关于CFG桩在公路软基路段处理中的应用

2017-03-10姜保军

环球市场 2017年10期

关键词：成桩路段速率

张晖姜保军

河南省中州公路工程有限公司

关于CFG桩在公路软基路段处理中的应用

张晖姜保军

河南省中州公路工程有限公司

CFG桩是国内上世纪80年代末研发的一项地基加固技术，其是在施工中与桩间土和褥垫层共同组成人工复合地基提高地基承载力，该种工艺可通过增长桩长将上部荷载传递到更深土层内而具有承载力提升幅度大、模量高、沉降稳定快等优点而被广泛应用于地基或路基处理工程中，采用该种工艺可显著提高地基承载力并会减少工后剩余沉降，因此说该工艺具有显著的社会效益和经济效益。本文结合具体工程案例，对公路软基路段处理中CFG桩施工准备、施工工艺及质量控制进行了分析与探究。

CFG桩；公路软基路段；施工准备

一、工程概况

某段公路工程总长度为13km，根据地质钻探资料，该段地质情况分布主要为亚粘土、淤泥、细砂和全风化粗砂岩，淤泥层厚13m左右，呈深灰色，饱和流塑状，含较多粉砂和腐殖质。淤泥层呈流塑状，对管壁有一定的压力。设计为CFG桩，桩长18m，间距1.4m，为正三角分布。

二、公路软基路段处理中CFG桩施工准备

1、机械设备的选用。CFG桩多用振动沉管桩机施工，也可用螺旋钻机。对于粘性土、粉土、淤泥质土、人工填土及松散砂土，使用振动沉管桩机可以提高地基承载力、减少地基变形以及消除地基液化;对夹有硬土层的地质条件，宜采用螺旋钻预引孔，然后再用振动沉管机制桩。

2、严格控制进场材料。选定材料前取样进行试验，试验合格后方可购买进场，对进场材料检查有无杂物;碎石有无风化石、泥块，石粉含量是否过大;砂石原材料应分开堆放。对原材料严格按要求频率进行抽检。

3、配合比控制。施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时严格按配合比配置混合料，有条件采用搅拌站拌合最好。采用小型搅拌机，现场需有完好的磅秤，并定期对运料车进行称量标定。

4、确定桩长。由于软基段的淤泥层深度变化较大，在正式打桩前，每50米范围内选取三个断面进行试打，由业主、监理、施工单位一起根据桩管打入深度确定桩长。

三、公路软基路段处理中CFG桩施工工艺

1、试桩。在大面积施工前应结合地质情况选取具有代表性工点进行试桩，试桩根数不应少于5根，试桩的目的是为了取得符合设计要求的沉管速率、延米投料量、拔管速率、塌落电流及充盈系数等工艺控制参数，并在其质量检验合格后作出试验报告，将其中数据作为后期施工中参数的控制依据。

2、混合料拌合。CFG桩施工用料必须采取搅拌站集中拌和以控制混合料质量，拌合中应严格按照配合比配料，每盘料的拌合时间应参照普通混凝土的拌合时间，一般控制在90-120s范围内，水的投加量以及拌合时间应根据实验确定，最终混合料的坍落度控制在90-110mm范围内。

3、设备进场。打桩机、搅拌机、材料进入现场，根据桩长、沉管入土深度确定机架高度，并进行设备组装。打桩机沉管表面应有进尺标记。在桩位位置预埋混凝土桩尖(埋入地表下约30cm，外露20cm)，桩管底口卡住桩尖凸头，密贴、无缝隙。

4、沉管。启动振动器，使沉管在振动作用下下沉至设计标高，停机。沉管过程中需注意调整桩机的稳定，避免倾斜，做好电流变化记录，并对土层变化予以说明。沉管过程中做好记录。

5、投料。混合料搅拌采用现场混凝土搅拌机拌和，按照实验室给出的C15混凝土施工配合比进行配料，混凝土搅拌用各原材料必须经过严格称量，计量误差在规范范围之内。混合料塌落度控制在80mm～120mm。

6、拔管。拔管是边拔边振，拔管速率初始时宜慢，以保证混合料灌满孔底，拔管过程中不允许反插，连续拔管至桩顶。施工桩顶标高宜高于设计标高50cm，浮浆厚度不超过20cm。拔管过程中应注意拔管速率，拔管速度应该的先慢后快，初始拔管速度(4m)控制在1.5～2m/min，其后拔管速度控制在2.5～3m/min。

7、移机。沉管拔出并确认成桩符合设计与规范要求后，对桩头用粘土封顶，移机进行下一根桩的施工。

8、成桩检测。素混凝土桩施工完成，待桩体强度达到设计值后，由专业检测单位采用低应变检测桩身完整性，并通过钻芯法对桩身强度及完整性进行验证，若出现不合规格的施工段，则采取加大检测频率来检验施工质量。

四、公路软基路段处理中CFG桩施工质量控制

1、桩径和垂直度。施工中应保证每颗桩实际混合料灌注量不低于设计量，灌注后的充盈系数应大于1，施工中除了保证塔身四周的垂直标杆调节塔身导杆后尚应采用水平尺检查钻机机架水平度，同时应检查钻机塔身和钻杆是否垂直，若垂直度不足则应调节塔身垂直标杆直至垂直度不超过1%。

2、拔管速率。施工中应严格控制混合料泵送量与拔管速率相匹配以免出现停泵待料现象，并避免拔管速率过快形成桩径偏小或缩颈断桩，拔管速率过慢导致水泥浆分布不均匀而形成离析，最终导致桩顶浮浆过多并影响桩身强度。

3、桩长保护。成桩后一般应较设计桩长加长0.5m左右以保证桩长，并在沉管拔出后用插入式振捣棒对桩顶混合料加振3-5s以提高该部位密实度，整桩施工完毕后应用人工进行桩间土清理和桩头凿除，凿除桩头时应严禁用大锤直接夯击桩头将桩身震碎，而应用钢钎对称将多余部分凿除，后用小锤和钢钎进行桩顶找平，最终保证桩顶不存在斜面。

4、混合料强度控制。混合料拌合时应严格按照试验配合比配料，拌合过程中应经常测定砂石含水量，并通过观察混合料塌落度等来分析其配合比，并应严格按照规定做试块以准确检测、反应成桩的抗压强度。

5、施工监测。在施工过程中，要加强监测，及时发现问题，以便采取有效措施，控制成桩质量，重点应做好以下几方面的监测：

(1)施工前要测出场地的标高，测点应有足够的数量和代表性。在打桩过程中则要随时检测地面是否发生隆起。因为断桩常和地表隆起相联系。

(2)施工过程中要随时注意已打桩桩顶标高的变化，尤其是观测桩距最小的已打桩。因为在打新桩时，测量已打桩桩顶的上升量，可估算桩径缩小的数值，以判断是否产生缩径。

(3)对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应进行开挖查看，并做出必要的处理。