CFG樁施工技術(shù)在高速公路改建單側(cè)加寬工程中的應(yīng)用探究

宋亞偉 張洪濤

（濟(jì)寧市鴻翔公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司濟(jì)南分公司，山東 濟(jì)寧 272000）

0 引言

高速公路的改建工程主要有單側(cè)加寬、兩側(cè)加寬、混合加寬三種形式[1]。單側(cè)加寬工程的優(yōu)勢(shì)在于仍能保持不被拓寬一側(cè)的輔助設(shè)施，加寬施工對(duì)現(xiàn)有高速公路的影響也不大[2]。目前，我國現(xiàn)有的地基處理技術(shù)已不能滿足工程建設(shè)的要求，在這種技術(shù)環(huán)境下，可采用CFG復(fù)合地基技術(shù)來解決國內(nèi)工程建設(shè)中的難題。CFG樁具有成本低、效率高的特點(diǎn)，在目前的基礎(chǔ)工程中已得到廣泛應(yīng)用[3]。為使CFG樁的施工技術(shù)和相應(yīng)注意事項(xiàng)得到科學(xué)分析，施工人員應(yīng)根據(jù)工程實(shí)例進(jìn)行針對(duì)性研究。本文根據(jù)工程概況，對(duì)CFG樁在高速公路改建中的應(yīng)用特點(diǎn)和使用原則進(jìn)行分析，并對(duì)CFG樁的施工技術(shù)進(jìn)行探討。CFG樁施工嚴(yán)格按照規(guī)范程序進(jìn)行，可保證公路改建單邊拓寬工程的安全性和穩(wěn)定性，使其特性在高速公路改建單側(cè)加寬工程中得到最大程度的發(fā)揮。

1 工程概況

本項(xiàng)目是地處平原微丘區(qū)的高速公路改建單側(cè)加寬工程，總里程為k64+900～k72+246，全長(zhǎng)7.346km。道路拓寬兩側(cè)地基采用CFG樁技術(shù)加固，減少了路基的不均勻沉降。該段CFG樁采用正方形布置，樁徑為50cm，樁體強(qiáng)度為C20，樁距為1.6m、1.8m和2m，鉆孔直徑45cm，樁頂部3.5m處設(shè)置一種結(jié)構(gòu)鋼筋籠加固，樁穿透軟土，打入1.5m，CFG樁的長(zhǎng)度為15m～30m，樁頂設(shè)二級(jí)配碎石砂夾層，使得該區(qū)段的基礎(chǔ)承載力得到改善，并保證了結(jié)構(gòu)兩側(cè)和新老道路結(jié)合面的工后沉降能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2 CFG樁施工技術(shù)在高速公路改建單側(cè)加寬工程中的特性及應(yīng)用原理

在目前的工程應(yīng)用中，CFG樁作為樁基礎(chǔ)的一項(xiàng)重要技術(shù)，可在原有基礎(chǔ)上對(duì)其優(yōu)化、調(diào)整，從而在保證其穩(wěn)定性的前提下，充分利用CFG樁的樁端阻力。新加寬的路堤自重會(huì)使舊路堤在偏心荷載下產(chǎn)生新的附加應(yīng)力，并與原有路堤的基礎(chǔ)應(yīng)力相疊加，由于路基自身重量增加，舊路基沉降會(huì)導(dǎo)致路堤中心差異沉降，拉裂原路基及路面，高速公路改建單側(cè)加寬工程沉降情況如圖1所示。

圖1 高速公路改建單側(cè)加寬工程沉降示意圖

在CFG樁基礎(chǔ)處理技術(shù)工程實(shí)踐中，碎石將成為樁身骨架，石屑將成為副骨架，進(jìn)入碎石結(jié)構(gòu)的縫隙中。此外，在樁間土體與樁體之間存在較厚的墊體，從而形成了一種復(fù)合地基，起到緩沖作用，大大提高了樁身的承重性，滿足了結(jié)構(gòu)的特殊要求。

CFG樁基在工程中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為：工程建設(shè)中不會(huì)產(chǎn)生額外的噪聲，對(duì)周邊環(huán)境沒有任何影響；原土是CFG樁基礎(chǔ)處理技術(shù)的重要原料，它可以將原材料的運(yùn)輸費(fèi)用降到最低，使工程整體造價(jià)下降。CFG樁基礎(chǔ)處理技術(shù)具有很好的靈活性，可根據(jù)當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)，提高工程的整體質(zhì)量和效率。

3 CFG樁施工工藝

3.1 工藝流程及控制要點(diǎn)

在此項(xiàng)工程中，CFG樁的振動(dòng)沉管施工，依據(jù)高含水率的土壤及樁距，確定施打順序和樁距，確保樁的質(zhì)量和承載力達(dá)到設(shè)計(jì)極限。

振動(dòng)沉管的施工過程包括：測(cè)量、放樣→平整、樁基就位、找平、插管、振動(dòng)沉管到設(shè)計(jì)深度→鉆孔質(zhì)量和深度→灌注攪拌→樁頂設(shè)計(jì)高度→振動(dòng)拔管→下放至與樁帽連接處4m捆扎鋼筋籠→本樁完成→隔樁跳打→中間樁施工→樁頭鑿除、樁體檢測(cè)→澆筑樁帽→鋪設(shè)床墊層。在高速公路改建單邊拓寬工程中，如果出現(xiàn)路基坍塌、沉降、裂縫等情況，必須及時(shí)采取有效措施。在挖掘之前，應(yīng)在線路和地下障礙的交叉點(diǎn)上做好記號(hào)，標(biāo)明里程、障礙深度、尺寸等，避免因挖掘不當(dāng)造成損害。在連接部位，應(yīng)采用機(jī)械法進(jìn)行局部漏夯，以保證地基質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

3.2 技術(shù)要求

在工程實(shí)踐中，CFG樁的施工工藝也存在著一定的問題，其技術(shù)需求有以下幾點(diǎn)：

混凝土配合比和坍落度原料進(jìn)場(chǎng)后，必須在試驗(yàn)室進(jìn)行取樣測(cè)試，并按實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)確認(rèn)的混凝土進(jìn)行配比。

地基材料為碎石砂，該產(chǎn)品采用雙向鋼塑復(fù)合土工布，變形率不超過3.5%。

CFG樁的成樁條件實(shí)際混凝土用量不能低于理論設(shè)計(jì)值。在高速公路單側(cè)拓寬工程建設(shè)中，首先要解決工程建設(shè)中的數(shù)據(jù)控制問題，對(duì)建筑工人的作業(yè)行為進(jìn)行規(guī)范。在沉管作業(yè)時(shí)，施工人員應(yīng)采用專業(yè)的測(cè)量?jī)x器，對(duì)地面進(jìn)行水平、垂直度的測(cè)量，以確保管線下沉期間始終處于垂直狀態(tài)。

3.3 質(zhì)量控制與檢測(cè)

為檢測(cè)CFG樁在高速公路改建中的施工工藝、力學(xué)性能和施工質(zhì)量控制，必須在施工前進(jìn)行5根～7根試樁，表1為CFG樁基的施工質(zhì)量規(guī)范，在工程中的具體數(shù)據(jù)應(yīng)按照表格內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范。

表1 CFG樁施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

CFG樁的布置須滿足設(shè)計(jì)需求，樁長(zhǎng)、樁頂標(biāo)高及樁徑等均須按設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行。在CFG樁施工過程中，每個(gè)工位都要進(jìn)行檢測(cè)，28天后必須對(duì)樁身進(jìn)行單樁或復(fù)合基礎(chǔ)的承載力、變形模量測(cè)試。由于樁頭混凝土的密實(shí)度一般較差，強(qiáng)度較低，因此采用了在樁頂以下2.5m以內(nèi)的振動(dòng)搗固法。

4 結(jié)束語

CFG樁在高速公路工程中的具體運(yùn)用，有很多值得注意的問題。本文結(jié)合工程概況，在做好前期準(zhǔn)備工作的同時(shí)，分析了CFG樁施工技術(shù)在高速公路改建單側(cè)加寬工程中的特性及應(yīng)用原理，選擇了合適的施工方式，確定了相應(yīng)的施工材料及設(shè)備，探析了CFG樁施工工藝，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘察的數(shù)據(jù)信息制定施工計(jì)劃，做好經(jīng)濟(jì)預(yù)算，為公路改建擴(kuò)建工程的設(shè)計(jì)與施工提供了借鑒。