延崇高速CFG 樁施工要點分析

鄒雪梅

（北京財貿職業學院，北京 100000）

1 工程概況

延崇高速公路（北京段）工程為北京市與河北省張家口地區聯系的一條重要道路，位于延慶區內，是2019年北京世園會與2022 年北京冬奧會的重要聯絡線。延崇高速公路（北京段）分為南北兩段，南起興延高速公路，北至市界，線路全長32.2km，南段（K0+406.895—K15+634.868）為平原區段，北段（K15+634.868—K32+659.800）為山區段。

1.1 工程簡介

根據設計圖紙在K8+106.883 主線橋北頭；K8+786.316 輔路橋南橋頭、K8+809.089 輔路橋北橋頭；K10+466.322 輔路橋南橋頭、K10+479.122 輔路橋北橋頭；K0+342.787A 匝道北橋頭、K0+496.618B 匝道北橋頭進行復合地基處理。

為保證道路路基的承載能力，防止不均勻沉降，同時兼顧經濟的特點，采用CFG 樁對路基進行處理，主線橋橋頭樁徑為40cm，A 區樁長為12.5m，各區為上一區樁長遞減2m，直至6.5m 為止，樁距1.6m，樁長12m 的樁身采用C25 混凝土灌注，樁長為12m 及12m 以下的樁身混凝土為C20，主線橋復合地基設計圖見圖1、圖2。輔路橋橋頭樁徑為40cm，A 區樁長為8.5m，因A 區樁長為偶數，A 區之后各區為上一區樁長遞減2m，直至樁長遞減到6.5m 為止，采用C20 混凝土澆筑；A、B 匝道北橋頭樁徑為40cm，A 區樁長為12.5m，各區為上一區樁長遞減2m，直至6.5m 為止，樁距1.6m，樁長12m 以上的樁身采用C25 混凝土灌注，樁長為12m 及12m 以下的樁身混凝土為C20。樁頂鋪筑60cm 厚級配砂礫墊層，墊層寬出最外一側一排樁80cm，并加鋪2 層三向土工格柵。

圖1 主線橋復合地基縱剖面圖

圖2 主線橋復合地基橫剖面圖

1.2 工程地質條件

北京市總體地勢受構造活動、氣候條件等因素作用，由西向東南，整體地貌由西、西北、北部的山地地貌單元逐漸向東、東南、南過度為山前丘陵、臺地及平原地貌單元。北京最高的山是海拔2241m，平原的海拔通常在100m 以下，大部分是30~50m。最下部海拔8m，有相對的高低差。最高點和最低點之間是2233m。

延慶區是華北平原到張北平原的過渡帶，位于燕山沉降帶的西端，東、北、南環山。市區是從東北向西南延伸的長方形，地形三面環山，一側接近水。中間是北京最大的盆地。盆地的平均海拔500m，山地的平均海拔1000m，海陀山是這個海拔2241m 的地區最高的山峰，也是北京第二高的山峰。本項目主要穿過官廳水庫東側平原區，沿線整體地勢由南向北逐漸降低，自然地面標高范圍約在531.3~476.5 之間，平均坡度小于0.4%。

地面下的地層根據沉積年代和工程性質，分為人工堆積層、新近的沉積層和第四季沖擊層三大類，分布范圍為深度65m。根據巖石相的組成、構造、工程學特性，分為9 個大層和二層。

2 CFG 樁施工準備

2.1 技術準備

（1）技術人員精通設計圖和地質調查資料，組織相關人員進行實地調查，學習相關標準和標準。

（2）測量員應根據構造圖和給定坐標點設定軸定位樁和標高控制點，釋放樁的位置，并向監督者報告研究。

（3）測試員應重新測試原材料，制定取樣計劃。

（4）對現有地下管線進行物理勘探，拆除或變更妨礙建設的施工線路，制定計劃，并經過相關手續[1]。

2.2 測量準備

樁位置的打樁是根據管狀位置圖、測量地圖制作研究所提供的基準點、以及所選擇的CFG 樁位置，確認正確與否后再通過測量φ20 需要用鋼開孔。在30~50cm 深的地方，為了標記CFG 管區的4 個角落注入白灰粉。

2.3 材料準備

所用材料均需按規定進行復試，混凝土配合比經驗證合格后方可使用。根據混凝土設計強度C20、C25及施工坍落度18～20cm 的要求，選擇有資質的混凝土攪拌站供料且施工前做好配比驗證工作。

樁頂鋪設墊層選用兩層共60cm 厚的級配碎石，墊層寬出最外側一排樁80cm。

2.4 機械準備

機械設備需要長螺旋鉆機、混凝土地泵、配電箱、振動夯各2 臺，推土機、平地機、壓路機、發電機各1 臺。

2.5 勞動準備

本項工程施工由項目部統一調度，并建立相應的施工小組組成項目組織體系，接受項目部統一管理。技術2 人、質檢2 人、測量3 人、電工1 人、現場施工人員15 人。

3 施工方案分析

3.1 施工工程量

共需施工φ40cm 的CFG 樁2886 顆。

3.2 CFG 樁施工工藝

除了考慮設計要求外，還必須考慮上述土木地質學和水文學條件。如果驅動測試管，在建設過程中，使用長的自動鉆頭形成孔，用泵將混凝土輸送到管道。也就是說，鉆探到設計深度后，一邊抬起鉆頭位，一邊從空心鉆孔管注入CFG 混合物，自下而上成樁。

3.3 技術要求及質量保證措施

3.3.1 質量檢驗標準

質量檢驗標準如表1、表2 所示。

表1 CFG 檢查項目

表2 褥墊層檢查項目

依據《公路路基施工技術規范》（JTG F10—2006）相關規定，在CFG 樁的施工后，測試單樁和復合基礎的支撐力。試驗頻率為樁子數的0.2%，3 根以上。為了確認樁體的完整性，必須從使用的低應變動態測試中，抽出樁總數的10%。

3.3.2 主要施工方法

（1）場地清理、壓實。施工機械進場前必須對施工區域進行場地清理、找平，并進行必要的壓實，以確保到場機械能夠平穩就位，移動，不產生偏斜。

（2）成孔。①鉆機就位后，調整鉆機水平，使其平穩牢固，鉆桿垂直。鉆機對樁位的偏差和垂直度偏差應由專人檢查，符合要求后方可進行下道工序施工。②下放鉆桿時查看鉆桿中心是否與孔中心對齊。正確則將鉆機調平并穩定，確保鉆機在鉆井過程中不會偏離。③鉆孔孔內鉆孔管的長度應根據鉆孔高度、設計好的樁長度和設計好的樁上部高度事先計算，并明確標記在鉆孔管上。④在挖掘過程中，需要使用導向套管操作，以防止鉆孔管的中部彎曲。為了防止鉆頭過多堵塞，控制鉆頭速度。⑤在挖掘過程中，要仔細記錄地下土壤層的特性，隨時與設計圖進行比較，仔細標記發現的差異，以備將來的大規模建設。⑥挖掘到設計深度時，在現場空轉，清土后停止旋轉。專人檢查之后做預檢查和隱蔽檢查記錄，監理人在接受檢查合格后執行下道工序。

（3）壓灌成樁。①對成樁要嚴格控制樁長、樁徑、垂直度、和鉆進速度、保護樁長度。②泵送混凝土：泵送混凝土操作之前，為確保地泵正常工作檢查地泵的所有儀表；若灌完第一根樁或長時間停止鉆孔，用泵送水泥砂漿來濕潤泵管防止管道堵塞。③起鉆與泵送配合：由現場設專職信號員，鉆至標高時，司鉆將鉆具要提升約20~30cm 便于閥門開啟同時通知泵工啟動泵。④鉆桿的起升時間、混合料的泵送量與拉速相匹配。一般情況下鉆桿速度控制在1.2~1.5m/min，不允許反向插入。如果出現飽和砂層或飽和淤泥層，不得停止泵送材料。⑤采用插入式振搗器在成樁后振搗樁頂混凝土，為了提高樁頂混凝土的牢固性，振動深度在5m 以上。為了確認設計樁上部的高度沒有懸浮漿料，樁上部的高度必須比設計高度高50cm。⑥抽水過程中如達不到設計標高，應及時處理。如果混凝土表面已超過地下水位，則應采用孔口補充灌漿的方法；混凝土表面位于地下水面以下的情況下，為了確保持續的挖掘注入，需要將泵管插入混凝土表面50cm 以下。⑦認真把握施工記錄，形成樁子后，按照施工記錄再研究。

（4）清土。當鉆探鉆孔時，可以用手推車人工或裝載機清土。用50cm 的樁結構保護的土可以手動清理運輸，另一個裝載機用于防止槽底被擾動。

（5）剔樁頭。CFG 樁是素混凝土樁，故在處理樁頭時全部采用切樁機切割，避免出現不必要的斷樁。保證樁頭平整，不出現斜茬，不影響下部樁身質量。

（6）成樁樁檢測。根據規范和設計要求，用復合地基的荷載試驗進行承載力試驗：樁強度達到試驗荷載條件后15d（使固化試件在相同條件下確定試驗時間）開始試驗，試驗數量占總數的0.2%，每項不少于3 分。

（7）混凝土試塊。混凝土澆筑期間，每個機械臺班作試塊5 組（每組3 塊）、2 組自檢、1 組抽檢、1 組監理、1 組見證，按要求抽查總數5%。試塊養護至齡期送試驗室作28d 強度試驗，不小于C25 混凝土的強度要求。

（8）級配沙礫墊層施工。待試樁和驗槽合格后，鋪設30cm 底層級配碎石，墊層寬出最外側一排樁80cm，其夯填度不大于0.9，壓實完畢后鋪設土工格柵，覆蓋整個級配沙礫墊層，格柵鋪設需平整無褶皺，土工格柵之上鋪設30cm 級配碎石，寬度與底層墊層相同，其夯填度不大于0.9，壓實完畢后鋪設第二層土工格柵。復合承載力要求≥225kPa[2]。

4 施工進度計劃

4.1 施工準備

正式開工前完成施工準備工作。

（1）完成根據施工現場、材料堆放場所、生活區等。

（2）要根據施工的要求接好臨時水電鋪設臨時施工道路。

（3）對施工機械設備的準備是在進場前檢修完好，完好率達到100%并按時進場[3]。

4.2 工期安排

工期共115d。

5 質量保證措施

5.1 質量目標

根據《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB 50202—2002），各子項目一次性合格率100%，優質率95%以上，各子項目的優良率95%以上，單位項目的優良率100%。投標部門完成合格的品質評價是合格的（完成合格品質評價的分數是92 分以上），完成合格品質評價是優秀的。申請北京質量工程獎并獲獎，以國家質量工程獎為目標而努力。

5.2 質量保證體系

項目經理負責設立項目管理部門，實施項目經理的責任系統，組織專家和技術人員建立健全的質量保證系統。為了保證項目達到預期品質，所有的工作和活動都會被管理。

5.3 質量自檢

建設過程中重要的管理任務是質量檢查。遵循“長遠規劃、質量第一”的方針，處理生產進度和項目質量的關系，制定調整兩者以提高項目質量的條件。所有職能部門都要認真落實，加強監督，減少事故。

（1）施工期間，各工區必須嚴格建立各項檢查制度，包括堅持定期和不定期檢查，包括質量自檢、自評、抽檢制度，并對檢查結果進行真實記錄。制定整改方案和措施，在發現問題時及時限期整改。定期檢查要達到每月一次，由質量管理部組織施工負責人、技術負責人、質檢工程師參加檢查。

（2）質量報驗。嚴格執行“三檢（自檢、互檢、專檢）制”，逐級檢驗施工質量，并制定合理的獎罰制度，使管理人員乃至一般施工人員，視質量為己任，重視質量，保證質量。使監理驗收一次合格率達到100%。

6 結語

在工程施工之前，一定要認真研究地質水文情況，因地制宜地選擇設備，確定合施工工藝及施工方法，在操作時必須認真慎重，嚴格按照操作規程以確保CFG樁施工質量。