發(fā)布時間：2016-10-20 19:35

  本文關(guān)鍵詞：CFG樁復(fù)合地基，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

　　摘　要：
　　關(guān)鍵詞：

    

 

  馮沅

(山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西，太原  030006)

     摘要：近年來CFG樁復(fù)合地基作為一項較成功的技術(shù)正逐步應(yīng)用于公路工程建設(shè)中,而且具有極好的應(yīng)用前景。本文意就CFG樁及其復(fù)合地基的基本知識、加固機(jī)理以及施工工藝技術(shù)、質(zhì)量控制要點和常見問題處理幾方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的介紹，以期為廣大公路設(shè)計和建設(shè)者們提供一些有益的幫助。

 

     關(guān)鍵詞：CFG樁  復(fù)合地基  技術(shù)

 

 

1前言

CFG樁復(fù)合地基是近年來在碎石樁加固地基的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基處理技術(shù)。該技術(shù)在北京、天津、廊坊、石家莊、唐山、成都、南寧、深圳、德州、長春、哈爾濱、新疆等地多層、高層和超高層建筑、工業(yè)廠房地基處理工程中得以廣泛使用，并取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。目前，已逐步應(yīng)用到公路工程建設(shè)當(dāng)中，并具有極好的應(yīng)用前景。

本文就從CFG樁及其復(fù)合地基的基本知識、加固機(jī)理以及施工工藝技術(shù)、質(zhì)量控制要點和常見問題處理幾方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的介紹，以期為廣大公路設(shè)計和建設(shè)者們提供一些有益的幫助。

2 CFG樁及其復(fù)合地基知識概述

2.1 CFG樁

CFG（Cement  Flying-ash  Gravel  pile）樁是在碎石樁樁體中摻加適量的粉煤灰、石屑或砂、水泥及特種添加劑加水拌合，用各種成樁機(jī)械制成的一種高粘結(jié)強(qiáng)度樁體的簡稱。就其功能原理來講屬于地基處理范疇,樁身可在全長范圍內(nèi)受力，和樁基相比，由于CFG樁可以摻入工業(yè)廢料粉煤灰、不配筋以及充分發(fā)揮樁間土的承載能力，工程造價一般為樁基的1/3～1/2。CFG樁施工速度很快，一臺設(shè)備10～15天可處理1000平米地基。目前已應(yīng)用于公路建設(shè)的軟基處理、橋涵臺背處理和結(jié)構(gòu)物基底處理工程等項目中。

2.2 CFG樁復(fù)合地基

CFG樁復(fù)合地基由CFG樁、樁間土及褥墊層三部分構(gòu)成。其構(gòu)造示意圖如圖1所示。

其加固機(jī)理總體來說就是：褥墊層受上部基礎(chǔ)荷載作用產(chǎn)生變形后以一定的比例將荷載分?jǐn)偨o樁及樁間土，使二者共同受力。同時土體受到樁的擠密而提高承載力，而樁又由于周圍土的側(cè)應(yīng)力的增加而改善了受力性能，二者共同工作，形成了一個復(fù)合地基的受力整體，共同承擔(dān)上部傳來的荷載。由于樁體的強(qiáng)度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力比樁間士表面應(yīng)力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少樁間土承擔(dān)的荷載。這樣，由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高，沉降變形減小，并同時提高了土體的抗剪強(qiáng)度，亦可使CFG樁避免產(chǎn)生刺入破壞的可能。

2.3 CFG樁復(fù)合地基加固機(jī)理

2.3.1 CFG 樁加固機(jī)理

CFG 樁加固地基的機(jī)理主要表現(xiàn)在樁體置換和樁間土擠密兩方面：

1）樁體置換作用。水泥經(jīng)水解和水化反應(yīng)以及與粉煤灰的凝硬反應(yīng)后生成穩(wěn)定的結(jié)晶化合物，這些化合物填充了碎石和石屑的空隙，將這些骨料黏結(jié)在一起，因而提高了樁體的抗剪強(qiáng)度和變形模量，使CFG 樁起到了樁體的作用，承擔(dān)大部分上部荷載。

2）對樁間土擠密作用。CFG 樁在處理砂性土、粉土和塑性指數(shù)較低的黏性土地基時，采用振動沉管等排土、擠密施工工藝，提高了樁間土的強(qiáng)度，并通過提高樁側(cè)法向應(yīng)力增加了樁體側(cè)壁摩阻力，使單樁承載力也提高了，從而提高復(fù)合地基承載力。

2.3.2 設(shè)置褥墊層的基本原理

據(jù)有關(guān)試驗資料表明，地基不設(shè)置褥墊層與設(shè)置一定厚度的褥墊層，其樁間土承擔(dān)荷載的情況有明顯區(qū)別。如圖2、圖3 所示。

常用鋪設(shè)一定厚度一定級配的砂石、碎石或粗砂、中砂形成厚度為10 ～ 30cm 的褥墊層，使基礎(chǔ)荷載向樁間土擴(kuò)散，調(diào)整樁體和樁間土承擔(dān)豎向荷載的比例，由此產(chǎn)生樁體與樁間土共同承擔(dān)上部荷載的作用。因此，設(shè)置褥墊層的基本原理主要體現(xiàn)在保證樁與樁間土共同承擔(dān)荷載和均勻地基應(yīng)力，減小地基沉降變形兩個方面。

 

 

3 施工工藝技術(shù)

CFG樁施工工藝較簡單，其施工主要是成樁機(jī)械和混凝土拌和設(shè)備。操作方便，施工進(jìn)度較快，質(zhì)量能夠保證。但成樁設(shè)備不同，工藝流程也略有不同。

    3.1.采用長螺旋鉆孔灌注成樁工藝流程

樁位放點→攪拌混凝土→長螺旋鉆機(jī)就位、成孔→壓灌素混凝土→邊提升鉆桿邊壓灌素混凝土→成樁、樁體養(yǎng)護(hù)→檢測→清樁間土及預(yù)留樁頭→鋪設(shè)褥墊層。

3.2采用振動沉管灌注成樁工藝流程

施工準(zhǔn)備→樁尖的預(yù)制與埋設(shè)→樁機(jī)進(jìn)場→樁機(jī)就位→沉管→混合料攪拌及投料→拔管→封頂→檢測→清理樁間土及預(yù)留樁頭→鋪設(shè)褥墊層。

4 CFG樁施工質(zhì)量控制的要點

4.1深入了解地質(zhì)情況，選用合理的成樁工藝，減少施工擾動

在施工過程中，成樁的施工工藝對CFG樁復(fù)合地基的質(zhì)量至關(guān)重要，不合理的施工工藝將造成重大的質(zhì)量問題，甚至導(dǎo)致質(zhì)量事故，而要選擇確定合理的施工工藝必須深入了解地質(zhì)情況。同時，CFG樁復(fù)合地基區(qū)別于樁基的主要特點就是：充分考慮利用樁間土的承載力，所以施工中應(yīng)減少擾動土而引起土的強(qiáng)度降低。CFG樁成樁工藝中，選用哪一類成樁機(jī)和什么型號，與土的性質(zhì)具有密切關(guān)系，要視工程的具體情況而定。

所以，在施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況合理地選用施工機(jī)械。這是確保CFG樁復(fù)合地基施工質(zhì)量的有效途徑。
    4.2采用正確的打樁順序(以振動沉管機(jī)施工為例)

(1)在飽和軟土中成樁，樁機(jī)的振動力較小，當(dāng)采用連打作業(yè)時，由于飽和軟土的特性，新打樁將擠壓已打樁，使已打樁被擠扁形成橢圓狀或不規(guī)則形狀，嚴(yán)重的產(chǎn)生縮頸和斷樁。此時，應(yīng)采用隔樁跳打施工方案。

(2)在飽和的松散粉土中施工，由于松散粉土振密效果好，先打樁施工完后，土體密度會有顯著增加。而且，打的樁越多，土的密度越大。在補(bǔ)打新樁時，一是加大了沉管難度，二是非常容易造成已打樁斷樁。此時，隔樁跳打方法不宜采用。
    (3)當(dāng)滿堂布樁時，不宜從四周轉(zhuǎn)向內(nèi)推進(jìn)施工，宜從中心向外推進(jìn)施工，或從一邊向另一邊推進(jìn)施工。但僅憑打樁順序的改變并不能完全避免新打樁的振動對已結(jié)硬的已打樁產(chǎn)生影響。此時，應(yīng)采用螺旋鉆引孔的方案，避免新打樁的振動造成已打樁的斷樁。

4.3嚴(yán)格控制拔管速率    控制混合料泵送量與拔管速度相匹配，不得停泵待料。拔管速率太快可能導(dǎo)致樁徑偏小或縮頸斷樁，而拔管速率過慢又會造成水泥漿分布不勻，樁頂浮漿過多，樁身強(qiáng)度不足和形成混和料離析現(xiàn)象，導(dǎo)致樁身強(qiáng)度不足。故施工時，應(yīng)嚴(yán)格控制拔管速率。正常的拔管速率應(yīng)控制在1.2～1.5米／分，一般樁頂浮漿可控制在10厘米左右。

4.4控制好混合料的坍落度

大量工程實踐表明，塌落度的大小對CFG樁施工質(zhì)量影響最為顯著�；旌狭咸�落度過大，會形成樁頂浮漿過多，形成砼的離析和泌水，樁體強(qiáng)度也會降低,而且會導(dǎo)致砼流動性降低，頻繁堵管。坍落度控制在3～5厘米時，和易性好，成樁質(zhì)量容易控制。
    4.5設(shè)置保護(hù)樁長

每根樁在加料時，要比設(shè)計樁長多加0.5米樁長的混合料。用插入式振搗棒對樁頂混合料加振3～5秒，提高樁頂混合料密實度。上部用土封項，增大混合料表面的高度，即增加了自重壓力，可提高混合料抵抗周圍土擠壓的能力。在上部基礎(chǔ)施工時再將保護(hù)樁長剔除掉，確保成樁與設(shè)計標(biāo)高一致。同時褥墊層鋪設(shè)應(yīng)保證樁頂以下30-50mm，即樁體嵌入褥墊層30-50mm 。
    4.6 加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測和反饋

在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，以便針對性地采取有效措施.重點應(yīng)做好施工場地和已打樁樁頂標(biāo)高觀測；經(jīng)緯儀跟蹤進(jìn)行樁軸線的控制；及時抽查澆筑質(zhì)量；對承壓水壓力較高的場地應(yīng)鉆探深井降低水壓力；褥墊層施工前，樁間浮土必須清除干凈等幾方面的監(jiān)測工作。

5 常見問題處理

   CFG樁施工中最常見的成樁質(zhì)量問題就是出現(xiàn)縮頸、斷樁現(xiàn)象，樁體強(qiáng)度不足和不均。

5.1原因分析

(1)由于土層變化，在高水位的粘性土中，振動作用下會產(chǎn)生縮頸。

   (2)灌樁填料沒有嚴(yán)格按配合比進(jìn)行配料、攪拌以及攪拌時間不夠。

(3)在冬期施工中，對粉煤灰碎石樁的混合料保溫措施不當(dāng)，灌注溫度不符合要求，澆灌又不及時，使之受凍或達(dá)到初凝。雨季施工，防雨措施不利，材料中混入較多的水分，坍落度過大，從而使強(qiáng)度降低。

   (4)拔管速度控制不嚴(yán)。

   (5)冬期施工凍層與非凍層結(jié)合部易產(chǎn)生縮頸或斷樁。

   (6)開槽及樁頂處理不好。

    5.2防治措施

    (1)要嚴(yán)格按不同土層進(jìn)行配料，攪拌時間要充分，每盤至少3分鐘。

(2)控制拔管速度。用浮標(biāo)觀測(測每米混合料灌量是否滿足設(shè)計灌量)以找出縮頸部位，每拔管1.5～2.0m，留振20秒左右(根據(jù)地質(zhì)情況掌握留振次數(shù)與時間或者不留振)。

    (3)出現(xiàn)縮頸或斷樁，可采取擴(kuò)頸方法(如復(fù)打法、翻插法或局部翻插法)，或者加樁處理。

(4)混合料的供應(yīng)有兩種方法。一是現(xiàn)場攪拌，一是購買商品混合料。但都應(yīng)注意做好季節(jié)施工。雨期防雨，冬期保溫，都要苫蓋，并保證灌入溫度滿足規(guī)范要求。

(5)每個工程開工前，都要做工藝試樁，以確定合理的工藝，并保證設(shè)計參數(shù)，必要時要做荷載試驗樁。

(6)混合料的配合比在工藝試樁時進(jìn)行試配，以便最后確定配合比(荷載試樁最好同時參考相同工程的配合比)。

    (7)在樁頂處，必須每1.0～1.5m翻插一次，以保證設(shè)計樁徑。

(8)冬期施工，在凍層與非凍層結(jié)合部(超過結(jié)合部搭接1.0m為好)，要進(jìn)行局部復(fù)打或局部翻插，克服縮頸或斷樁。

(9)施工中要詳細(xì)、認(rèn)真地做好施工記錄及施工監(jiān)測。如出現(xiàn)問題，應(yīng)立即停止施工，找有關(guān)單位研究解決后方可施工。

(10)開槽與樁頂處理要合理選擇施工方案，否則應(yīng)采取補(bǔ)救措施，樁體施工完畢待樁達(dá)到一定強(qiáng)度(一般7d左右)，方可進(jìn)行開槽。

  本文關(guān)鍵詞：CFG樁復(fù)合地基，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：147422