CFG樁在橋頭路基處理中的應用

【摘要】 本文以工程實例為基礎，介紹了CFG樁的設計技術參數，分析了CFG樁良好的路基處理性能，并提出施工注意要點。

【關鍵詞】 CFG樁 路基處理 施工要點

Abstract:Based on the engineering exa-mples， this paper introduces the design parame-ters of CFG piles， analyses the good performance of CFG pile in the subgrade treatment， and puts forward some key points of construction.

前言

CFG樁是水泥、粉煤灰、碎石樁的簡稱。它由水泥、粉煤灰、碎石、再加適量石屑(或砂) 和水攪拌灌注而成。CFG 樁與天然地基中的原土共同作用形成人工復合地基。CFG樁廣泛應用于建筑領域。近年來由于CFG樁具有工藝性好、施工速度快、造價低等優點，在公路路基處理中應用越來越廣泛。

1.工程概況

天津市龍海國際鄉村俱樂部橋梁引路工程位于天津市漢沽區蟶頭沽北側，漢北路西側，公路等級為三級公路，路基總寬度為9m。橋頭兩側的最高填土高度為4.1～4.5m左右。根據《天津市龍海國際鄉村俱樂部工程巖土工程勘察報告》，計算得到橋頭沉降的結果如下:

路面竣工時，地基沉降 = 0.264(m)

路面竣工后，基準期內的殘余沉降 = 0.345(m)

工后沉降基準期結束時，地基沉降 = 0.608(m)

最終地基總沉降 = 1.200×0.665 = 0.798(m)

根據《公路路基設計規范》橋頭容許工后沉降只對高速公路、一級公路及二級公路做了規定。設計根據上述計算數據及規范的要求對路基進行處理。

2.路基處理設計方案比選

設計采用兩種處理方案進行比較論證。

方案一:淺層換填處理并進行等載預壓的路基處理方式。先在三個月之內做路基工程，然后再做橋工程，最后再在三個月時間內完成路面工程。路基的沉降時間為九個月，同時原地面以下換填2米素土，并加兩步土工格柵進行處理。

這種方法通過計算得到的橋頭沉降結果如下:

路面竣工時，地基沉降 = 0.191(m)

工后沉降基準期結束時，地基沉降 = 0.465(m)

路面竣工后，基準期內的殘余沉降 = 0.274(m)

最終地基總沉降 = 1.200*0.542 = 0.639(m)

方案二:在橋頭兩側39.4米范圍內的地基分三段采用不同樁距和樁長的CFG進行處理，見《CFG樁平面布置圖》和《CFG樁橫斷面圖》，樁徑均為430mm，按正方形布置。

樁頂和路基之間設置褥墊層，厚度為400mm，墊層應采用級配良好的碎石或砂礫，最大粒徑不超過30mm，不含植物殘體、垃圾等雜質。

這種方法通過計算得到的橋頭沉降結果如下:

路面竣工時，地基沉降 = 0.153(m)

路面竣工后，基準期內的殘余沉降 = 0.192(m)

工后沉降基準期結束時，地基沉降 = 0.345(m)

最終地基總沉降 = 1.200*0.336 = 0.404(m)

優缺點分析:

方案一:處理費用低，投資相對較少;但由于需要預壓期工期要求相對較長，處理效果相對較差，路面竣工后基準期內的殘余沉降 = 0.274(m)。

方案二:工期相對較短，處理后橋頭路基沉降相對較小，處理效果較好，路面竣工后基準期內的殘余沉降 = 0.192(m);但處理費用較高，投資相對較高。

考慮本工程為進出天津市龍海國際鄉村俱樂部的重要道路，對道路的舒適性要求較高，處理方案推薦采用方案二。

3.CFG樁施工要點

3.1CFG樁的施工，應根據現場條件選用下列施工工藝: 1) 長螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土; 2)長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁，適用于粘性土、粉土、砂土以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地; 3) 振動沉管灌注成樁，適用于粉土、粘性土及素填土地基。

3.2長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁施工和振動沉管灌注成樁施工除應執行同家現行有關規定外，尚應符合下列要求:

3.2.1施工前應按設計要求由試驗室進行配合比試驗，施工時 按配合比配制混合料。長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁施工的坍落度宜為160～200mm，振動沉管灌注成樁施工的坍落度宜為30～50mm，振動沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm。

3.2.2 長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁施工在鉆至設計深度后，應準確掌握提拔鉆桿時間，混合料泵送量應與拔管速度相配合，遇到飽和砂土或飽和粉土層，不得停泵侍料;沉管灌注成樁施工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，如遇淤泥或淤泥質土，拔管速度應適當放慢。

3.2.3施工樁頂標高宜高出設計樁頂標高個少于0.5m。

3.2.4成樁過程中，抽樣做混合料試塊，每臺機械一天應做一組(3塊)試塊(邊長為150mm的立方體)，標準養護，測定其立方體抗壓強度。

3.3冬期施工時混合料入孔溫度不得低于5℃，對樁頭和樁間土應采取保溫措施。

3.4清土和截樁時，不得造成樁頂標高以下樁身斷裂和擾動樁間土。

3.5 褥墊層鋪設宜采用靜力壓實法，當基礎底面下樁間土的含水量較小時，也可采用動力夯實法，夯填度(夯實后的褥墊層厚度與虛鋪厚度的比值)不得大于0.9。

3.6 施工垂直度偏差不應大于1% ;對滿堂布樁基礎，樁位偏差不應大于0.4倍樁徑;對條形基礎，樁位偏差不應大于0.25倍樁徑，對單排布樁樁位偏差不應大于60mm。

結束語:

CFG 樁復合地基具有承載力提高幅度大，變形小等良好的技術與經濟性能。由于其具有工藝性好、施工速度快、造價低等優點，在公路軟弱路基處理中有具有廣闊的應用前景。

參考文獻:

[1]《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2002.

[2]《公路路基設計規范》JTG D30-2004.

[3]李添福 ，黃釗偉:CFG樁復合地基在公路軟基工程中的應用，城市道橋與防洪，第5 期，2003 年9 月.

(作者單位:宋秀蓮 天津城建設計院有限公司孫黎明 天津濱海市政建設發展有限公司程傳首 石家莊市張石高速公路籌建處)