1、CFG樁的基本特性

CFG樁的適用范圍比較廣,在粘土、砂土、淤泥質(zhì)土、粉土、雜填土等地基中均有大量成功運用的案例。CFG樁是介于剛性樁與柔性樁之間,其強(qiáng)度等級可以在C15-C25之間變化。由于CFG樁樁體的模量強(qiáng)度等比較大,在荷載作用下可以產(chǎn)生比樁間土表面應(yīng)力大的樁頂應(yīng)力,并通過樁身將荷載向深層土體傳遞,減少了樁間土的荷載壓力。而CFG樁不需要配筋,摻和料來源廣泛,可取自工業(yè)廢料粉煤灰等,因此,工程造價也相對較低。

2、CFG樁的具體使用分析

2.1CFG樁技術(shù)設(shè)計流程

在公路工程路基施工中應(yīng)用CFG樁時,應(yīng)首先進(jìn)行CFG樁技術(shù)設(shè)計。CFG樁技術(shù)設(shè)計的流程一般為[2]:首先根據(jù)公路工程施工現(xiàn)場的地質(zhì)勘測報告,對CFG樁的長度以及樁間土的承載能力進(jìn)行計算,然后確定擬采用CFG樁的樁徑;在對公路地基上部載荷量確定的基礎(chǔ)上,選著合適的置換率,并進(jìn)行復(fù)合計算;然后依據(jù)計算的沉降數(shù)量最終確定置換率和CFG樁的樁間距;最后對公路地基的承載力進(jìn)行驗算和調(diào)整,以此選擇適宜的墊層材料,并計算墊層材料的厚度。

2.2CFG樁施工方法選擇

施工方法的選擇對于CFG樁的施尤為重要。在實際施工過程中,應(yīng)該根據(jù)公路工程施工現(xiàn)場的實際情況,選擇不同的施工方法。對于地下水位以上的粉土、粘性土、素填土以及中密實度以上的樁土,應(yīng)選擇長螺旋鉆孔灌注成樁;而長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工法則適用于砂土、粉土、粘性土和對泥漿污染或噪音污染等要求較為嚴(yán)格的場地的施工。此外,還有振動沉管灌注成樁施工法,它適用于粘性土、粉土和素填土等地基。需要說明的是,對于軟土地基CFG樁的施工,應(yīng)采用長螺旋鉆機(jī)管內(nèi)泵壓砂、碎石、水泥和粉煤灰等拌合料灌注成樁的施工工藝,只有壓密樁體周圍的土體,才能使樁與樁周圍土體之間產(chǎn)生足夠的摩擦力,從而起到軟基加固的作用。

2.3CFG樁施工工藝流程

在確定CFG樁施工方法后,應(yīng)該按照CFG樁施工的工藝流程進(jìn)行施工。CFG樁長螺旋成孔管內(nèi)泵壓混凝土成樁的施工工藝流程通常包括:樁位放線———鉆機(jī)就位———鉆孔———成孔至設(shè)計標(biāo)高———泵送CFG樁混合料———按規(guī)定速度在泵送混凝土的同時提拔鉆桿至地表。采用步履式長螺旋鉆孔機(jī)施工的工藝流程為:在開鉆前根據(jù)CFG樁的平面布置圖對施工場地進(jìn)行找平,確定施工地面的標(biāo)高,并計算鉆孔的深度;然后在確保鉆尖活瓣門閉合完好后下鉆,在下鉆過程中及時觀察電流表的情況,避免卡鉆等質(zhì)量事故的發(fā)生;當(dāng)鉆機(jī)到達(dá)預(yù)定位置時,由鉆機(jī)前臺發(fā)出相應(yīng)的泵送指令,鉆機(jī)后臺收到指令后進(jìn)行泵送作業(yè)。在施工過程中,應(yīng)該在前崗設(shè)專人對泵送的速度和加入量進(jìn)行控制,同時要求鉆機(jī)提拔連貫,樁頂高程滿足設(shè)計要求,避免夾泥、斷樁等情況發(fā)生。

2.4CFG樁施工技術(shù)要求

CFG樁的施工應(yīng)滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。CFG樁施工材料中的混凝土、粉煤灰和添加劑等應(yīng)滿足國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,用量的大小需要根據(jù)施工要求通過實驗室配比試驗確定;施工材料應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計的配合比進(jìn)行拌合配制;塌落度也應(yīng)滿足相應(yīng)的要求;樁機(jī)就位后調(diào)整樁管使其垂直,,偏差不宜大于1.5%;控制鉆孔的入土深度,CFG樁長的偏差值應(yīng)控制在+10cm以內(nèi)[4];地基承載力應(yīng)滿足設(shè)計要求;樁徑宜取350~600mm,樁間距宜取樁徑的3~5倍;樁頂標(biāo)高應(yīng)高于設(shè)計標(biāo)高0.5m以上,樁端持力層應(yīng)選擇承載力相對較高的土層;樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計的要求,通常不宜小于C15;、褥墊層厚度也應(yīng)滿足設(shè)計要求,褥墊層不宜選用卵石,宜用中砂、粗砂、碎石或級配砂石等,其最大粒徑不宜大于30mm,厚度150~300mm,夯填度不宜大于0.9;長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計深度后,應(yīng)使泵送量與拔管速度相協(xié)調(diào),準(zhǔn)確把握提拔鉆桿的時間,對于飽和粉土或著飽和砂土層應(yīng)做到勻速拔管,其速度應(yīng)該控制在1.2~1.5m/min左右,當(dāng)遇到淤泥或著淤泥質(zhì)土?xí)r,拔管的速度可以適當(dāng)放緩。在施工過程中,上述技術(shù)參數(shù)要求應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況(如地質(zhì)條件、基礎(chǔ)類型、結(jié)構(gòu)類型、地基承載力和變形要求等),現(xiàn)場每臺班或每日留取試塊1~2組進(jìn)行確定。

2.5CFG樁施工注意事項

CFG樁在施工過程中還應(yīng)注意以下幾個方面:CFG樁鉆孔開始之前,應(yīng)去報鉆頭閥門關(guān)閉;通過操作下移鉆桿,當(dāng)鉆機(jī)鉆頭觸及到地面時,方可啟動鉆機(jī)馬達(dá);鉆機(jī)鉆孔作業(yè)應(yīng)先慢后快,在鉆孔過程中,還應(yīng)及時檢查鉆孔的偏差并進(jìn)行修正;鉆機(jī)操作人員應(yīng)與現(xiàn)場讀數(shù)人員相互配合,確保鉆孔過程中電流表數(shù)據(jù)正常,避免質(zhì)量事故的發(fā)生;CFG樁的樁身進(jìn)入持力層深度等應(yīng)滿足設(shè)計的要求[5];在鉆孔過程中做好施工地質(zhì)等的記錄工作,如實填寫施工記錄表,當(dāng)發(fā)現(xiàn)與設(shè)計情況不符時,應(yīng)及時與設(shè)計單位進(jìn)行溝通;在鉆孔過程中,如果遇到難以鉆進(jìn)或鉆桿晃動時,應(yīng)該放慢鉆孔進(jìn)度,防止出現(xiàn)鉆具損壞、樁孔偏差和位移等現(xiàn)象[6];當(dāng)施工完成3~5天后,樁體達(dá)到一定強(qiáng)度要求時,才能進(jìn)行開挖;在截樁或者清土?xí)r應(yīng)避免對樁間土造成擾動或者造成樁體的損壞;對于深層基槽可以采用人工和機(jī)械聯(lián)合開挖的方式,對于淺層基槽可以采用人工開挖的方式,人工開挖留置的厚度一般不應(yīng)小于0.2m。此外,對于不同布置形式的樁基,其樁位偏應(yīng)滿足相應(yīng)要求(條形基礎(chǔ)不大于0.25倍樁徑、滿堂布樁基礎(chǔ),不大于0.4倍樁徑、單排布不大于60mm);冬期施工時混合料的入孔溫度不應(yīng)低于5℃,對樁頭和樁間等土應(yīng)采取相應(yīng)的保溫措施。

3、結(jié)論

在公路工程地基處理中使用CFG樁可以提高公路地基的承載能力,減少路基施工完成后的沉降量,基于其良好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果,CFG樁在公路工程地基處理中取得了較好的應(yīng)用。本文結(jié)合CFG樁的基本特性,從CFG樁技術(shù)設(shè)計流程、技術(shù)方案優(yōu)化、施工方法選擇、施工工藝流程、施工技術(shù)要求和施工注意事項等六個方面對CFG樁在公路工程路基施工中的使用進(jìn)行了詳細(xì)探討,希望可以為CFG樁在同類工程中的應(yīng)用提供參考。