CFG樁在沿海大道軟土路基中的應用

林勝云

湛江市交通投資集團有限公司 廣東 湛江 524057

CFG樁復合地基加固技術在這些年的實際運用中，被較多地使用至我國各種工程的地基處理中，已成為最普遍的地基處理方法之一。但是CFG樁復合地基加固技術用在處理沿海灘涂軟土路基的例子較少，它不但大幅度提高灘涂天然土層的承載力，降低了路基沉降，還利用工業廢料、消耗大量粉煤灰。CFG樁不配筋，樁體利用工業廢料粉煤灰作為摻合料，節約水泥、鋼筋用量，可節省30—40%的投資，大大降低了工程造價，同時CFG樁施工方法一般為長螺旋鉆成孔泵送砼法，施工時，沒有鋼筋籠制作等工序，成孔成樁一次完成減少了成樁時間，加快了施工速度，提高施工效率，降低施工成本，經濟效益顯著。

1 工程項目概況

湛江市沿海大道位于湛江市坡頭區，全長1.25km，路基寬度60m，其中麻斜海大橋連通奮勇大道和麻斜軍港八號碼頭，橫跨麻斜海，橋梁全長420m。橋臺位于沿海灘涂上，兩岸橋臺30m范圍內，采用CFG樁處理，樁徑為50cm，有效樁長是18m，以等邊三角形的形狀而規劃。

2 工程地質情況

參考鉆探揭露的深度范圍，CFG樁復合地基場地的重要巖性是1層筑填土，主要成分是建筑垃圾，預計填筑時間超過10年，厚度大概是4米；1-2層為淤泥，顏色為灰色，流塑，擁有惡臭味、質軟、形狀不穩定，厚度大概在4.1至5.8米之間；2-1層為黏土，灰色，可塑，部分為硬塑，部分為細砂薄層，厚度大概在22.2至24米之間。沿海大道麻斜海大橋跨越麻斜海，兩端橋臺地處淺海灘涂區域,從鉆探地質情況看，軟土層較厚；同時，受漲落潮影響和從保護海洋環境出發，該處地基不適宜開挖換填處理。

3 CFG樁在湛江市沿海大道沿海灘涂軟土路基處理中的應用

3.1 工藝流程

場地平整、定樁位→樁機定位→制備混凝土→打樁造孔→清孔→提升泵送灌注混凝土→成樁養護→墊層施工

3.2 CFG樁的施工

（1）結合設計圖中給出的控制點，給出CFG樁處理的范圍邊線，然后對放線范圍的場地進行平整，做好排除積水工作。用全站儀逐排放出CFG樁的軸線，事先對樁位予以編號，設計樁位圖，進而根據相關順序來操作。依據樁位圖放出每個樁點，然后在樁點處采用40cm長的鋼筋打入土中定位，在打的過程中需校正，校正后樁點偏差小于1cm。完成后，在樁點上面撒上白灰，同時繞樁點撒上較大的小圓圈，以便于施工的過程中找點，樁點放線完畢，經驗收確認后，即可開展鉆機就位。

（2）樁機設施就位后，需對樁機的平整性等予以檢查，保障樁機在操作環節中的穩定與安全。另外，為了精準管理好成孔深度，必須在樁架中清晰地確認管控深度的標尺，同時由監理監控、明確標尺的精準度。在成孔到設計深度后，經業主與監理的共同確認后才能開展下一步的作業。為了明確地質信息，檢測設施、施工技術等領域的需求有無合適，樁在施工前必須開展試成孔操作。

①鉆孔時，鉆桿必須維持垂直、穩定，位置要精準，規避由于鉆桿搖晃而導致孔徑增加。

②鉆進速度必須參考電流表中的數值而給予相應的調整。

③在鉆進或穿過軟硬土層交界位置時，必須將進尺速度減慢，鉆進如有磚塊與卵石土層，須留意鉆桿與機架是否穩定。

④鉆進中必須及時將孔口處的積土處理干凈，當出現地下水塌孔等狀況時，必須馬上停止鉆孔操作，查明緣由，并實施相應的措施。若情況比較輕微時，能夠變更鉆進參數，投入一定的沙與粘土，上下協調鉆桿、確保鉆進通暢。

⑤成孔已達應有的深度后，須讓鉆具在孔內空鉆幾回以便去掉虛土，提鉆泵送混凝土必須用慢速開展，速度太快將會造成塌孔等異常狀況出現。

⑥鉆進時若發生憋車，不進尺或鉆進速度較慢時，必須實時查明原因后再作業，目的在于規避嚴重傾斜，塌孔等鉆孔事故的發生。

⑦在應對較大的漂石與孤石卡鉆時，必須進行移位處置。

⑧在土質軟、拔鉆后塌孔無法成孔的情況下，能夠使用灌注水泥漿，一天后在已凝固的水泥漿中再次鉆孔。

⑨當鉆桿出現抖動，電流過大居高不下時，證明已經達到深度，做好清孔準備。

（3）由于本項目是采用商品混凝土灌注，所以在成孔過程中，就要預先聯系好廠家在預估的時間內，把成品混凝土由運輸車輸送到現場，試驗人員現場核對商品混凝土的隨車出廠質量報告單，同時組織旁站監理做好現場對商品混凝土的坍落度檢查，以保證混凝土有足夠和易性。當成孔至設計孔深時，經監理驗收確認后，即可以進行清孔，然后泵送混凝土。

（4）灌注混凝土

①泵送混凝土開始后，凝土的澆筑應連續進行不得中斷，一次灌注完畢，不得停工待料，否則極易生斷樁。鉆機在泵送混凝土鉆桿滿三分之二時，才能以較慢的速度提鉆，提速必須管控在兩米每分鐘左右，邊提鉆邊泵送，指揮員在明確鉆桿埋深的狀況下，指揮機手的鉆速，鉆桿不可提太快，不然會極易提空而出現斷樁；也不可提過慢，不然便極易出現堵管狀況。尤其是采用導管法澆筑時，前后臺要緊密配合，必須關注提升混凝土的澆筑時間，規避澆筑時間太長，混凝土的流動性不強，進而形成堵管狀況。在灌注至設計標高超過50cm后，停止泵送，取出鉆機。對每批混凝土或留取試塊每日按規定進行保養。

②在氣溫低于零攝氏度時澆筑混凝土必須實施保溫方案，澆筑時混凝土的溫度必須超過五攝氏度，在樁頂混凝土強度沒有實現設計強度的一半之前不能受凍。在氣溫超過三十攝氏度時，需結合客觀情況對混凝土予以緩凝處理，混凝土灌注充盈系數以普通土質1.0～1.1與軟土1.1～1.2進行核算。沿海大道項目地處緯度北回歸線以南，實施施工期間，未存在溫度在五攝氏度以下的狀況，然而存在氣溫超過三十攝氏度的狀況；因此混凝土在試驗后實施緩凝措施，加入了緩凝劑，混凝土灌注充盈系數按1.1計算。

③CFG樁施工完畢后，對成樁進行蓋好養護。

3.3 褥墊層施工

(1)CFG樁養護一段時間后，樁體達到了一定程度的強度后，即可去除樁頂保護層，去除樁頭到標高位置。清理前應預先設計好廢棄料的運輸路線，確保廢棄料的運輸不經過已截除樁頭的范圍，不會導致CFG樁樁體的損壞。使用人工配合小型挖掘機予以清理，廢料必須及時搬離，以免造成廢棄料二次運輸。

(2)樁頭的截除需通過人工開展，在給出樁頂標高后，在樁頂標高的水平面上，在樁體的兩側對稱位置(即同一直徑的兩端)，放置2個鋼釬，由兩人持大鐵錘同時錘打鋼釬，截斷樁頭。然后鑿除并多余的混凝土，找平樁頂。當截除樁頭低于樁頂標高時，應采取接長補救措施至設計標高。

(3) 去除樁頂保護層、去除樁頭到標高位置后，在墊層施工前，必須依據規定標準對CFG樁實行的范圍開展平板荷載試驗，檢查地基的綜合承載情況，抽檢次數為總樁數的1個百分點，且需超過3根樁。不僅如此，還必須對樁體以低應變檢查樁身的完整性，抽檢的總頻率必須多于總樁數的5%。沿海大道項目共有CFG樁867根，檢測復合地基承載力按總樁數的1%抽檢計算為9個點，實際檢查了10個點；以低應變檢查樁身完整性以超過總樁數5%的頻率來抽檢核算為43點，真實檢測為45點，結果均達標。檢查結果達標就能開展褥墊層作業。

(4) 褥墊層為CFG樁復合地基的主要構成要素，它將處理范圍中的每個CFG樁和樁間土形成一個綜合體，一起負擔荷載，不僅加強了樁體間的關聯，另外還讓不同樁體間負擔的荷載能夠均勻劃分。沿海大道項目的CFG樁設置了40厘米厚的樁帽，樁帽間回填碎石整平；樁帽頂安排50cm左右的碎石墊層，同時添加一定比例的石屑與中粗砂，進而確保壓實品質。在碎石墊層頂面位置設置一層鋼塑土工格柵，以U型釘來穩定。

4 CFG樁的質量控制要點

CFG樁復合地基在施工過程中容易出現混凝土離析及斷樁的質量缺陷，產生所述缺陷的主要原因是：

(1)商品混凝土離析的原因有很多，最主要的原因有兩方面，一方面是材料配合比沒控制好。另一方面是運輸過程中的不當處理，造成運輸時間過長或運輸過程中攪動不足。因此，要派人到商品混凝土攪拌廠去檢查確認其配合比符合。同時要對到達現場的商品混凝土進行坍落度等和易性指標檢測，施工時的坍落度宜為160mm～200mm。坍落度過大，會產生泌水、離析現象，泵送時，會出現砂漿與骨料分離的狀況，極易導致堵管現象的發生；坍落度過小，混凝土在管中不易流動，進而使得無法平穩泵送或出現堵管。

(2)清理樁頂保護層和截除樁頭時，若是采用機械直接進行，容易造成大面積的斷樁。因此樁頂保護層清理時，必須控制樁頂與機械的工作面距離超過30cm。樁間土的清理工作，均需使用人工與小型機械共同處理的方式。

5 結語

通過沿海大道項目采用CFG樁處理沿海軟土路基的施工，我們取得了CFG樁處理沿海灘涂軟基的成功經驗，不但避免了工程建設中大面積開挖換填對海洋沿岸的破壞，而且不管是在經濟領域，抑或是環保領域，均獲得了相對不錯的收益。