公路CFG樁設計及施工、檢測要點

王 瑩

(遼寧省交通科學研究院有限責任公司 沈陽市 110015)

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，其加固軟弱地基主要有三種作用：樁體作用、擠密作用、褥墊層作用。初始狀態，在荷載作用下，CFG樁壓縮性明顯小于周圍軟土，因此復合地基的附加應力隨地基的變形逐漸集中到樁體上，出現應力集中；樁頂設置的褥墊層可保證樁、土共同承擔荷載，確保樁間土始終參與受力。

1 CFG樁特點

(1)CFG樁的特點是高強度、大樁距、樁長長；

(2)CFG樁適用于處理十字板抗剪強度不小于20kPa的軟土地基，適用于處理黏性土、粉土、砂土和自重固結已完成的素填土地基；

在這個邊緣小鎮，除了縣劇團偶爾來一次外，沒有什么可以娛樂的節目。看熱鬧是小鎮的一大特點。現在，里三層外三層的，別說人，就連蜜蜂都飛不進了。大家一邊看一邊議論。有說鎮里欺負人的，有說牛皮糖的不是的。有人湊熱鬧，也將點燃的鞭炮扔進人堆，引起一陣騷亂。

(3)為發揮CFG樁高強度的特點，CFG樁要求其樁端一定要打入持力層；

(4)CFG樁的配合比應根據成樁要求的混合料坍落度和樁體設計強度確定：坍落度宜為30～50mm，樁體的設計強度應取28d無側限抗壓強度；

本屆黃河國際論壇的主題是“流域可持續發展及河流用水權保障”，論壇圍繞主題設立流域綜合管理、健康河流與環境流量、應對氣候變化、流域管理工作和新技術、水管理與公眾參與等五大分論壇，同時召開了12個政府間合作及國際組織相關專題會議。國際水利相關新技術、新成果、新設備展覽在論壇期間并行舉辦。

(6)相鄰樁的間距不應大于4倍樁徑，一般為1.5～3.0m；

設備：不銹鋼托盤；不銹鋼盆；紗布；蒸鍋；烘箱；微波干燥機；不銹鋼粉碎機；200目篩；量筒；溫度計；電子分析天平，德國賽多利斯；電熱恒溫干燥箱，陜西欣鵬教育科技有限公司；數控恒溫水浴鍋，陜西欣鵬教育科技有限公司；真空冷凍干燥機，寧波新芝Scientz-18ND；手動壓片機，上海有建電子科技有限公司 。

(5)樁體強度宜為5～20MPa；

(7)樁徑應根據成樁設備條件確定，振動沉管成樁宜0.35～0.6m；

(8)CFG樁最大樁長不宜大于30m；

(9)CFG樁樁頂和基礎之間應設置褥墊層，褥墊層材料宜采用中砂、粗砂、級配砂石和碎石等，最大粒徑不宜大于3cm。

2 CFG樁設計要點

CFG樁的直徑與長度、間距應經沉降和穩定驗算確定；用于小型構造物下的CFG樁復合地基承載力和單樁承載力可按式(4)、式(5)和式(6)計算。

2.1 整體穩定性驗算

軟土地基路堤的穩定驗算宜采用圓弧滑動法中的有效固結應力法、改進總強度法，其中，CFG樁復合地基的路堤整體抗剪穩定安全系數計算中，復合地基內滑動面上的抗剪強度應采用復合地基抗剪強度τps。τps可按式(1)計算。

τps=mτp+(1-m)τs

下午四點光景的太陽烤得路面都燙腳，高木沒走兩步，就一身大汗；梨花卻一陣陣地發冷，她雙臂裹著身體，越走越縮；走到麥村與谷村交界的大寨河邊，梨花扶住橋頭的石柱蹲下身來，她不想再走了。河面上有不少蜻蜓在飛舞，有紅的，有白的……沿著河道飛來飛去。滿頭大汗的高木抓起桃花的手，卻被她身上的冰冷觸了一下；他一愣，就被梨花掙脫了手。梨花慢慢地直起身來，繼續往前走。高木默默地跟在她身后，愣愣的，沒說一句話。

(1)

由圖3b可見，1954—2010年花期相對濕度呈減小趨勢，傾向率為0.6%/10 a，且通過了α=0.05的顯著性檢驗。1954—2010年花期平均相對濕度為78.2%。其中，1954—1970年平均相對濕度為79.9%，較平均值偏高1.7個百分點；1971—2010年花期平均相對濕度為77.5%，較平均值偏低0.7個百分點。

τp—樁體部分的抗剪強度(kPa)；

腎臟集合管癌(collecting duct carcinoma，CDC)是眾多腎細胞癌病理亞型中極為罕見的一種，約占腎細胞癌的1%～2%[1]，惡性程度高，預后差，大部分患者發現時已有腎外轉移。由于該類型腫瘤罕見，國內既往少有超過10例的相關文獻報道，且較少有學者將此類型腫瘤的臨床、影像及病理學特征結合起來進行臨床研究，本文通過回顧性分析我院于2008年8月至2017年8月期間收治的12例腎集合管癌患者的臨床資料，結合隨訪信息，以求達到全面認識腎集合管癌的目的，更好地完成對CDC的診治。

τs—地基土的抗剪強度(kPa)；

m—樁土面積置換率。

在制定出臺促進土地流轉和規模經營發展的政策措施時，要牢記農民是農村改革創新的主體，農民是承包地的主人，承包經營權是農民最重要的財產權益。土地是否流轉、如何流轉，應當由承包戶自己做主，任何組織和個人都不能包辦代替，更不能搞強迫命令。

2.2 沉降計算

在實際工程中，CFG樁處理后的地基沉降計算大多采用復合地基的理論進行計算；CFG樁復合地基的沉降計算應包含復合地基加固區的沉降量S1和下臥層的沉降量S2。

(1)復合地基加固區的沉降S1采用復合壓縮模量，按式(2)和式(3)計算。

(2)

Eps=mEp+(1-m)Es

(3)

式中：Δpi—地基中各分層中點的附加應力(kPa)；

Δhi—地基中各分層的初始厚度(m；)

大、中橋橋頭路基縱向30m及臺前錐坡、小橋橋頭路基縱向15m的范圍內采用了CFG樁加管樁的處理方案；橫向最外2排樁采用PHC管樁，其他部分采用CFG樁；樁間距d=1.5m，CFG樁長15.0m，樁徑0.5m。橋臺位置布樁時,應注意留出橋臺灌注樁的位置,即施工時適當調整與灌注樁有沖突的樁位，保證CFG樁、管樁與橋臺鉆孔灌注樁的中心距大于2.5倍的鉆孔灌注樁直徑。

Ep—樁體壓縮模量(kPa)；

Es—土體壓縮模量(kPa)。

(2)加固區下臥層的沉降S2可按《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007)中相關規定進行計算。

2.3 CFG樁復合地基承載力

(1)CFG樁復合地基承載力應通過現場復合地基載荷試驗確定，也可以按照以下公式估算。

(4)

式中：fspk—復合地基承載力標準值(kPa)；

Ra—單樁豎向承載力標準值(kPa)；

AP—樁的截面積(m2)；

β—樁間土承載力折減系數；

fsk—處理后樁間土承載力標準值(kPa)。

(2)CFG樁單樁豎向承載力標準值應通過現場載荷試驗確定，也可按下式估算，取式(5)和式(6)二者較小值：

城市道路關系到城市間的交往、居民的出行、城市的形象等，所以長期以來都受到社會各界的關注，各地政府努力地控制城市道路質量。現階段中，我國的城市道路建設雖然取得了不少成就，但還是面臨著不少問題，軟土地基在長期使用后會出現沉降、塌陷等問題，嚴重影響了道路的正常使用。這主要是因為在城市道路施工過程中，沒有采取合適的技術手段對軟土地基進行有效地加固。為了讓城市道路能夠繼續為城市發展服務，施工方需要重視軟土地基問題，選擇合適的軟土加固技術，提高地基的密實度，提高地基荷載力，從而保證城市道路的正常使用和城市的快速發展。

Ra=Up∑qsili+αqpAp

但在實施PBL教學過程中，國內醫學高校大多面臨以下困惑：一方面青睞于現代醫學教育理念可以通過PBL的教學模式實現，以及它對醫學生多項學習能力提升的重要作用，眾多院校熱情高漲，對改革持積極態度；另一方面，在具體實踐過程中，受招生規模大、教學資源有限、新媒體技術參差不齊、對PBL理解的差異等綜合因素影響，國內醫學院校難以支撐課程體系的顛覆性改變，PBL實際教學效果也有待進一步檢驗[10]。對傳統的教學如何去糟粕取精華，將新型的教學模式與現代化的信息技術良好的結合，值得我們繼續探究。

(5)

Ra=ηfcuAp

(6)

式中：Up—樁的周長(m)；

qsi—樁側第i層土的側阻力特征值(kPa)，可參照巖土工程勘察報告；

2.產值年平均增長率。農村化學品規模企業2002—2011年10年間產值年平均增長率由大到小分別是石油加工、煉焦及核燃料加工業(12.76%)，有色金屬冶煉及壓延加工業(8.34%)，化學原料及化學制品制造業(7.96%)，醫藥制造業(6.26%)，化學纖維制造業(5.99%)以及紡織業(3.99%)。其中，有4類農村化學品規模企業產值年平均增長率超過全國相應企業產值平均增長率，分別是石油加工、煉焦及核燃料加工業，有色金屬冶煉及壓延加工業，化學原料及化學制品制造業以及醫藥制造業；其中石油加工、煉焦及核燃料加工業產值年平均增長率接近全國相應企業產值年平均增長率2倍。

qp—樁端地基土未經修正的承載力特征值(kPa)，可參照巖土工程勘察報告；

li—第i層土的厚度(m)。

CFG樁的骨料采用碎石、石屑，摻入石屑作為填隙料；水泥采用32.5級硅酸鹽水泥，不允許使用礦渣類水泥；粉煤灰選用電廠收集的粗灰；褥墊層位于CFG樁頂，采用厚70cm級配良好的碎石。

η—樁身強度折減系數；

fcu—與CFG樁樁身配合比相同的室內試塊在標準養護條件下90d齡期的抗壓強度平均值(kPa)。

3 工程實例

某一級公路，路基兩側多為水田，表層為粉質粘土，其下為淤泥質粘土，地基承載力較低，設計時在大、中、小橋橋臺處采用了CFG樁處理。

3.1 路線地質

(1)粉質粘土：黃灰色，濕-飽和，軟塑，有砂感；該層位于表層，厚約3.0～5.1m不等，其力學指標為fa0=110～130kPa，qik=25～35kPa，平均值(直剪)Φq=10.8度，Cq=12.6 kPa，α0.1-0.2=0.497(1/ MPa)，Es0.1-0.2=4.15MPa

(2)淤泥質粘土：灰色，飽和，流塑，含云母，含貝殼，手感細膩，該層在路基范圍內均有分布，厚約7.6～9.2m不等，位于粉質粘土的下部，為軟弱的下伏層，對于高填路堤，會引起過度沉降或側向滑移的剪切破壞，其力學指標為fa0=70～90kPa，qik=15～20kPa，平均值(直剪)Φq=4.75度，Cq=6.28kPa，α0.1-0.2=1.02(1/MPa)，Es0.1-0.2=2.14MPa。該層下部為粉土：黃灰或灰色，濕，中密，fa0=130～140kPa，qik=30～35kPa。

根據地勘資料，淤泥質粘土工程地質條件較差，對高填路堤的穩定性和沉降有不利影響；表層的粉質粘土粉粒含量較高，易翻漿，應對地基進行適當處理再填筑路基。

式中：τps—復合地基抗剪強度；

3.2 橋頭及錐坡CFG樁處理方案

考慮本工程地質情況較差，為避免橋頭與路基相接處產生不均勻沉降而導致嚴重的橋頭跳車，設計中在橋頭及臺前錐坡采用了CFG樁加管樁的處理方案。

3.2.1設計原則

Eps—樁土復合壓縮模量(kPa)；

圖1

3.2.2CFG樁材料要求及配合比設計

α—樁端天然地基土的承載力折減系數；

混合料的配合比應保證試件28d抗壓強度大于12MPa，強度等級為C15。為使混合料具有好的和易性，應保證坍落度控制在30～50mm范圍之內。

根據不同水泥、粉煤灰摻量的配合比試驗得出混合料的抗壓強度R與灰水比C/W的正比曲線。在相同水泥摻量的情況下，隨著粉煤灰/水泥之比(F/C)減小，水灰比W/C也相應的減小，即隨著粉煤灰摻量的減少，混合料的需水量在保證坍落度30mm的情況下相應減少。

3.2.3CFG樁施工要點

克什米爾地區一直是印度和巴基斯坦的爭議地區，其歸屬權之爭由來已久，導致政局一直不穩定。20世紀中期的兩次印巴戰爭使得礦區無法勘探和開掘，本計劃于1990年實施的新礦區開發項目也因政治動亂而沒能進行。同時由于地理環境也比較特殊——平均海拔超過4000米，人類生存條件惡劣，常年處于低溫嚴寒狀態，適宜開采的時間每年僅2-3個月。加之山上基本設施匱乏，大型開采機械又無法運到山上，這些因素都造成克什米爾藍寶石開采成本巨大。以至于克什米爾矢車菊、皇家藍，很多人也只聞其名不見其物！

(1)施工前應按設計要求在試驗時進行配合比試驗；施工時按配合比配置混合料；

(2)采用振動沉管灌注法成樁，施工設備采用振動沉管打樁機；沉管灌注成樁施工拔管速度宜為1.2～1.5m/min，如遇淤泥質圖，拔管速度應適當減慢；

(3)施工樁頂標高宜高出設計樁頂標高不少于0.5m；

(4)在施工過程中應遵循規范進行，嚴禁出現縮徑、斷樁現象；

(5)樁施工時按隔樁跳打的順序施工，施打新樁與已打樁間隔的時間不應少于7d；

(6)褥墊層鋪設宜采用靜力壓實法，當基礎底面下樁間土含水量較低時，也可采用動力夯實法，壓實度不大于90%。

3.2.4質量檢測要點

(1)施工質量檢驗應檢查施工記錄、混合料坍落度、樁數、樁位偏差、褥墊層厚度、壓實度和樁體試塊抗壓強度等；

發射臺的發射天線基本都在60米以上，在當地也算是最高的建筑了，天線即作為發射體，也是最好的引雷體，因此遭受雷擊的幾率比較高，特別是雷電高發區，經常遇到雷電損壞匹配網絡和發射機部件的事故，因此，在天饋線匹配網絡中一定要增加避雷裝置，確保發射系統的安全。圖4是三種防雷網絡原理圖。

(2)CFG樁施工完成28d后，對樁身質量采用低應變法和取芯法檢測，采用兩種方法抽檢的總頻率應不少于總樁數的10%，其中采用取芯法檢測的比例不應少于總樁數的0.5%。根據低應變法的檢測結果，對樁身質量進行評價。

既確保集團公司一體化運行不受大的沖擊，又能很好實現市場化運作，使集團公司真正以市場為導向，以效益最大化為目標組織生產經營。

(3)在成樁28d后進行荷載試驗，檢測CFG樁的單樁承載力及復合地基承載力抽檢頻率應為總樁數的0.2%～0.5%，且不應少于3根樁；檢測后的結果應達到設計要求。

(4)CFG樁樁距、樁徑、樁長和垂直度也應滿足設計和規范。

4 結語

CFG樁復合地基介于柔性樁和剛性樁之間，可通過調整樁距、樁徑和單樁強度等改變復合地基的剛柔強度，是一種半剛性復合地基，可有效提高地基承載能力，是一種潛力較大的復合地基處理技術，具有良好的擠密、置換和支撐效果。相比碎石樁等柔性樁，能提供更高的承載能力；相比預應力管樁等剛性樁，造價更具有優勢。

因此CFG樁用于公路軟土地基處理及小型構造物基底處理，具有較高的技術經濟性，值得廣泛推廣和使用。