摘要：本文通過介紹CFG樁在鄭西客運專線12標段地基處理中的應用，闡述了該種復合地基在高速鐵路施工中的工藝流程和效果，并針對施工過程中常出現(xiàn)的質(zhì)量問題提出了控制措施，保證了施工質(zhì)量，為類似工程的施工提供借鑒。
　　關(guān)鍵詞：CFG樁 施工工藝 質(zhì)量控制 檢測
　　中圖分類號:U71文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)02(a)-0000-00
　　
　　CFG 樁復合地基是水泥粉煤灰碎石樁復合地基的簡稱，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。由于利用工業(yè)廢料(粉煤灰代替部分水泥) ，大大地降低了工程造價，又增加了樁身后期強度。通過柔性褥墊層的設置，使CFG 樁復合地基得到均勻沉降和較高的承載力，是最經(jīng)濟、適用、快速、可靠的一種新型灌注樁。
　　該技術(shù)在多層、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，并取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。目前，已經(jīng)應用到高速鐵路工程的建設當中，并具有極好的應用前景。
　　
　　1 工程地質(zhì)概況
　　鄭西鐵路客運專線12標段路基全長2.713公里。工程位于渭河北側(cè)，所處的地貌單元為渭河一級階地，地形平坦。其地質(zhì)結(jié)構(gòu)為：第四系全新統(tǒng)人工填土，第四系全新統(tǒng)沖積粘質(zhì)黃土，粉質(zhì)黏土、粉細砂、中砂、粗砂、礫砂、細圓礫土，天然地基承載力在120～150Kkpa范圍。地下水為第四系松散層孔隙潛水，賦存于砂土層中，上部局部賦存于粘質(zhì)黃土中，水量豐富，地下水位變化較大，地下水位在6～10m之間。
　　
　　2 施工工藝的選擇及工藝流程
　　鄭西客運專線設計對地基的沉降要求近乎零沉降，為了達到該標準，施工工藝的選擇及施工的質(zhì)量控制尤為重要。
　　CFG樁施工可以采用長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁及振動沉管灌注成樁等施工工藝。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，結(jié)合設計圖紙與地質(zhì)資料，大部分地段在原地面以下10m為砂層，而振動沉管樁機在砂層無法施工，滿足不了有效的設計樁長，所以本標段大范圍的施工采用長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁的方法施工。樁徑為0.4m，樁間距為1.8m或2m，呈正三角形或正方形布置，樁長11m或13m。
　　CFG樁的長螺旋鉆進施工主要包括鉆機就位、混合料攪拌、鉆進成孔、灌注及拔管、成樁養(yǎng)護、移機及現(xiàn)場試驗幾個部分。
　　鉆機就位：CFG樁鉆機就位后，應用鉆機塔身的前后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于1%。
　　混合料攪拌：混合料攪拌按配合比進行配料，計量準確，拌合時間不少于1min?；旌狭咸涠瓤刂圃?6~20 cm之間；在泵送前混凝土泵料斗應備好熟料。
　　鉆進成孔：鉆孔開始時，關(guān)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。一般應先慢后快，這樣既能減少鉆桿搖晃，又容易檢查鉆孔的偏差，以便及時糾正。
　　灌注及拔管：CFG樁成孔到設計標高并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理確認后，停止鉆進，開始泵送混合料，當鉆桿心充滿混合料后開始拔管，嚴禁先提管后泵料。成樁的提拔速度宜控制在2~3m/min。
　　成樁養(yǎng)護：樁體砼澆筑完畢后，立即對樁頂覆蓋70厘米濕黏土或覆蓋草簾、薄膜進行保護，養(yǎng)護期間樁頂不得過施工車輛及堆放材料。防止破壞樁身或樁頂。
　　移機：當上一根樁施工完畢后，鉆機進行移位，進行下一根樁的施工。
　　現(xiàn)場試驗：對于每盤混合料，試驗人員都要進行坍落度的檢測，合格后方可進行混合料的投料，在成樁過程中抽樣做混合料試塊，每臺班做1組試塊，測定其28天抗壓強度。
　　CFG樁的長螺旋鉆進施工工藝流程圖
　　
　　3 施工質(zhì)量問題和控制措施
　　螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工中經(jīng)常會遇到堵管、竄孔、樁頭空芯及樁端不飽滿問題。
　　(1)堵管。產(chǎn)生堵管的原因有以下幾點：
　　a. 混合料配合比不合理。當混合料中的細骨料和粉煤灰用量較少時，混合料和易性不好，常發(fā)生堵管。因此，要注意混合料的配合比，尤其要注意將含砂量控制在不小于40%的范圍內(nèi)，坍落度應控制在160 mm～200 mm 之間。b. 混合料攪拌質(zhì)量有缺陷。在CFG樁施工中，混合料由混凝土泵通過剛性管、高強柔性管、彎頭最后到達鉆桿芯管內(nèi)?；旌狭显诠芫€內(nèi)借助水和水泥砂漿潤滑層與管壁分離后通過管線。坍落度太大的混合料，易產(chǎn)生泌水、離析，泵壓作用下，骨料與砂漿分離，摩擦力加劇，導致堵管。坍落度太小，混合料在輸送管路內(nèi)流動性差，也容易造成堵管。c. 施工操作不當。鉆孔進入土層預定標高后，開始泵送混合料，管內(nèi)空氣從排氣閥排出，待鉆桿內(nèi)管及輸送軟、硬管內(nèi)混合料連續(xù)時提鉆。若提鉆時間較晚，在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出，容易造成管路堵塞。d. 設備缺陷。彎頭曲率半徑不合理也能造成堵管。彎頭與鉆桿不能垂直連接，否則也會造成堵管?；旌狭陷斔凸芤ㄆ谇逑矗駝t管路內(nèi)有混合料時會結(jié)硬塊，還會造成管路的堵塞。e、當氣溫高于30 ℃時，宜在輸送泵管上覆蓋隔熱材料如麻袋、草袋，每隔一段時間灑水濕潤，以防管內(nèi)混凝土失水離析，造成堵塞泵管。
　　(2)竄孔。發(fā)現(xiàn)竄孔的條件有如下三條:a. 被加固土層中有松散飽和粉土、粉細砂; b. 鉆桿鉆進過程中葉片剪切作用對土體產(chǎn)生擾動;c. 土體受剪切擾動能量的積累，足以使土體發(fā)生液化。由于竄孔對成樁質(zhì)量的影響，施工中采取的預控措施:a. 取隔樁、隔排跳打方法;b. 減少在竄孔區(qū)域的打樁推進排數(shù)，減少對已打樁擾動能量的積累;c. 合理提高鉆頭鉆進速度。
　　(3)樁頭空芯。為避免樁頭空芯，施工中應經(jīng)常檢查排氣閥的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)堵塞及時清洗。
　　(4)樁端不飽滿。為杜絕這種情況，施工中前、后臺工人應密切配合，保證提鉆和泵料的一致性。
　　(5)冬季施工。冬季施工時，原材料要入棚保溫。輸送管和彎頭做防凍保護，混合料入孔溫度不低于5 ℃。成孔后要對樁頭進行覆蓋，避免樁頭部分受凍。
　　
　　4 樁間保護土的清運
　　樁間保護土層的清運，應在CFG樁施工結(jié)束28 d 后進行，根據(jù)樁間距情況，采用小型機械開挖清運。開挖、清運過程中，應合理安排施工順序，避免擾動基底土層。嚴禁機械碰撞樁頭，避免造成淺部斷樁。
　　
　　5 鑿樁頭
　　保護土層清除后方可進行樁頭處理。將樁頂設計標高以上樁頭截斷，鑿樁頭采用人工截樁方法。先用無齒鋸在有效樁頂標高處切深5cm左右的圓環(huán)，再用兩根鋼釬相對同時敲擊斷樁。有效樁頂標高以上所剩余的部分，應用人工剔鑿平整至樁頂標高?？宠徍蟮臉额^應斷面平直，防止有大的掉角現(xiàn)象。
　　
　　6 樁基檢測
　　現(xiàn)場施工完畢后，委托陜西省建設工程人工地基工程質(zhì)量檢測站采用低應變檢測、單樁復合地基承載力檢測及單樁豎向承載力靜載荷試驗對成樁結(jié)果進行了檢測。
　　6.1 低應變檢測
　　根據(jù)所測波形及波速等特性，結(jié)合樁的混凝土設計強度等級要求，樁身結(jié)構(gòu)的完整性劃分為4類：一類樁為樁身完整、基本完整；二類樁為樁身存在輕微缺陷；三類樁為樁身存在明顯缺陷；四類樁為樁身存在嚴重缺陷或斷樁。本次共檢測了1123根樁，其中一類樁1054根，占總樁數(shù)的93.9％，二類樁69根，占總樁數(shù)的6.1％。樁身質(zhì)量滿足設計要求。
　　6.2 單樁復合地基承載力檢測
　　依據(jù)設計文件規(guī)定，處理后的重型碾壓＋CFG樁復合地基承載力特征值不得小于235kPa。本次進行了17根單樁復合地基承載力靜載荷試驗，最大加載值為1318kPa，在最終荷載作用下，沉降量無明顯增大，試驗結(jié)果表明滿足設計要求。
　　6.3 單樁豎向承載力靜載荷試驗結(jié)果
　　根據(jù)設計要求，單樁豎向抗壓承載力特征值不得小于419KN。本次同樣進行了5根單樁豎向承載力靜載荷試驗，可用Q-S曲線表示，CFG樁單樁豎向抗壓承載力特征值不小于419KN，符合設計要求。
　　檢測結(jié)果表明本工程采取的施工工藝和技術(shù)措施是可行的。
　　
　　7 結(jié)論
　　CFG樁復合地基在該工程中應用是成功的，通過該工程的應用，我們得出如下結(jié)論：
　?。?）CFG樁處理后復合地基承載力與原地基承載力相比可提高2～5倍。
　?。?）施工簡便、工期短。由于沒有鋼筋籠制作等工序，減少了成樁時間，縮短工期，特別是利用長螺旋成孔泵送砼法施工，成孔成樁一次完成，更加快了施工速度。
　?。?）本工藝在地基處理施工中，減少了機械、勞力的投入，節(jié)約了工程成本。
　?。?）施工機械化程度比較高，對位較精確，成孔率高，不會產(chǎn)生塌孔，可實現(xiàn)成孔、成樁一次完成，對于地層水位高低沒有影響。
　　
　　參考文獻
　　[1] JGJ79-2