CFG樁處理珠海某市政道路軟基實(shí)踐

文｜廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司 陳軍華

前言

道路工程具有較長(zhǎng)的公里數(shù)、途經(jīng)的地質(zhì)條件變化大、受外部環(huán)境影響因素眾多等特點(diǎn)，路基穩(wěn)定性能對(duì)道路使用壽命有很大影響。在進(jìn)行城市市政道路施工時(shí)，由于有不同的管線及城下設(shè)施施工，工期又不能太長(zhǎng)，故對(duì)軟基進(jìn)行處理時(shí)，需要采用施工速度快、施工效果好的技術(shù)進(jìn)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(yōu)勢(shì)，可有效節(jié)省工程造價(jià)，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(diǎn)：

CFG樁對(duì)多種不良地基如粘性土、淤泥質(zhì)土等，均可適用，因而具有廣泛的適應(yīng)性。具有較強(qiáng)承載力。CFG樁能有效提升全樁的側(cè)摩阻力，經(jīng)處理后的復(fù)合地基中樁單獨(dú)荷載可達(dá)到總荷載的40%至75%之間進(jìn)行變化，極大提升了地基的承載力，同時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。此外，還具有較好排出土內(nèi)的水，產(chǎn)生較小沉降量、環(huán)保高效等優(yōu)點(diǎn)，能有效減少污染，保護(hù)環(huán)境。

二、施工工藝分析

采用CFG樁處理軟基，施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)不同，采用的成樁工藝也有所差異：一般可分為長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁、長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁、振動(dòng)沉管灌注成樁幾種工藝。具體選用時(shí)，可根據(jù)工程地質(zhì)條件、工期及環(huán)境要求等實(shí)際情況進(jìn)行不同的選擇，確保CFG 樁復(fù)合地基質(zhì)量。

三、采用CFG樁處理市政道路軟基施工實(shí)踐

1、工程介紹

本工程位于珠海市高新區(qū)科技創(chuàng)新海岸北圍市政道路工程三標(biāo)段。本標(biāo)段包括2條道路，設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度為2675.679M，實(shí)施總長(zhǎng)度為2722.100M。

2、地質(zhì)條件

施工場(chǎng)地位于高新區(qū)北圍西片一期填土區(qū)，道路沿線原地面貌為海沖積淤泥灘，后經(jīng)人工改造為魚(yú)塘和種植地，現(xiàn)場(chǎng)地已經(jīng)人工填土平整，原地面至2.1米楠高至3.5米標(biāo)高為填土，道路沿線較為平坦。

在勘探深度范圍內(nèi)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(zhì)粘土及礫砂，燕山期花崗巖殘積（Qe1）砂質(zhì)粘性土，下伏基巖為燕山期花崗巖風(fēng)化帶。

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

圖1 工程所在地質(zhì)情況

3、市政道路軟基處理工后沉降設(shè)計(jì)值

道路級(jí)別不同，工后沉降設(shè)計(jì)值也不同，主干路一般路基設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期工后沉降值≤30cm，次干路及支路一般路基設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期工后沉降值≤50cm。

4、采用CFG樁進(jìn)行本工程軟基治理方案

在綜合考慮本工程地質(zhì)條件、施工工期及設(shè)計(jì)專家的有關(guān)意見(jiàn)，工程軟基采用CFG樁復(fù)合地基法進(jìn)行處理。通過(guò)CFG樁、樁間土和褥墊層相互作用形成復(fù)合地基。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，CFG樁采用的水泥為強(qiáng)度達(dá)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(jìn)入持力層要達(dá)到1.5m或以上，樁頂鋪設(shè)50cm 厚中粗砂褥墊層，樁身混凝土強(qiáng)度為C15。

為嚴(yán)格控制噪音和泥漿污染，保護(hù)環(huán)境需要，采用長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)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(dá)到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，同時(shí)修建邊溝，作臨時(shí)排水用。經(jīng)過(guò)處理后的復(fù)合地基，承載力要達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)值：?jiǎn)螛冻休d力（KN）為150；復(fù)合地基承載力（KPa）為100。

四、CFG樁施工技術(shù)措施

根據(jù)本工程地質(zhì)特點(diǎn)，施工工藝選用長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料灌注施工工。

1、施工機(jī)械設(shè)備。

進(jìn)行CFG樁施工，需要用到的機(jī)械設(shè)備主要有長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)、混凝土泵和攪拌機(jī)等。

2、施工方法及工藝

(1)施工測(cè)量，確定樁位?？刹捎么蚩坠嗍曳椒ㄟM(jìn)行測(cè)量定位。打孔所用的鋼管，直徑宜為30mm較為合適； 當(dāng)打入達(dá)到300mm的深度時(shí)，把石灰粉倒入孔內(nèi)，然后插入鋼筋，檢查樁位，確保樁位達(dá)到設(shè)計(jì)要求，樁孔的定位作業(yè)必須一次完成。

(2)鉆機(jī)就位。鉆機(jī)就位的地方要平順堅(jiān)硬，如施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)硬度不夠時(shí)，需增加支腿接地面積。施工時(shí)要保證場(chǎng)地坡度控制在 3 0 度以內(nèi)，否則應(yīng)加上墊枕木，使就位后的鉆機(jī)能平衡移動(dòng)，啟動(dòng)四支腿油缸調(diào)整鉆機(jī)水平，保證鉆塔垂直度及對(duì)位偏差符合施工要求。

(3)鉆進(jìn)成孔。操作人員在鉆進(jìn)作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況的變化，及時(shí)調(diào)整鉆壓、轉(zhuǎn)速、進(jìn)速。鉆進(jìn)應(yīng)以鉆進(jìn)—空鉆—鉆進(jìn)的間歇方式進(jìn)行 ，進(jìn)深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后需要空車(chē)3 0 ～60s ，保證樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)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(jù)配合比進(jìn)行配料，要保證施工材料的質(zhì)量，每盤(pán)攪拌時(shí)間不能超過(guò) 90s，混凝土和易性、坍落度要控制好，確保所拌和的混凝土，質(zhì)量符合施工要求。

(5)完成混凝土灌漿作業(yè)后，應(yīng)馬上封頂，把樁頭保護(hù)好。

(6)施工時(shí)如觸及障礙物，為避免產(chǎn)生樁位偏移，需要暫時(shí)停止施工，及時(shí)清除障礙物后，才能繼續(xù)就位施工；泵送混凝土過(guò)程中如輸料管堵塞、鉆進(jìn)過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題等，也需要暫停施工，等問(wèn)題解決后再進(jìn)行就位施工。

3、質(zhì)量控制措施。

(1)制作樁體時(shí)要控制好撥管的高度和速度

如施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有成樁試驗(yàn)數(shù)據(jù)提供時(shí)，可待樁管內(nèi)滿灌配料后，先進(jìn)行錘擊，時(shí)間為 5 ～10s ，之后再進(jìn)行邊錘擊邊撥，可避免樁底產(chǎn)生吊腳問(wèn)題。撥管高度以0.5～1.0m之間為合適 ，撥一次管后，應(yīng)暫停，進(jìn)行錘擊5 - 10s，或者進(jìn)行反插，深度控制在0.3～0.5m之間; 進(jìn)行撥管作業(yè)時(shí)，要分段添加混合料，為確保樁身完整，要保持樁管內(nèi)混合料高度比拔管高1.5m左右 ，撥管速度不能超過(guò)1.5m /min，如碰到淤泥層時(shí)，撥管速度要放慢，避免樁身產(chǎn)生縮徑問(wèn)題。

（2）閥門(mén)控制

施工中存在以下情況：當(dāng)樁成孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，準(zhǔn)備泵料時(shí)，發(fā)現(xiàn)鉆頭閥門(mén)不能打開(kāi)，無(wú)法進(jìn)行成樁 。

出現(xiàn)這種情況原因有兩種：一是鉆頭出現(xiàn)問(wèn)題。鉆頭加工不符合要求，致使成孔時(shí)閥門(mén)被土中砂粒、小卵石堵死，不能打開(kāi)；二是水頭壓力。樁端落在砂土層上，這種土質(zhì)滲透性較強(qiáng)，致使閥門(mén)外的水頭壓力超過(guò)鉆桿內(nèi)混合料的壓力，導(dǎo)致不能打開(kāi)閥門(mén)。

解決上述問(wèn)題，可以把鉆頭改為防水鉆頭，也可以把樁的長(zhǎng)度適應(yīng)增加，使樁端落在壓縮性較低的粉質(zhì)粘土層或或砂質(zhì)粉土層上，可防止打不開(kāi)閥門(mén)的情況出現(xiàn)。

(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(zhǔn)確和樁身垂直 ，樁位偏差值不能超過(guò)150mm ，樁身垂直度偏差應(yīng)小于1% ;向著同一個(gè)方向。

（4）按序跳打施工

要按照已定方向、順序進(jìn)行跳打施工，順著同一方向，有序推進(jìn)，避免地冒出現(xiàn)。成樁后，要在樁頂埋設(shè)標(biāo)尺，檢查附近施工是否對(duì)成樁產(chǎn)生擠壓，避免已成樁因擠壓出現(xiàn)斷裂；施工中如碰到孤石，要適應(yīng)移動(dòng)樁位，確保樁體達(dá)到設(shè)計(jì)要求;保持對(duì)樁機(jī)垂直度控制，定期檢測(cè)樁機(jī)，確保各項(xiàng)性能正常，使施工作業(yè)能連續(xù)順利進(jìn)行。

（5）樁體裂縫控制

在破樁頭時(shí)，要注意避免樁體開(kāi)裂。一般情況下，樁體裂縫情況會(huì)出現(xiàn)在距樁頂約1 m處。出現(xiàn)開(kāi)裂的主要原因包括有：鑿樁頭時(shí)施工人員經(jīng)驗(yàn)不足，用錘錘擊時(shí)力度過(guò)大；通過(guò)機(jī)械開(kāi)挖樁間土，開(kāi)挖時(shí)機(jī)械撞及樁體，導(dǎo)致樁開(kāi)裂。避免上述情況出現(xiàn)，樁間土開(kāi)挖以人工為合適，鑿樁頭要控制力度。

（6）質(zhì)量檢驗(yàn)

為保證成樁質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，要做好施工過(guò)程中的質(zhì)量檢查工作：施工記錄資料是否詳細(xì)；混凝土坍落度是否嚴(yán)格按計(jì)劃執(zhí)行；樁數(shù)是否準(zhǔn)確、樁位有否產(chǎn)生偏差等，對(duì)檢查出的問(wèn)題要馬上進(jìn)行整改。

4、質(zhì)量檢測(cè)

采用CFG樁處理軟基，其質(zhì)量應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：樁位符合設(shè)計(jì)要求，樁頂位移偏差不能超過(guò)100mm；樁垂直度不能超過(guò)1.0%。樁長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)計(jì)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(shù)要超過(guò)1.3；樁身強(qiáng)度、單樁承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求；樁身要完整，無(wú)質(zhì)量缺陷。

目前可以通過(guò)小應(yīng)變檢測(cè)和靜載試驗(yàn)等方式對(duì)CFG 樁進(jìn)行檢樁。小應(yīng)變可檢測(cè)樁長(zhǎng)、樁身完整性，是否有縮徑等情況，檢測(cè)方法是隨機(jī)檢測(cè)總數(shù)量的30%；靜載試驗(yàn)主要是檢測(cè) CFG 樁的單樁承載力，試驗(yàn)樁數(shù)為總樁數(shù)的0.3%且每工點(diǎn)不小于 3 點(diǎn)。

經(jīng)檢測(cè)，本工程CFG樁單樁承載力和復(fù)合地基承載力均達(dá)到要求，表明這次施工取得預(yù)期效果。

五、總結(jié)

通過(guò)本工程實(shí)踐，通過(guò)采用CFG樁處理軟基后形成的復(fù)合地基，能有效提高地基的承載力，同時(shí)還具有變形沉降小、性能穩(wěn)定、施工便捷簡(jiǎn)單、工期短、質(zhì)量有保證、工程成本低等優(yōu)點(diǎn)，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著，值得推廣。