內(nèi)海灘涂CFG樁體質(zhì)量病害原因分析

時(shí)貞祥，張 瑋，李文禎，劉子超，陳 煥

(中國(guó)電建市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，天津 300384)

0 前 言

CFG樁是一種被用于改善與加固軟土地基的施工技術(shù)，其原理是利用專業(yè)鉆機(jī)設(shè)備，將混凝土與地基深處的原土質(zhì)進(jìn)行融合，以此來對(duì)地基的土質(zhì)進(jìn)行改善，滿足地基承載的要求[1-2]。然而在內(nèi)海灘涂進(jìn)行CFG樁施工，不可避免地遇到含水量較高的淤泥質(zhì)地層，CFG樁施工過程中會(huì)受到淤泥侵入、樁與樁之間的相互擠壓等因素影響，導(dǎo)致CFG樁體質(zhì)量難以有效控制，施工質(zhì)量無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)[3-5]。為此，針對(duì)內(nèi)海灘涂CFG樁振動(dòng)施工過程樁體質(zhì)量病害原因，依托福建某沿海市政道路工程，通過試樁試驗(yàn)分析，對(duì)比分析CFG樁取芯質(zhì)量，闡述了含水率較高的淤泥質(zhì)黏土地層CFG樁施工質(zhì)量問題。

1 工程概況

福建省某濱海大道二期道路工程起于站前大道與濱海大道一期平交路口，途徑濱海新城、外墩、馬洋、江美、點(diǎn)頭鎮(zhèn)、白琳鎮(zhèn)、翁江，終點(diǎn)設(shè)置在白琳鎮(zhèn)寒洋里接974縣道，線路全長(zhǎng)10.69 km。標(biāo)段為第一標(biāo)段，起止點(diǎn)為站前大道與濱海大道一期平交路口至江美村海域，起訖樁號(hào)為K0+000～K4+865，全長(zhǎng)4.865 km。CFG樁處理區(qū)域(K0+710～K1+820)地段屬典型海相沖淤積地貌，廣泛分布有軟土層(淤泥)，地形變化小，地勢(shì)較平緩。該段基底土層為淤泥層，屬于典型軟土路基，土層壓縮性高，承載力低，穩(wěn)定性差。

2 試樁試驗(yàn)

針對(duì)商品和自拌混凝土材料的CFG樁體質(zhì)量分析，開展了CFG樁振動(dòng)下沉施工試驗(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、沉管入土深度確定機(jī)架高度和沉管長(zhǎng)度。樁管內(nèi)不允許進(jìn)入水或泥漿，當(dāng)有水或泥漿進(jìn)入時(shí)，應(yīng)灌入1.5 m高的封底混凝土后再開始沉樁。其中，自拌混凝土材料采用混凝土拌和站集中拌制。混凝土坍落度控制在30～50 mm(規(guī)范要求現(xiàn)場(chǎng)拌和為30～50 mm，集中拌和為80～120 mm)，成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200(大于200 mm時(shí)要清理)。每次向管樁內(nèi)灌注混凝土?xí)r應(yīng)盡量多灌，混凝土可一次灌足；第一次拔管高度應(yīng)控制在能容納第二次所需要灌入的混凝土量為限，不宜拔得太高。在拔管過程中設(shè)專人用測(cè)錘檢查管內(nèi)混凝土面的下降情況。開始拔管時(shí)，應(yīng)測(cè)得混凝土確已流出樁管后，才可進(jìn)行繼續(xù)拔管。拔管時(shí)應(yīng)先振5～10 s再開始拔管，邊振邊拔，每上拔0.5 m，應(yīng)停拔并振動(dòng)5～10 s，如此反復(fù)操作至樁管全部拔出，拔管速度應(yīng)控制在1 m/min以內(nèi)。成樁后樁頂標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5 m，成樁后浮漿高度不超過200 mm。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

采用低應(yīng)變檢測(cè)和樁體取芯兩種方法，檢驗(yàn)CFG樁體質(zhì)量。表1給出了CFG樁低應(yīng)變檢測(cè)情況。由表1可知：樁長(zhǎng)無法有效判斷，樁體存在偏樁可能性較大。表2給出了CFG樁靜載試驗(yàn)檢測(cè)情況，由表2可知：抽檢試驗(yàn)樁體只有50%滿足設(shè)計(jì)要求。

表1 CFG樁低應(yīng)變檢測(cè)

表2 靜載試驗(yàn)檢測(cè)

圖1為CFG樁取芯試驗(yàn)芯樣圖。由圖1可知：①B51-09#樁，取芯長(zhǎng)度11 m，芯樣描述：0～2.4 m范圍為柱狀混凝土，2.4～2.7 m范圍為松散狀碎石及機(jī)制砂，2.7～3.0 m范圍為柱狀混凝土，3.0～3.3 m范圍為松散狀碎石及機(jī)制砂，3.3～8.4 m范圍為柱狀混凝土，8.4～11 m顯示為淤泥/粉質(zhì)黏土,初步分析松散狀碎石及機(jī)制砂的芯樣為局部樁身縮頸導(dǎo)致，8.4 m以下淤泥芯樣暫無法判斷，低應(yīng)變檢測(cè)顯示2.3 m左右的位置處波形異常；②D28-32#樁，取芯長(zhǎng)度:13.2 m，芯樣描述：0～3.1 m為柱狀混凝土，3.1～3.3 m為松散混凝土，3.3～5.6 m為柱狀混凝土，5.6～10.4 m為松散混凝土，10.4～13 m為淤泥，13～13.2 m為粉質(zhì)黏土。初步分析3.1～3.3 m處縮頸，5.6～10.4 m處縮頸及混凝土強(qiáng)度不夠；CFG樁深度和設(shè)計(jì)相差3 m是由于拔管時(shí)沉管未打開；設(shè)計(jì)地勘報(bào)告和取芯芯樣不符，設(shè)計(jì)粉質(zhì)黏土在-6.5 m處，實(shí)際取芯芯樣在-9 m處。

(a)B51-09#樁

4 結(jié) 論

針對(duì)內(nèi)海灘涂CFG樁振動(dòng)施工過程樁體質(zhì)量病害原因，依托福建某沿海市政道路工程，通過試樁試驗(yàn)分析，對(duì)比分析CFG樁取芯質(zhì)量，分析可知：①商品和自拌混凝土材料對(duì)于CFG樁體質(zhì)量影響相對(duì)較小；②淤泥質(zhì)地層對(duì)于CFG樁體侵入顯著，易造成樁體質(zhì)量病害發(fā)生。

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