陳木林
(福建華成路橋工程有限公司,福建 漳州363000)
軟基具有土質松軟、強度低、容易壓縮、耐壓性差等多種特點,常為公路、鐵路的施工帶來很大的困難,若不做好對軟基路段的處理,將會嚴重影響工程整體的施工質量。CFG樁在目前的工程軟基路段處理中的應用較為常見,但具體應用涉及的技術要點相對較多,需要施工人員全面重視,并結合工程施工的實際情況,有針對性地應用這一技術,保證其效用在工程施工中順利地發揮。
CFG樁是一種高黏結強度的半剛性樁,由水泥、粉煤灰、碎石等成分構成,運用于工程建設中的主要作用是增強樁與樁間土的緊密性,進而加固軟基,提升路基的耐壓性、強度與承載力,保障工程的穩定性。CFG樁的應用優勢如下:
在實際的工程建設中,軟基路段的成分往往具有一定的差異性。例如粉土、黏土與淤泥等,都有可能是軟基中的重要成分。但不論具體的地質情況如何,將CFG樁應用于軟基路段都能夠達到不錯的效果,可以借助其在擠密性上的優勢為軟基帶來加固作用,提升軟基穩定性。由此可見,CFG樁具有適用范圍廣的特點。
CFG樁的組成成分較為復雜,水泥、粉煤灰、砂石等多種材料都屬于CFG樁的原料,混合構成了樁體。相較于其他樁體,CFG樁承載性更為優秀,這是因為摩擦阻力的作用主要集中于樁側面,施工人員可以依據具體的施工需求,有針對性地制樁,調控樁體的承載力,有效助力于工程的順利開展。根據相關數據表明,CFG樁在軟基路段處理中的承載量占地基總荷載達70%,能夠顯著提升軟基路段的承載力,從而達到加固軟基,保障工程穩定性的目的[1]。
在粉土或者砂土類型的軟基加固過程中,CFG樁在下樁時總會產生劇烈的振動,此時砂土容易出現液化現象,但液化水會在土層壓力的作用下沿著CFG樁的樁體向上排出,直到樁體完全硬化后才停止排水。由此可見,CFG樁還具有良好的排水性能。
在對軟基路段的處理中,工作人員通常會將CFG樁樁體的頂端部位放置于地質狀況較好的土層位置,在增強樁體緊密性的基礎上,轉變軟基為復合地基,增強地基的強度,進而避免沉降問題的發生。由此可見,將CFG樁應用于軟土地基處理,還能夠降低沉降問題的發生概率。
在CFG下樁施工過程中,施工人員需要用到振動沉管技術,這一技術會讓地基結構發生變化,隨著土層的松動,地基的強度會不斷降低,但下樁結束后,地基結構便會恢復原先的樣子,同時地基的穩定性會得到顯著的增強。此外,水煤灰等樁體原材料在水化反應的作用下,也會增強樁體的承載力,進而加固樁體,達到提升工程穩定性的目的。總之,將CFG樁應用于對軟土地基的處理中,具有時間效應佳的優勢。
在應用CFG樁前,施工人員應做好前期準備工作:首先,利用前期勘察工作中取得的資料,對施工現場展開分析,依據具體的施工情況,準備好工程設備和施工原材料,組織好施工人員,按照圖紙的要求,設計詳盡的施工方案。對于施工中可能出現的問題應深入探討,建立詳盡的應急預案,保障工程能夠安全順利地完成;其次,在開始施工前,施工人員還應當做好試樁工作,施工人員應做好對相應規范標準的研討,明確試樁工作中各項注意事項。一般來說,為保證這一工作的準確性,選擇五根以上的CFG樁進行試驗為宜,在試驗過程中,還應及時記錄各項數據,若試驗結果難以滿足工程施工的要求,可對CFG樁加以調整,直到與工程要求一致[2]。在這一階段的工作結束后,工作人員還應及時填寫試樁報告,為后續的工作提供數據參考。
在施工階段中,須注意如下要點:首先,施工人員須仔細查看施工圖紙的要求,依據規定標注下樁位置,但操作鉆機時,還是應當依據塔身的垂直標桿,適當校準下樁位置,避免出現過大的誤差;其次,在鉆孔過程中,對鉆機速度的控制屬于一個關鍵點,施工人員可先緩慢控制鉆機,讓其慢速旋轉,保障鉆頭穩定性,避免出現誤差;在鉆頭到達預定位置后,施工人員應及時標注塔身相應的位置;鉆孔完畢后,提前配備好的原材料,如碎石、粉煤灰、水泥等便可發揮作用了,施工人員可將這些材料倒入鉆桿的芯管中,灌注結束后便拔出芯管。此處應注意,施工人員應保證灌注工作已經完畢,再拔出芯管,同時也應做好對拔管速度的控制,每分鐘1m左右為宜,過快拔管或過慢拔管都不利于施工質量。灌注結束后,施工人員可利用薄草皮、水泥袋等保護樁頭,保證施工效果。
在CFG樁施工結束后,施工人員還需做好保障工作,以達到更好的施工效果。例如,施工人員可利用墊褥層、土工布等材料,提升樁體與地基的黏連性,進而提升加固效果。具體措施:準備大量的碎石,粒徑小于2cm為宜,鋪設在軟基表面,厚度為25cm左右,鋪設完畢后進行灑水、碾壓,保證鋪設的均勻性,進而調節樁體的受力程度,之后運用土工布鋪設在其上方,兩端預留約1m,此舉是為了方便后續的反向固定工作。
在CFG樁施工過程中,施工人員可選取一些設備來配合CFG樁,例如振動沉管機械設備、螺旋鉆機械設備等,前者對土層緊實度的要求更高,在對硬土層的施工過程中,若不配合其他的機械設備,難免會出現震蕩力度過大的問題,進而為樁體帶來傷害。一般來講,土層密度過高,會為土層結構帶來傷害,因此施工人員還應盡量降低土層的密度。施工軟性黏土層時,孔隙水的壓力會得到提升,土層強度會進一步下降。由此可見,在CFG樁施工過程中,施工人員務必要嚴格配置各施工設備,可先用螺旋鉆鉆孔,再運用振動沉管設備制取樁體,避免樁體斷裂,進而保障軟基路段加固的效果。
CFG樁由多種材料混合構成,例如粉煤灰、水泥、碎石等,這些材料的配合情況直接影響樁體的強度,因此施工人員應加強對原料配合比的控制。若原料的配合比不夠科學,CFG樁的強度與承載力都會下降,進而影響施工質量,主要表現為在灌注過程中出現卡管等問題,甚至發生安全事故,危害施工安全。總之,施工人員應切實做好對原料配合比的控制,下面為CFG樁的原料配合比:水灰配比7∶10;水泥用量比為15%;坍落度不得超過5cm。總之,在CFG樁施工中,對原料配合比的控制是非常重要的,與樁體的強度和承載力以及與軟基路段的加固效果息息相關。
施工人員應依據具體的要求選擇最為合適的施工技術,在保證施工效果能夠實現的基礎上,盡可能提升技術的性能。例如,當施工人員在飽和軟土區域進行連續打樁作業時,設備的振動力度通常較小,新樁有可能擠壓老樁,嚴重的話還會造成樁體的斷裂。對此,施工人員便可應用跳打施工技術來解決,在應用這一技術后,若某一樁體的強度已經到達了預定強度的五分之四,施工人員便可打下一條樁體在預定的位置;若打樁區域的軟基多由飽和粉土構成,在粉土特性的影響下,土層的密度在打樁完畢后,通常會有所提升,此時若施工人員還需補打樁,就不能再應用同樣的技術,這是因為土層密度再增大,便會影響沉管,進而造成樁體斷裂,因此施工人員可將制樁位置作為中心,之后向四周方向打樁。
在CFG施工中,還應做好施工監測工作。重點集中在如下幾個方面:首先,在施工前應做好對場地標高的測量,收集具有足夠數量與代表性的測點,在打樁過程中應依據這些測點,檢測是否存在地面隆起的情況;其次,施工過程中在打新樁時,應做好對已打樁樁頂上升量的測量,估算得出樁徑縮小的數值,判斷是否存在縮徑情況;最后,對于樁頂上升量較大或懷疑具有質量問題的樁,應及時開挖查看,從而采取必要的措施處理。
綜上所述,CFG樁在軟基路段處理中的應用具有重要意義。因此,施工人員應做好對這一技術的要點研究,依據實際的施工要求,準備好施工設備與施工原材料,科學控制原材料配合比,有針對性地選擇合適的施工技術,最大程度保證樁體的強度與穩固性,為工程質量帶來良好的支持,幫助工程更進一步實現經濟效益與社會效益。