津石高速公路路基CFG桩施工缺陷问题探讨

2021-05-20康爱忠

西部交通科技 2021年4期

康爱忠

(中电建冀交高速公路投资发展有限公司，河北石家庄 050000)

0 引言

津石高速公路全线采用双向六车道，设计速度为120 km/h，整体式路基宽度为33.5 m，其中行车道为6×3.75 m、中央分隔带为2.0 m，左侧路缘带为2×0.75 m，硬路肩为2×3 m，土路肩为2×0.75 m，行车道、硬路肩的标准横坡为2%、土路肩为4%。地基处理采用CFG桩加固。

1 工程地质条件

1.1 地形、地貌

地层属冲洪积平原区，地形较平坦，地面标高为:19.5～24.56 m。

1.2 地层时代、成因及岩性特征

地层较简单，主要为第四系全新统及上更新统冲洪积形成的粉质黏土、粉土、粉砂、细砂、中砂等。

1.3 水文地质条件

经勘查，期间无地表径流，地下水主要为第四系孔欧游水，地下水埋深29.3 m。根据附近场区的水质分析结果，该区地下水类型主要为:HCO3-CaNa，矿化度为213.5 mg/L，对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

2 CFG桩施工

为了使CFG桩的骨料级配良好，骨料采用碎石，碎石间利用碎石屑填充。碎石粒径选择范围在2.5～4.5 cm，石屑粒径在1.0～2.0 cm，混合料最终坍落度保持在3.0～4.5 cm。亦可采用C20素混凝土成桩，水泥可采用32.5及以上矿渣水泥[1-2]。

CFG桩桩径为0.4 m，按正三角形布置，桥头路基处理长度为50 m，纵向由密到疏采用变桩距设计，桩间距为1.4～1.8 m，横向最外侧设计4排变桩，变桩长度分别减小2 m、1.8 m、1.4 m、1.2 m。28 dCFG桩单桩承载能力≥180 KN，无侧限抗压强度至少达到20 MPa以上，复合地基承载能力达到160 kPa以上，CFG桩顶设置垫层，垫层厚度为30 cm。

3 试验段CFG桩现状调查

3.1 现状调查

根据试验段统计，目前试验管桩一次合格率为88%，无法满足工期要求，影响相邻标段的后期施工。对存在的缺陷进行整理、分析，归纳为五个方面，如表1所示。

表1 群桩施工质量缺陷表现情况调查表

根据调查结果做出排列图，群桩施工质量缺陷主要表现在“桩间地基下沉”和“桩间地表隆起”。

3.2 原因分析

对两个主要存在的问题进行原因分析，得到了4个末端原因，如表2所示。

表2 末端原因分析表

4 对策实施

4.1 调整地基变形监测

地基变形监测方式采用两种方法相结合的方式进行，即液位沉降和单点沉降联合监测。

(1)液位沉降计组成较为复杂，沉降监测精准，其由浮筒、精密液位沉降计等组成。本工程中，将测点布置在CFG桩桩帽帽顶，基准点布置在稳定土层中，由此监测CFG桩最终沉降值。

(2)单点沉降计组成较为简单。将单点沉降计下锚固端固定于稳固土层中，上部则固定于CFG桩顶部，监测传输装置固定于测杆上，监测土层最终压缩量。

单点沉降监测所得的土层压缩量D与液位沉降监测所得的土体沉降量S，由土体沉降量减去土层压缩量，便可获得s-d曲线，也就得到了深层稳定土层的沉降量。通过联合监测，现场地基沉降精确度较高，可直观准确地观察出桩身处的地质变化。

4.2 修整等效作用分层总和法

本计算方法引入复合地基模量，也就是将桩体与土体之间进行了共同考虑，尤其是考虑了桩体和土体之间的作用[3]。即先计算出CFG桩与土体之间的复合压缩模量E，通过等代墩基公式，计算出压缩模量。通过此种方法，视桩土为一个整体，不仅考虑桩土之间的共同作用，同时在计算时可以将其拟合成一个大的压缩量Ss，最终得到CFG群桩的总沉降量为墩基础的桩身部分的沉降量与下卧层土Ss的沉降量之和。经计算压缩量累计最大值为66.09 mm，符合要求，且每级稳定。