水泥粉煤灰碎石樁摘要:本文結合＃###城際鐵路工程軟基處理的施工方法，論述CFG樁在軟基處理中的施工要點.關鍵詞：#＃#＃城際鐵路；軟基處理;CFG樁；施工要點加固機理及工藝優(yōu)點水泥粉煤灰碎石樁（Cement

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,簡稱CFG樁,是由水泥粉煤灰碎石樁、樁間土和褥墊層構成的一種復合地基.CFG樁和樁間土一起，通過褥墊層形成CFG樁復合地基共同工作。其加固機理為：當基礎承受垂直荷載時,樁和樁間土均會發(fā)生沉降變形,樁的變形模量（Es)遠比土的變形模量大,也就是樁的變形比土小，樁在受力后向上位移，刺入基礎下部設置的一定厚度的褥墊層中,墊層被不斷調整并與樁間土良好接觸,從而基礎通過褥墊層也與樁間土保持良好接觸,由此，樁間土與樁協(xié)同工作形成了一個復合地基的受力整體,共同承擔上部基礎傳來的荷載。由于樁的作用使復合地基承載力提高,變形減小,再加上CFG樁不配筋，樁體采用工業(yè)廢料粉煤灰作摻和料,大大降低了工程造價。CFG

樁地基通過改變樁長、樁距、褥墊厚度和樁體混合料配比,可使復合地基承載力幅度的提高有很大的可調性.綜合來看，CFG樁復合地基具有沉降變形小、施工簡單、造價低、承載力提高幅度大、適用范圍較廣、社會和經(jīng)濟效益明顯等特點，

是一種有效的復合地基處理技術，得到越來越廣泛的應用.

適用范圍適用于處理黏性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。對淤泥質土應按當?shù)亟?jīng)驗或通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。采取適當技術措施后亦可應用于剛度較弱的基礎以及柔性基礎。施工工藝選擇根據(jù)工程實際情況，水泥粉煤灰碎石樁可選用水泥粉煤灰碎石樁常用的施工工藝包括長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁、振動沉管灌注成樁及長螺旋鉆孔灌注成樁三種施工工藝。適用情況如下：1）長螺旋鉆孔灌注成樁，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的樁土.2）長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁，適用于粘性土、粉土、砂土,以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地。3）振動沉管灌注成樁,適用于粉土、粘性土及素填土地基.工程概況及地質特征##＃#城際鐵路項目正線設計為雙線客運專線鐵路，設計速度250km/h，其中位于Ⅴ標段DK224+779.68~DK224+992.8段為平原區(qū)，為填方路堤,地下水位高，地下為黏土、粉質粘土、砂性土，采用CFG樁路基加固。樁長8—14m,樁徑400mm，采用c20混凝土。5、施工工藝5.1施工工藝流程圖以長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁工藝為例，其工藝流程參見圖-15.2施工準備5.2.1成孔機械的選擇本施工段內CFG樁設計長度的范圍在8m~14m之間，據(jù)此選擇了CFG20-400m步履式長螺旋鉆機，主要參數(shù)：鉆孔直徑400mm、最大成孔深度20m,動力頭功率45kW×2.5。2.2施工資料施工前應準備好工程地質勘查報告、建筑物場地臨近的高壓電纜及地下管線障礙物等調查資料、地基處理方案、施工組織方案、CFG樁復合地基施工圖、施工中各種記錄、報審、報驗表格等。5。2。3現(xiàn)場管線復核施工前應根據(jù)業(yè)主提供的施工現(xiàn)場管線圖紙進行現(xiàn)場復核，對其進行必要的遷改或安全保護。5.2。4地表處理樁基施工前，應清除路基加固范圍內的地表腐殖土等。然后進行整平壓實，場地整平高程高出設計CFG樁設計樁頂標高50cm，采用20t以上壓路機分層壓實，壓實度滿足設計及規(guī)范要求。現(xiàn)場場地應“三通一平"保證正常施工。打樁作業(yè)場地應沿線路縱向在布樁范圍2.5m外設置排水溝，并沿線路垂直方向每隔30~50m布置橫向排水溝，保證場內不積水。5.2。5配合比確定和工藝性試驗施工前，根據(jù)設計圖紙要求、試樁的情況及室內配合比試驗，確定CFG樁混合料配合比、泵送混合料塌落度及攪拌時間等.大面積施工前，根據(jù)不同地質情況、不同樁長地段，進行至少3根工藝性試樁,驗證成孔、混凝土拌制、鉆進速度、提管速度等施工工藝參數(shù)，同時驗證設計參數(shù).滿足設計和規(guī)范要求，報經(jīng)監(jiān)理工程工程師批準后方可進行大面積施工。5.2.6測量放樣按照設計圖紙進行布置樁位，用全站儀按20m為一個段面測放樁位,每個段面確定四個角點樁位,用鋼釬打入深度約50cm,尼龍線縱橫方框固定，鋼尺量測2m樁位，撒白灰或者用竹簽插入標記。圖—2樁位放樣5.2.7確定施打順序及樁機行走路線根據(jù)設計圖紙、現(xiàn)場場地情況及機械設備特性等確定施打順序及樁機行走路線。5.3成樁工藝5.3。1鉆機就位在鉆機架上準確畫出每米的深度標示線，在鉆頭落地的情況下準確標示出“零"起點的位置并在鉆機表面做好明顯的深度標計。調整鉆機水平并固定，專人檢查將鉆頭錐尖對準樁位中心點;鉆機就位后，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%，樁位偏差不大于50mm?，F(xiàn)場控制采用鉆機自帶垂直度調整器控制鉆桿垂直度.每根樁施工前進行樁位對中及垂直度檢查。滿足要求后，經(jīng)現(xiàn)場施工技術員確認,方可開鉆.圖-3鉆機就位5.3。2混合料拌制混合料攪拌要求按配合比進行配料，上料順序為：先裝碎石，再加水泥、粉煤灰和泵送劑，最后加砂，使水泥、粉煤灰和泵送劑夾在砂、石之間,每盤料拌合時間不小于65s。坍落度控制在180±20mm，具體攪拌時間根據(jù)試驗結果確定.混合料由攪拌站集中拌制，然后用混凝土運輸車運至施工現(xiàn)場5。3.3鉆進成孔鉆孔開始時，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。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。在成孔過程中,如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時,應放慢進尺，否則較易導致樁孔偏斜、位移,甚至使鉆桿、鉆具損壞.當鉆頭到達設計樁長預定標高時，在動力頭底面停留位置相應的鉆機塔身處作醒目標記，作為施工時控制孔深的依據(jù).當動力頭底面達到標記處樁長即滿足設計要求。施工時還需考慮施工工作面的標高差異,作相應增減。圖—4鉆機成孔5.3.4混合料灌注CFG樁成孔到設計標高后，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，成樁過程宜連續(xù)進行，應避免因后臺供料慢而導致停機待料。灌注成樁完成后，樁頂采用濕黏土封頂，進行保護。施工中每根樁的投料量不得少于設計灌注量。圖—5提升鉆桿圖—6混合料灌注5。3.5移機當上一根樁施工完畢后,鉆機移位，進行下一根樁的施工.施工時由于CFG樁的土較多，經(jīng)常將臨近的樁位覆蓋,有時還會因鉆機支撐時支撐腳壓在樁位旁使原標定的樁位發(fā)生移動。因此，下一根樁施工時，還應根據(jù)軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行復核，保證樁位準確。5.4開挖和檢驗5。4。1樁間土開挖CFG樁樁體強度達到設計強度的70％后方可進行樁間土開挖及清運，樁間土采用小型挖機配合人工開挖，清除保護土層時不得擾動基底土施工,防止形成橡皮土,施工時嚴格控制標高，不得超挖，從橫向方向采用小挖掘機開挖，靠近樁周圍預留20cm采用人工清除樁間土，小型自卸車運至棄土場,開挖過程中不能觸動樁身和樁頭.圖-7樁間土開挖完成5。4。2樁頭截除、修整保護土層清除后，截除樁頂設計標高以上樁頭，截樁時在同一水平面按同一角度對稱放置2個或4個鋼釬，用大錘同時擊打將樁頭截斷，有條件情況下采用截樁機截樁，樁頭截斷后，用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設計標高，樁頂允許偏差0～+20mm.圖-8環(huán)切截樁圖—9和截樁后樁頭5。4.3樁基檢測及驗收1）CFG樁施工的允許偏差、檢驗數(shù)量及檢驗方法

序號檢驗項目允許偏差施工單位檢驗數(shù)量檢驗方法1樁位（縱橫向）50mm按成樁總數(shù)的10%抽樣檢驗,且每檢驗批不少于5根經(jīng)緯儀或鋼尺丈量2樁體垂直度1％經(jīng)緯儀或吊線測鉆桿傾斜度3樁體有效直徑不小于設計值開挖50—100cm深后，鋼尺丈量2)低應變檢測

（1)樁頭的處理，樁頭處理好壞直接影響測試信號的質量，要求受檢樁樁頂?shù)幕炷临|量、截面尺寸與樁身設計條件基本相同，鑿除樁頂浮漿及松散、破損的部分，露出堅硬的混凝土面,樁頂表面平整干凈無積水。

(2)傳感器安裝點及激振錘擊點:傳感器安裝點在距樁中心約2/3半徑處,激振點在樁的中心,安裝點及激振點表面用砂輪機打磨光滑,傳感器用耦合劑粘結，粘結層盡可能薄，傳感器底安裝面與樁頂面緊密接觸。安裝點與激振點平面夾角等于或略大于90°。

（3）檢測:檢測時用力錘進行連續(xù)均勻4次激振(錘頭錘墊均采用工程塑料），實測出時域或幅頻信號特征,以確定樁身完整性。2）復合地基承載力檢測

CFG樁的承載力檢測應在成樁28天樁基完整性檢測后進行,復合地基承載力的檢測采用平板載荷法進行，按極限強度進行加載試驗，進行多級加載試驗，每級載荷相等，加載前后承壓板沉降觀測一次，以后每30min讀記一次，當一小時內沉降量小于0。1mm時視為穩(wěn)定標準并進行下一級加載，加載至沉降變形急劇增大或者超過雙倍荷載兩級無沉降變形時停止加載。

6、資源配置6.1主要機械設備選擇施工機械，應考慮工程特點、地質、工期等因素,經(jīng)濟合理地確定。表6—1施工需要投入機械設備表序號設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量用途1液壓步履式長螺旋鉆機CFG20-400m臺根據(jù)需要配置成孔設備2地泵HBT60臺根據(jù)需要配置灌注設備3柴油發(fā)電機100kw臺根據(jù)需要配置供電設備4小型挖基cat60臺根據(jù)需要配置輔助開挖5環(huán)切截樁機600型臺根據(jù)需要配置截除樁頭6.2施工人員配備每臺鉆機每班組人員配備如下表5-2，施工現(xiàn)場根據(jù)施工進度要求配備鉆機。表6—2一臺步履式長螺旋鉆機主要人員配置序號人員分工單位數(shù)量作業(yè)內容1工班長人1負責施工現(xiàn)場的施工管理，人員、機械的調配及各施工環(huán)節(jié)的組織與協(xié)調2鉆機操作手人1負責鉆機成孔、拔管等鉆機工作3泵機操作手人1負責控制混合料灌注4協(xié)助工人3負責對樁位、清理鉆桿土方等5電工人1負責現(xiàn)場用電6技術員人1負責現(xiàn)場記錄及資料的收集7施工質量控制措施1）CFG樁成樁過程由現(xiàn)場工程技術人員指揮,樁機操作手和地泵操作手密切配合，按照先泵料后拔管的原則，防止CFG樁因先拔管后泵料而成吊腳樁。

2）嚴格控制提鉆速度：提鉆速度過快可能導致樁徑偏小或縮徑斷樁，而提鉆速度過慢又會造成水泥漿分布不勻，樁頂浮漿過多，樁身強度不足和形成混合料離析現(xiàn)象,導致樁身強度不足.項目部選用三一閘板混凝土輸送泵,其技術參數(shù)為：沖程1米，一次沖程為3秒，活塞直徑為15cm。一次沖程輸送量為：,一分鐘混凝土輸送量為：因此提鉆速度擬定為：。在實際施工中，結合地層能力,提鉆速度一般控制在2m～3m/min。如遇淤泥或淤泥質土，拔管速度適當放慢。混合料坍落度18±2cm，并采取措施防止混合料泌水離析,保證成樁徑均勻。

3)鉆桿的垂直度在開鉆前應仔細復合調整，其偏差不大于１%。在鉆機過程中及時觀測鉆機垂直度，偏差過大及時調整。

4)鉆進應先慢后快，鉆機過程中發(fā)現(xiàn)難鉆或鉆桿搖晃時應慢進，防止樁孔偏斜，位移及造成鉆具損壞。5）在CFG樁試樁時,查看地質情況，再地質情況允許時可以采用逐樁施工。逐樁施工可以避免第二遍樁機就位對已施工的樁的積壓破壞。如果地下水位高且樁身范圍內存在砂性土，為防止造成串孔，采用隔樁跳打的施工方法.注意樁機就位時對已施工樁的保護。

6）CFG樁施工完畢后，待樁體達到70%強度后(一般為7d)，方可進行開挖.開挖時,宜采用人工開挖，如開挖面積較大，可采用小型機械和人工聯(lián)合開挖，應有專人指揮,保證小型機械離樁邊應有一定的安全距離,同時應避免擾動樁間土和對設計樁頂標高以下的樁體產生損害。

7)挖至設計標高后,應剔除多余的樁頭，剔除樁頭時應采取如下措施：（1）找出樁頂標高位置,在同一水平面按同一角度對稱放置2個或4個鋼釬，用大錘同時擊打，將樁頭截斷。樁頭截斷后,再用鋼纖、手錘等工具沿樁周向樁心逐漸剔除多余的樁頭，直至設計樁頂標高，并在樁頂上找平。（2）不可用重錘或重物橫向擊打樁體。

（3)樁頭剔至設計標高，樁頂表面應鑿至平整。

（4）樁頭剔至設計標高以下時，必須采取補救措施。如斷裂面距樁頂標高不深，可接樁至設計標高.同時保護好樁間土不受擾動。

8）保護土層和樁頭清除至設計標高后，應盡快進行褥墊層的施工，以防樁間土被擾動。

9）冬期施工時，保護土層和樁頭清除至設計標高后,立即對樁間土和CFG樁采用草簾、草袋等保溫材料進行覆蓋,防止樁間土凍漲而造成樁體拉斷，同時防止樁間土受凍后復合地基承載力降低。8、施工安全環(huán)保措施8。1安全生產注意事項（1）機械設備操作人員(或駕駛員）必須經(jīng)過專門訓練,熟悉機械操作性能，經(jīng)專業(yè)管理部門考核取得操作證或駕駛證后上機（車）操作。（2）機械設備操作人員和指揮人員嚴格遵守安全操作技術規(guī)程,工作時集中精力,謹慎工作,不擅離職守,嚴禁酒后駕駛.(3）機械設備發(fā)生故障后及時檢修,決不帶故障運行，不違規(guī)操作，杜絕機械和車輛事故。（4）專業(yè)電工持證上崗。電工有權拒絕執(zhí)行違反電器安全規(guī)程的工作指令，安全員有權制止違反用電安全的行為,嚴禁違章指揮和違章作業(yè)。(5）所有現(xiàn)場施工人員佩戴安全帽,特種作業(yè)人員配戴專門的防護用具。

（6）所有現(xiàn)場作業(yè)人員和機械操作手嚴禁酒后上崗。（7)施工現(xiàn)場所有設備、設施、安全裝置、工具配件以及個人勞保用品必須經(jīng)常檢查,確保完好和使用安全。8。2環(huán)保措施(1）易于引起粉塵的細料或松散料運輸時用帆布、蓋套等遮蓋物覆蓋。(2)施工廢水、生活污水不直接排入農田、耕地、灌溉渠和水庫,不排入飲用水源。(3)使用機械設備時，要盡量減少噪聲、廢氣等的污染;施工場地的噪聲應符合《建筑施工場地界噪聲限值》（GBl2523—2011）的規(guī)定.(4）受工程影響的一切公用設施與結構物,在施工期間應采取適當措施加以保護。（5）駛出施工現(xiàn)場的車輛應進行清理，避免攜帶泥土。9、施工常見問題分析和處理方法9.1問題原因及預防措施9.1.1堵管嚴格控制混合料坍落度，坍落度太大的混合料，易產生泌水、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流動性差，也容易造成堵管。嚴格按工藝操作，鉆孔進入土層預定標高后，開始泵送混合料，管內空氣從排氣閥排除，待鉆桿內管及輸送軟、硬管內混合料連續(xù)時提鉆。若提鉆較晚，在泵送壓力下鉆頭處水泥漿液被擠出，容易造成管路堵塞。防止設備缺陷造成堵管。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。混合料輸送管要定期進行清洗，否則管路內有混合料的結硬塊，還會造成管路的堵塞。9.1。2竄孔在飽和粉土、粉細砂層中成樁經(jīng)常會遇到下面情況，打完X號樁后，在施工相鄰的Y樁時，發(fā)現(xiàn)未結硬的X號樁的樁頂突然下落，當Y號樁泵入混合料時，X號的樁頂開始回升，此現(xiàn)象為竄孔.預防措施如下：（1）采取隔樁、隔排的跳打方式；（2）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；（3）合理提高鉆頭鉆進速度。9。1.3樁頭空芯主要是施工過程中,排氣閥不能正常工作所致。鉆機鉆孔時，管內充滿空氣，泵送混合料時,排氣閥將空氣排出，若排氣閥堵塞不能正常將管內空氣排出,就會導致樁體存氣,形成空芯。預防措施如下：(1）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。9.1.4樁端不飽滿主要是因為先提鉆后泵料所致.導致CFG樁樁端承載力。為杜絕這種情況，施工中前、后臺工人應密切配合，保證提鉆和灌料的一致性。9.1.5縮徑在飽和軟土中成樁，施工順序順序不當,如連續(xù)施打時，新打樁對已樁的作用主要表現(xiàn)為擠壓,使得已打樁被擠成橢圓形或不規(guī)則形,產生嚴重的縮頸、甚至斷樁;提鉆速度太快.（1）嚴格控制拔管速度，在黏土或地下水豐富的施工中，應保持鉆頭拔管速度在0.5m/min左右；（2）備足混合料，隨鉆隨澆注，防止停工待料;（3）經(jīng)常檢查螺旋直徑,防止螺旋磨耗造成樁徑不足;（4）嚴格控制清表后的壓實質量，提高原地面地基承載力。9.1。6擴經(jīng)在飽和的粉土或砂土層中施工時,在剪切作用下，樁周土坍孔形成空洞,由樁體混凝土側向膨出充填形成樁體擴徑；樁周土為軟土時受混凝土擠壓影響導致擴徑。預防措施如下：（1）施工前充分了解場地地層情況,樁身深度范圍內有飽和粉土、砂土或軟土時應盡可能降低、減少振動；（2）采用小葉片螺旋鉆桿成孔,快速鉆進，減少剪切能積累并對樁間土具有一定的擠密作用；（3）合理控制混凝土壓灌壓力，使擴徑的部位混凝土密實形成有益擴徑。9。1。7斷樁野蠻挖土，挖掘機械不當，基樁受擾動碰撞，在剪力作用下斷裂；提鉆過高造成斷樁,泵送混凝土料與提鉆速度匹配不合理造成斷樁;成品保護不力、冬季凍漲;截斷樁頭施工方法不合理。預防措施如下:(1）要嚴格按不同土層進行配料，攪拌時間要充分，每盤至少3min.（2)控制拔管速度,一般1。2～1．5m/min。

（3）混合料的供應有兩種方法。一是現(xiàn)場攪拌，一是商品混凝土。但都應注意做好季節(jié)施工。雨期防雨，冬期保溫，都要苫蓋，并保證灌人溫度5℃以上(冬期按規(guī)范).（4）冬期施工，在凍層與非凍層結合部（超過結合部搭接1．0m為好),要進行局部復打或局部翻插，克服縮頸或斷樁。（5）樁體施工完畢待樁達到一定強度（一般7d左右)，方可進行開槽。開槽要合理選擇施工方案及施工機械，(6)截樁頭時可采用大錘擊打對稱鋼釬的方法或切割片環(huán)切工藝。9.2