為了提高檢測結果準確度，檢測人員需要嚴格按照操作要求，盡量讓傳感器底安裝面與樁頂面緊密接觸。按照規(guī)范要求安裝好檢測設備。檢測過程中，使用力錘進行連續(xù)均勻4次激振，實測出時域或者幅頻信號特征。根據實測結果，檢測人員就能對樁身的完整性情況有個準確了解。②復合地基承載力檢測。所有的CFG樁施工完成并通過相關的檢測工作后，即可進行復合地基承載力的檢測工作。嚴格按照設計要求的2倍載荷，并分層8-9級進行加載。在整個檢測過程中，還需要安排有經過培訓的專業(yè)記錄人員進行記錄。

結語

CFG樁作為目前一種比較先進的地基加固技術，具備很多優(yōu)勢，不僅施工簡便、進度快、工期短、造價成本低，而且能夠大大提高地基承載力，確保了工民建工程施工質量。按照相關規(guī)定，要求施工人員完成CFG樁施工之后，不僅要對樁身的質量、完整性進行全面檢測，還需要對處理后的復合地基承載力進行檢測，合格后方能進行下一道工序。

參考文獻

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