CFG桩施工技术在高速公路改建单侧加宽工程中的应用探究

宋亚伟 张洪涛

（济宁市鸿翔公路勘察设计研究院有限公司济南分公司，山东 济宁 272000）

0 引言

高速公路的改建工程主要有单侧加宽、两侧加宽、混合加宽三种形式[1]。单侧加宽工程的优势在于仍能保持不被拓宽一侧的辅助设施，加宽施工对现有高速公路的影响也不大[2]。目前，我国现有的地基处理技术已不能满足工程建设的要求，在这种技术环境下，可采用CFG复合地基技术来解决国内工程建设中的难题。CFG桩具有成本低、效率高的特点，在目前的基础工程中已得到广泛应用[3]。为使CFG桩的施工技术和相应注意事项得到科学分析，施工人员应根据工程实例进行针对性研究。本文根据工程概况，对CFG桩在高速公路改建中的应用特点和使用原则进行分析，并对CFG桩的施工技术进行探讨。CFG桩施工严格按照规范程序进行，可保证公路改建单边拓宽工程的安全性和稳定性，使其特性在高速公路改建单侧加宽工程中得到最大程度的发挥。

1 工程概况

本项目是地处平原微丘区的高速公路改建单侧加宽工程，总里程为k64+900～k72+246，全长7.346km。道路拓宽两侧地基采用CFG桩技术加固，减少了路基的不均匀沉降。该段CFG桩采用正方形布置，桩径为50cm，桩体强度为C20，桩距为1.6m、1.8m和2m，钻孔直径45cm，桩顶部3.5m处设置一种结构钢筋笼加固，桩穿透软土，打入1.5m，CFG桩的长度为15m～30m，桩顶设二级配碎石砂夹层，使得该区段的基础承载力得到改善，并保证了结构两侧和新老道路结合面的工后沉降能够达到设计要求。

2 CFG桩施工技术在高速公路改建单侧加宽工程中的特性及应用原理

在目前的工程应用中，CFG桩作为桩基础的一项重要技术，可在原有基础上对其优化、调整，从而在保证其稳定性的前提下，充分利用CFG桩的桩端阻力。新加宽的路堤自重会使旧路堤在偏心荷载下产生新的附加应力，并与原有路堤的基础应力相叠加，由于路基自身重量增加，旧路基沉降会导致路堤中心差异沉降，拉裂原路基及路面，高速公路改建单侧加宽工程沉降情况如图1所示。

图1 高速公路改建单侧加宽工程沉降示意图

在CFG桩基础处理技术工程实践中，碎石将成为桩身骨架，石屑将成为副骨架，进入碎石结构的缝隙中。此外，在桩间土体与桩体之间存在较厚的垫体，从而形成了一种复合地基，起到缓冲作用，大大提高了桩身的承重性，满足了结构的特殊要求。

CFG桩基在工程中的应用主要表现为：工程建设中不会产生额外的噪声，对周边环境没有任何影响；原土是CFG桩基础处理技术的重要原料，它可以将原材料的运输费用降到最低，使工程整体造价下降。CFG桩基础处理技术具有很好的灵活性，可根据当地特点进行相应设计，提高工程的整体质量和效率。

3 CFG桩施工工艺

3.1 工艺流程及控制要点

在此项工程中，CFG桩的振动沉管施工，依据高含水率的土壤及桩距，确定施打顺序和桩距，确保桩的质量和承载力达到设计极限。

振动沉管的施工过程包括：测量、放样→平整、桩基就位、找平、插管、振动沉管到设计深度→钻孔质量和深度→灌注搅拌→桩顶设计高度→振动拔管→下放至与桩帽连接处4m捆扎钢筋笼→本桩完成→隔桩跳打→中间桩施工→桩头凿除、桩体检测→浇筑桩帽→铺设床垫层。在高速公路改建单边拓宽工程中，如果出现路基坍塌、沉降、裂缝等情况，必须及时采取有效措施。在挖掘之前，应在线路和地下障碍的交叉点上做好记号，标明里程、障碍深度、尺寸等，避免因挖掘不当造成损害。在连接部位，应采用机械法进行局部漏夯，以保证地基质量符合设计要求。

3.2 技术要求

在工程实践中，CFG桩的施工工艺也存在着一定的问题，其技术需求有以下几点：

混凝土配合比和坍落度原料进场后，必须在试验室进行取样测试，并按实验室设计确认的混凝土进行配比。

地基材料为碎石砂，该产品采用双向钢塑复合土工布，变形率不超过3.5%。

CFG桩的成桩条件实际混凝土用量不能低于理论设计值。在高速公路单侧拓宽工程建设中，首先要解决工程建设中的数据控制问题，对建筑工人的作业行为进行规范。在沉管作业时，施工人员应采用专业的测量仪器，对地面进行水平、垂直度的测量，以确保管线下沉期间始终处于垂直状态。

3.3 质量控制与检测

为检测CFG桩在高速公路改建中的施工工艺、力学性能和施工质量控制，必须在施工前进行5根～7根试桩，表1为CFG桩基的施工质量规范，在工程中的具体数据应按照表格内容进行规范。

表1 CFG桩施工质量标准

CFG桩的布置须满足设计需求，桩长、桩顶标高及桩径等均须按设计规范进行。在CFG桩施工过程中，每个工位都要进行检测，28天后必须对桩身进行单桩或复合基础的承载力、变形模量测试。由于桩头混凝土的密实度一般较差，强度较低，因此采用了在桩顶以下2.5m以内的振动捣固法。

4 结束语

CFG桩在高速公路工程中的具体运用，有很多值得注意的问题。本文结合工程概况，在做好前期准备工作的同时，分析了CFG桩施工技术在高速公路改建单侧加宽工程中的特性及应用原理，选择了合适的施工方式，确定了相应的施工材料及设备，探析了CFG桩施工工艺，并结合现场勘察的数据信息制定施工计划，做好经济预算，为公路改建扩建工程的设计与施工提供了借鉴。