程文軍（廣州市市政集團(tuán)有限公司市政工程分公司 510060）

水泥粉煤灰碎石樁（CFG）成樁質(zhì)量控制

程文軍
（廣州市市政集團(tuán)有限公司市政工程分公司 510060）

在市政工程建設(shè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，水泥粉煤灰碎石樁（CFG）獲得了廣泛的應(yīng)用，理論體系逐漸完善，技術(shù)應(yīng)用更加成熟。本文在分析CFG樁應(yīng)用原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體施工流程，探討了成樁質(zhì)量控制方案。

水泥粉煤灰碎石樁；應(yīng)用；質(zhì)量控制；CFG樁

水泥粉煤灰碎石樁是市政工程施工中地基處理的重要方法，與傳統(tǒng)的地基處理方法相比，CFG樁具有顯著的樁體支撐特性，擠密作用，地基承載力較高，樁體應(yīng)用的過(guò)程中沉降量較小，穩(wěn)定性強(qiáng)，在調(diào)節(jié)地基承載力的過(guò)程中，只需要對(duì)樁長(zhǎng)、樁距和褥墊層進(jìn)行調(diào)節(jié)[1]。在 CFG樁復(fù)合地基應(yīng)用體系逐漸完善的同時(shí)，市政道路地基施工質(zhì)量也獲得了較大的提升，現(xiàn)主要針對(duì)質(zhì)量控制進(jìn)行討論。

1 CFG樁的應(yīng)用原理

水泥粉煤灰碎石樁成樁材料主要包括碎石、粉煤灰、水泥、石屑等，成樁后具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度，應(yīng)用散體構(gòu)成的褥墊層實(shí)現(xiàn)樁土載荷的分配，保證樁土協(xié)同工作，構(gòu)成整體式地基。圖1是CFG樁的基本結(jié)構(gòu)。

CFG樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)示意圖

實(shí)際工程中應(yīng)用CFG構(gòu)成復(fù)合地基，主要結(jié)構(gòu)為樁間土、樁體和褥墊層。

將一定大小的載荷施加于褥墊層，可以做出如下動(dòng)態(tài)分析：起始階段，上部載荷均勻施加于褥墊層，之后的壓力轉(zhuǎn)移到CFG樁和樁間土，上部壓力均勻分布，隨著荷載的增加，樁頂?shù)膽?yīng)力逐漸集中。由于褥墊層的基本結(jié)構(gòu)的隨時(shí)散體顆粒，在應(yīng)力的作用下出現(xiàn)一定程度的滑移，樁頂應(yīng)力在橫向調(diào)節(jié)的過(guò)程中逐漸分散，此時(shí)上部載荷的壓力逐漸從樁體轉(zhuǎn)移到樁間土上。載荷施加于樁間土后，樁間土出現(xiàn)一定程度的沉降變化，材料會(huì)發(fā)揮一定的補(bǔ)償作用，樁頂陷入褥墊層中，樁體和樁間土共同承載上部載荷，整體結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

隨著載荷的逐漸增加，超過(guò)了褥墊層固有的調(diào)節(jié)能力，載荷主要由CFG樁體承擔(dān)，樁體在摩擦阻力的作用下將載荷傳遞到深部地層中，此時(shí)樁的承受力發(fā)揮到極限。

在正常情況下，上部施加的荷載足夠大，樁間土的承載力得到發(fā)揮，外加荷載主要由樁體的儲(chǔ)備力承擔(dān)。CFG樁的模量大、變形小，在荷載的后期施加過(guò)程中，樁頂部的應(yīng)力增加幅度較大，樁身的沉降變形決定了外加荷載引起的基礎(chǔ)變形。總之，CFG樁可有效提高地基承載力，可以承受較大的地面載荷，可減少工后剩余沉降量，整體結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性，具有沉降變小、穩(wěn)定快的優(yōu)點(diǎn)。

2 CFG樁在實(shí)際工程中的應(yīng)用

2.1 工程概況

珠海十字門中央商務(wù)區(qū)市政配套工程市政道路沿線是由第四系地層主要由填筑土、淤泥及淤泥質(zhì)粘土組成，均屬松軟地層，工程性能差，設(shè)計(jì)應(yīng)用CFG樁對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，成樁長(zhǎng)度約14～16m，直徑為0.4m，樁間距設(shè)置為1.5m，等邊三角形梅花狀布設(shè)。墊層的厚度設(shè)置為0.5m，褥墊層材料應(yīng)用碎石砂，碎石含量約70%，粒徑19～37.5mm，含泥量在5%以下。實(shí)際工程中結(jié)合地質(zhì)情況和自然環(huán)境，CFG樁應(yīng)用長(zhǎng)螺旋鉆內(nèi)泵壓混合料灌注成樁。

2.2 施工準(zhǔn)備

準(zhǔn)備工作中以設(shè)計(jì)參數(shù)和圖紙為依據(jù)，再次確認(rèn)地質(zhì)資料，選定合理的施工機(jī)械，完善施工計(jì)劃。工程項(xiàng)目配備足夠數(shù)量的技術(shù)人員，規(guī)范作業(yè)指導(dǎo)書和技術(shù)方案，做好技術(shù)交底工作。之后及時(shí)平整場(chǎng)地，清除場(chǎng)地內(nèi)的障礙物，營(yíng)造良好的施工環(huán)境，保證水電供應(yīng)正常?？刂茰y(cè)量放樣的質(zhì)量，準(zhǔn)備好所有施工器械和原材料，充分考慮外界環(huán)境因素對(duì)工期的影響。及時(shí)做好成樁的工藝性試驗(yàn)，及時(shí)確定出原料配合比和材料混合攪拌時(shí)間[2]。

2.3 CFG樁質(zhì)量控制要點(diǎn)

在鉆機(jī)就位的過(guò)程中，先應(yīng)用全站儀明確控制樁的位置，以控制樁位置為依據(jù)，用鋼尺放出不同CFG樁樁位。采用直徑為15mm的鋼釬垂直打出20cm的深孔，在孔內(nèi)插入標(biāo)記物，鉆機(jī)按照放樣的位置就位。就位后及時(shí)調(diào)整水平度和垂直度，垂直度誤差在1%以內(nèi)。

鉆機(jī)導(dǎo)向架的側(cè)面做好刻度標(biāo)記，鉆頭接觸地面時(shí)，動(dòng)力機(jī)頭停留在零刻度先上，每進(jìn)入0.5m標(biāo)注一次刻度，施工過(guò)程中結(jié)合刻度去頂出進(jìn)尺深度和拔鉆高度。施工過(guò)程中，先開動(dòng)發(fā)電機(jī)，鉆頭提離地面約20cm，打開鉆頭插銷，開鉆前向輸送泵內(nèi)輸入1m 的清水，啟動(dòng)輸送泵保證輸送管內(nèi)壁濕潤(rùn)，之后將攪拌好的砂漿加入輸送泵內(nèi)沖管，沖管結(jié)束后將混凝土加入輸送泵內(nèi)，指導(dǎo)鉆頭位置流出混凝土，后關(guān)閉鉆頭閥門，下鉆。施工過(guò)程中將混凝土的坍落度控制在160mm-195mm范圍內(nèi)。

鉆孔開始后，向下移動(dòng)鉆桿，對(duì)準(zhǔn)樁位，啟動(dòng)電機(jī)鉆井，先慢后快，地面鉆進(jìn)2m的范圍內(nèi)，速度控制在1～1.5m/min，之后鉆速控制在2.5～3m/min。如果鉆進(jìn)過(guò)程中遇到復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，鉆桿搖晃，此時(shí)應(yīng)用降低鉆進(jìn)速度，并檢查鉆孔的準(zhǔn)確性，及時(shí)糾正偏差。鉆進(jìn)過(guò)程中 及時(shí)清理鉆桿周圍的泥土，避免樁位被覆蓋，鉆桿下鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，關(guān)閉電機(jī)，停止鉆進(jìn)，清理周圍泥土[3]。

灌注和拔管的過(guò)程中，先保證CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高，打開鉆頭閥門，泵送混合料，大約20s后開始提鉆，保證樁底混凝土密實(shí)，混凝土高出鉆頭20cm。之后泵送的過(guò)程中拔管，拔管速度控制在2.5～3m/min。

整個(gè)成樁過(guò)程必須連續(xù)進(jìn)行，避免因供料不足導(dǎo)致停機(jī)問(wèn)題。如果一根樁在灌注過(guò)程中沒(méi)有達(dá)到灌入高度，必須停止拔管，此時(shí)應(yīng)泵送補(bǔ)料，混凝土泵送20s后開始拔管，拔管到鉆機(jī)動(dòng)力機(jī)頭最上部零刻度線結(jié)束，關(guān)注成樁完成后，蓋好樁頂予以保護(hù)。

關(guān)注工作完成后及時(shí)移機(jī)到下一個(gè)樁位，借助鉆機(jī)自帶的移動(dòng)底盤實(shí)現(xiàn)移位，重復(fù)鉆孔關(guān)注流程完成所有樁位，移機(jī)后及時(shí)清理鉆桿和鉆頭的渣滓。

CFG樁設(shè)計(jì)深度較大，鉆進(jìn)過(guò)程中可能遇到較厚的地層砂，如果樁機(jī)負(fù)荷達(dá)到極限狀態(tài)，將可能出現(xiàn)故障問(wèn)題，機(jī)械故障帶來(lái)斷樁和卡鉆問(wèn)題，不僅是對(duì)施工技術(shù)的考驗(yàn)，也是施工 機(jī)械質(zhì)量的考驗(yàn)，施工單位必須在配備相應(yīng)的易損件，另外做好機(jī)械的維護(hù)工作，提高技能操作水平，避免違章操作。

施工過(guò)程中及時(shí)檢查排氣閥的工作狀態(tài)，如果出現(xiàn)堵塞必須及時(shí)清洗，避免形成斷樁或者空心樁。為了避免斷樁，必須加強(qiáng)對(duì)灌注區(qū)域的保護(hù)，避免大型機(jī)械進(jìn)入。如果由于排氣閥設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致斷樁，必須經(jīng)常檢查排氣閥，鑿除排氣閥周圍的混凝土，施工過(guò)程中保證混凝土供應(yīng)就是，工作人員之間協(xié)調(diào)配合[4]。

樁頂需要超出設(shè)計(jì)標(biāo)高50cm，同時(shí)保證樁身有足夠的長(zhǎng)度。施工過(guò)程中，隨著鉆桿的鉆井，排除的土體堆積在孔口位置，堆積土中有一些混合料，必須及時(shí)清運(yùn)鉆孔棄土，挖出混合料，漿體與棄土同時(shí)清運(yùn)。

鉆機(jī)移位后及時(shí)清除孔周鉆泥，出小型挖掘機(jī)外，任何機(jī)械不得進(jìn)入灌注樁場(chǎng)地，不得挖動(dòng)已經(jīng)灌注的CFG樁，為了控制混凝土的灌注量，必須保證能偶置管地看到混凝土面上升的高度，同時(shí)控制混凝土用量。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著近代工程建設(shè)的發(fā)展，CFG樁的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在實(shí)際應(yīng)用是也表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，成樁技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，重點(diǎn)是要做好質(zhì)量控制。需要結(jié)合工程特點(diǎn)，制定科學(xué)的施工方案，選用正確的施工設(shè)備。施工過(guò)程中加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后采取有效的措施解決，加快施工技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

[1]王炳龍,楊龍才,周順華等.CFG樁控制深厚層軟土地基沉降的試驗(yàn)研究[J].鐵道學(xué)報(bào),2016,28(6):112.

[2]李華明,蔣關(guān)魯,劉先峰等.CFG樁加固飽和粉土地基的動(dòng)力特性試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué),2010,31(5):155.

[3]韓云山,白曉紅,梁仁旺等.墊層對(duì)CFG樁復(fù)合地基承載力評(píng)價(jià)的影響研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2014,23(20):349.

[4]張小敏,鄭俊杰.CFG 樁復(fù)合地基承載力可靠度分析[J].巖土力學(xué),2015,23(6):81.

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