鄭泳鋒
(中交第三航務工程局有限公司廈門分公司,福建 廈門 361006)
汕頭市東部城市經(jīng)濟帶市政基礎建設項目——新津片區(qū)中山東路延長段起點位于中山東路東端環(huán)島處,沿規(guī)劃區(qū)規(guī)劃范圍向東北方向延伸,至濱江大道,全長約0.684km,由于特殊的地質構造和水文特征,需對施工范圍內的軟土路基進行加固處理,本工程采用Φ500 CFG樁進行軟土地基處理,上鋪0.5m厚碎石墊層,再在樁頂處鋪設兩層TGSG30-30雙向土工格柵。
由于施工場地條件限制,本工程采用噪音污染小的長螺旋鉆孔泵壓成樁法施工。施工前選取5根有代表性的樁先進行試樁,并作低應變試驗,試樁成功并取得樁機鉆進以及拔管速度、混合料各項參數(shù)、泵送壓力等技術參數(shù),修改完善施工工藝后方可進行正常施工。施工工藝流程如圖1。
本工程CFG樁直徑為50cm,樁身強度C20。長螺旋鉆孔泵壓成樁法是在原長螺旋鉆機的基礎上發(fā)展的一種工藝,具有成樁時穿透性強、減振、環(huán)保、高效、靜音等優(yōu)點[1]。主要的配套設備有長螺旋鉆機、攪拌機和砼泵。
圖1 CFG樁施工工藝流程圖
①若地下水水位不會影響成樁施工或者影響效果較小時,可采用干孔灌注成樁法,工藝流程為:測量定位→鉆機就位→鉆孔至設計深度→鉆頭提升25cm左右→灌注混合料(與提鉆交替進行)→制作和插入鋼筋籠→成樁→鉆機移位→封頂及上鋪砂墊層。
②若地下水水位對成樁施工影響較大,成樁工藝應采用水下灌注法施工,工藝流程為:測量定位→鉆機就位→鉆孔至設計深度→鉆頭提升25cm左右→鉆桿內灌注混合料→灌注混合料(與提鉆交替進行)→制作和插入鋼筋籠→成樁→鉆機移位→封頂及上鋪砂墊層[2]。本工藝流程的隔水原理重點在第五步,在繼續(xù)提鉆前灌注適量混合料,混合料在自重作用下由鉆頭閘門流出,沿鉆桿與孔壁間上返,排擠出積水,將鉆頭埋于混合料中,起到有效的隔水作用,然后提鉆與灌注混合料交替進行正常成樁。
樁頂褥墊層采用中粗砂,含泥量≤4%。密實后的厚度35cm,密實度應符合建筑地基處理技術規(guī)范9.3.5的有關要求(夯填度不得大于0.9)。
為了提高路堤的穩(wěn)定性,通常在樁頂砂墊層中間部位鋪設一層鋼塑土工格柵,鋼塑土工格柵應滿足雙向每延米縱橫向極限抗拉強度≥50kN/m,縱橫向標稱抗拉強度下的伸長率≤3%。施工時應避免土工格柵的完整性被破壞,采用搭接法連接,搭接長度宜為40~100cm。
③施工準備。應仔細校核地質水文條件資料,制定合理的成樁順序及成樁工藝;進行場地平整及清理雜物;測量放樣,選取有代表性的位置進行試樁施工,試樁數(shù)量不少于3根,以確定機具配備、打樁順序及工藝流程是否合理,并且得到實際混合料配比、混合料坍落度、拌和時長、拔管及泵送速度等各項工藝參照。
④鉆機選擇及就位。本工程鉆機選用20型長螺旋鉆機,鉆機安裝完畢后應進行位置的校核,確保樁位中心點與鉆頭鉆尖點、鉆塔天輪外緣點,三點一線,鉆桿垂直,調整鉆機液壓腳,保證鉆機水平,固定鉆機。
⑤成孔。鉆機就位后,應進行試運行,檢查馬達以及螺旋鉆桿鉆動是否正常,隨后再進行正式的鉆進作業(yè),鉆至設計標高。在施工過程中,應控制鉆進的速度為勻速,避免形成螺旋孔,在鉆桿上應有明確標記出成孔深度,成孔深度誤差應不超過設計值,本工程為深度誤差≤10cm,垂直度偏差<1%。
⑥混合料拌和及灌注。在試樁后得到了實際的混合料配合比參數(shù),調整設計混合料配合比進而得到實際施工混合料配合比,嚴格按照配合比進行混合料制作,計量準確,材料添加順序為:碎石→水泥、粉煤灰和泵送劑→砂,這樣有利于水泥、粉煤灰和泵送劑與碎石、砂充分拌和均勻,每盤料拌合時間不小于60s?;旌狭霞铀繎显O計要求,坍落度控制在180~200mm,每盤料拌合時間不小于2min。在泵送作業(yè)前,混凝土泵料斗、攪拌機攪拌桶應備料充足。通過前期試樁的參數(shù)采集,本工程CFG樁混合料施工配合比為:水泥:水:砂子:碎石:外加劑:粉煤灰=1:0.87:3.93:5.17:0.0451:0.51。
CFG樁用碎石粒徑控制在5~25mm;砂子細度模數(shù)控制在2.64~3,含泥量小于5%;水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥,新鮮無結塊;坍落度控制在180±20mm;粉煤灰采用Ⅱ級灰。
鉆孔到設計深度后,灌注混合料之前,應檢查管路是否順暢穩(wěn)固;每班第1根樁灌注前,應用水泥砂漿濕潤管路,現(xiàn)場施工指揮員應通知鉆機停鉆并且提升鉆桿約25cm,打開鉆頭滑瓣,開始灌注并且保持連續(xù)灌注混合料,直至灌注到設計標高后繼續(xù)超灌70cm左右(至槽面上30cm左右)。鉆頭提升作業(yè)和混合料灌注作業(yè)密切配合,嚴格控制提鉆速度,提升鉆頭時不得使鉆頭拔出混合料表面,應保證鉆頭始終埋置于混合料表面以下1m左右,防止斷樁或樁身承載力不符合設計要求?;旌狭线M場后應立即灌注,不能立即灌注也應保證在2小時內使用完畢,嚴禁長時間擱置;樁身混合料灌注完畢后應馬上進行養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不得少于24小時,不得擾動樁身?,F(xiàn)場還應安排專人負責混合料灌注施工監(jiān)督,保證混合料灌注不間斷地順利進行,發(fā)現(xiàn)異常問題立即上報立即處理[3]。
⑦鋼筋籠制作及安裝。應根據(jù)設計樁長認真計算鋼筋籠長度,確保鋼筋籠長度以及箍筋間距符合設計要求,驗收合格后方可使用。鋼筋籠的吊安過程中應注意控制鋼筋籠與樁頂標高、填平地面標高、構造物底標高的相對位置,確保鋼筋籠安裝位置準確,本工程樁頂標高要在砂墊層頂面往下35cm的位置,采用長旋桿上配備裝置進行鋼筋籠起吊,人工配合機械設備進行鋼筋籠的插入作業(yè),鋼筋籠沿長度方向每隔2米在外側均勻綁扎固定4塊保護層墊塊,確保保護層厚度不小于5cm。
⑧樁頭截除、修整以及樁帽施工。CFG樁施工完畢3~7天后,待樁身強度達到一定的強度后,開始挖槽作業(yè),用小型挖掘機和人工開挖其下50cm樁間土,樁間土清除后,截除樁頂設計標高以上樁頭,截除樁頭時應使得截面盡量保持水平。機械截樁后,進行人工修鑿樁頭,清除CFG樁頂浮漿及強度不符合要求的混合料,確保露出的樁頂混合料的質量符合設計要求[4]。截樁后應及時進行樁帽施工,樁頭截斷后,再用鋼釬、手錘等工具沿樁周向樁中心逐漸剔除多余的樁頭,樁頭剔除至設計樁帽底標高后,應盡快進行樁頂擴頭樁帽施工,樁帽采用強度比樁身強度高一等級的C25混凝土施工,樁帽施工完后應及時進行養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不少于24小時。
CFG樁處理軟土地基技術應用廣泛、實用性強,涉及的工程類型范圍廣,施工中的質量易于控制,施工后變形穩(wěn)定、沉降量小,同時節(jié)約大量水泥以及鋼材,具有良好的社會經(jīng)濟效益,具有廣闊的應用發(fā)展前景。