1、工程概況
某公路路基試驗段設計總長度90.0m,寬度30.0m,路基填高4.5m。根據試驗研究的目的、內容,試驗工點的地形地質條件,該工點K0+040～K0+090選擇了cfg樁復合地基樁網結構地基處理方案。其中K0+400～K0+060設計為懸浮樁,樁長17.5m;K0+060～K0+090設計為穿透軟土層樁,樁長27.0m。樁直徑500mm,樁間距2.0m,呈正方形布置。樁頂鋪設0.3m厚碎石墊層,最大粒徑不超過3cm。墊層內鋪設壹層雙向土工格柵,設計抗拉強度大於120kN/m。施工采用振動沈管成樁機成樁,28d無側限抗壓強度不小於5MPa。樁體材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥、水配合而成,基本配比見表1。
表1CFG樁樁體材料配合比表
2、施工工藝
2.1施工工藝流程圖
CFG樁施工工藝流程圖見圖1。
2.2施工工藝
1）施工準備。a.施工技術資料。設計圖、地質報告、設計樁位圖和施工組織設計等。b.場地平整、障礙清除。c.施工放樣。采用全站儀精確定位,在樁位中心插上竹簽,並撒上白灰標示清楚。d.材料。原材料檢驗合格後,根據設計強度和規範要求進行配合比試驗,配合比選擇為水泥∶砂∶碎石（5mm～20mm）∶碎石（16mm～31.5mm）∶粉煤灰∶水=1∶3.17∶2.85∶1.90∶0.7∶0.85,混合料采用攪拌站集中拌和後運到現場。2）鉆機就位。CFG樁施工時,鉆機就位後,利用鉆機塔身的前後和左右垂直標桿檢查塔身導桿,校正位置,使鉆桿垂直對準樁位中心,確保CFG樁垂直度容許偏差不大於1%。3）鉆進成孔。關閉鉆頭閥門,向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時,啟動馬達鉆進。壹般先慢後快,這樣既能減少鉆桿晃動,又容檢查鉆孔的偏差,及時糾正。在成孔過程中如發現鉆桿晃動,幅度較大或難鉆時,應放慢進尺,否則較易導致樁孔嚴重偏斜、位移,甚至使鉆桿、鉆具損壞或扭斷。4）灌註及拔管。CFG樁成孔到設計標高後,停止鉆進,開始泵送混合料,當鉆桿芯管充滿混合料後開始拔管,嚴禁先提管後泵料。根據工藝性試樁成果,提拔速度控制在2.5m/min左右,成樁過程應連續進行,並避免後臺供料慢導致停機待料。理論灌註量為0.196m3/m。5）移機。當上壹根樁施工完畢後,鉆機移位,進行下壹根樁的施工。施工時,應根據軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行復核,確保樁位準確。
圖1工藝流程圖
3、施工常見問題及處理措施 1）縮頸和斷樁控制。針對縮頸和斷樁,應采用隔樁跳打施工方案。在飽和的松散粉土中施工,由於松散粉土振密效果好,使土體密度會有顯著增加,而且打的樁越多,土的密度越大。當滿堂布樁時,宜從中心向外推進施工,或從壹邊向另壹邊推進施工。長螺旋鉆機就可避免新打樁的振動造成已打樁的斷樁。 2）拔管速率控制。在施工時,應嚴格控制拔管速率,正常的拔管速率應控制在1.2m/min～1.5m/min。
3）混凝土坍落度控制。當拔管速率為1.2m/min～1.5m/min時,壹般樁頂浮漿混凝土坍落度可控制在10cm左右,成樁質量容易控制。
4、清土及CFG樁樁頭處理
4.1清土
由於CFG樁處理面積較大,采用人工清運效率較低,因此采用機械和人工聯合清運。采用挖掘機清運棄土,挖掘機進入處理範圍內禁止在打樁工作面行走,行走時必須用打樁棄土在打樁工作面鋪行走墊層,其墊層面到樁頂不小於1m。挖掘機工作時,嚴格控制標高,防止挖斷已完成樁和擾動打樁工作面以下的保護土層。運土車輛禁止進入處理範圍內。打樁棄土清運完畢後,其下50cm的保護土層采用人工開挖,清除保護土層時不得擾動基底土。施工時嚴格控制標高,不允許超挖,更不允許超挖後自動回填。
4.2樁頭處理
保護土層清除後進行下壹道工序,將樁頂設計標高以上樁頭截斷。截樁具體方法如下:1）通過測量,標識出樁頂標高位置,采用截樁機進行截樁。截樁前,把管箍固定在需截樁面下部後,啟
動截樁機進行截樁切割,切割時,環行進行切割,壹般切割深度為10cm～15cm。2）在切割面處對稱插入2個～4個鋼釬,用大錘同時進行擊打,將上部多余部分擠開,達到截樁的目的。3）樁頭截斷後,用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設計標高。
5、施工質量控制要點
1）樁位的測設。根據設計文件,逐樁計算坐標,利用坐標法進行測量控制。為了施工方便,根據鉆機的施工範圍（鉆機沿縱向方向施鉆,每橫向鉆4根）在縱向第5排和施鉆範圍的另壹側設置護樁,每次用護樁控制方向和距離來放出準確的樁位。2）控制好CFG樁的垂直度。CFG樁施工時,鉆機就位後,利用鉆機塔身的前後和左右的垂直標桿檢查塔身導桿,校正位置,使鉆桿垂直對準樁位中心,確保CFG樁垂直度容許偏差不大於1%,樁位容許偏差不大於10cm,並且鉆孔時要用水平靠尺檢測,並及時調整支撐桿,施鉆中,在兩個不同方向距鉆機10m～15m處,分設兩個重桿吊球隨時監視鉆機垂直度,確保CFG樁垂直度。3）混凝土配合比的控制。混合料攪拌要求按配合比進行配料,計量要求準確,上料順序為:先裝碎石,再加水泥、粉煤灰和泵送劑,最後加砂,使水泥、粉煤灰和泵送劑夾在砂、石之間。每盤料攪拌時間應不小於60s,混凝土坍落度控制在160mm～200mm,確保泵送質量。
6、結語
對完成路段CFG樁經委托有資質單位進行低應變和復合地基承載力檢測,結果顯示:Ⅰ類樁81%,Ⅱ類樁19%,在各級荷載作用下,樁頂沈降均勻、穩定,總沈降在21mm～38mm之間,特征值滿足設計要求。此外,采用長螺旋鉆機可大大加快地基加固施工速度。CFG樁加固地基,效率高,工期短,復合地基承載力高,造價低。當然在不同的路基工點,各項技術參數應針對不同土質情況和機械設備配置情況進行適當調整。
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