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高速鐵路CFG樁路基地基加固施工技術(shù)

2015-08-26　

 　　引言

 　　CFG樁復(fù)合地基是通過樁體、樁周地基土與其上的褥墊層形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。CFG樁又稱水泥粉煤灰碎石樁，在碎石樁中加入水泥改善了碎石樁作為純粹散體材料的特性，使其既能發(fā)揮全樁的側(cè)阻作用，又能發(fā)揮端阻作用。樁間土夯實(shí)參與承載，其上設(shè)置碎石墊層。由于設(shè)置了柔性墊層，從而是地基的強(qiáng)度和變形模量較為均勻，對(duì)承受上部荷載和結(jié)構(gòu)抗震非常有利。

 　　1 工程概況

 　　本施工段地基為軟土和松軟土，采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔泵送混合料是施工CFG樁的施工方法對(duì)基底進(jìn)行加固。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，CFG樁樁身強(qiáng)度C20，樁徑0.4m，樁間距1.6m，正方形布置，加固深度各施工段有所不同。

 　　2 施工工藝

 　　正式施工前必須進(jìn)行成樁工藝性試驗(yàn)，確定各項(xiàng)施工參數(shù)后方可施工。

 　　工藝流程可概括為：原地面處理→測(cè)量放樣→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→停鉆→泵送混合料→邊泵邊均勻拔管至樁頂→鉆機(jī)移位。

 　　具體流程如下：

 　　2.1 場(chǎng)地處理

 　　確定施工范圍后，清除場(chǎng)地內(nèi)的雜物及地表土，整平標(biāo)高=設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高+0.5m，地表碾壓至K30≥60MPa/m。整平地面并壓實(shí)后方可進(jìn)行施工。當(dāng)?shù)鼗韺佑杏倌嗷蜍浫鯇訒r(shí)，要挖除到位并按設(shè)計(jì)要求換填合適的填料。施工前根據(jù)相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)文件對(duì)路基范圍內(nèi)管線進(jìn)行調(diào)查核實(shí)和遷改，對(duì)沒有遷改而施工中又可能對(duì)施工造成影響的管線，注意加強(qiáng)保護(hù)。

 　　2.2 施工放樣

 　　放樣時(shí)先定出控制軸線和邊界線，以哈齊左線為控制軸線，然后定出各個(gè)樁的位置。樁位的縱橫向偏差應(yīng)控制在5cm以內(nèi)。放出樁位后，樁位中心插入竹簽，并用白灰標(biāo)識(shí)。

 　　2.3 鉆機(jī)就位

 　　CFG樁施工時(shí)，鉆機(jī)就位后，應(yīng)用鉆機(jī)塔身的前后和左右的垂直標(biāo)桿檢查塔身導(dǎo)桿，校正位置，使鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于1%。每根樁施工前都要有專門的技術(shù)人員進(jìn)行樁位對(duì)中及垂直度檢查，滿足要求后，方可開鉆。

 　　2.4 鉆進(jìn)成孔

 　　鉆孔開始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面時(shí)，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)鉆進(jìn)，一般先慢后快，這樣既能減少鉆桿搖晃，又容易檢查鉆孔的偏差，以便及時(shí)糾正。在成孔過程中，若發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，放慢進(jìn)尺，否則較易導(dǎo)致樁孔偏斜、位移，設(shè)置使鉆桿、鉆具損壞。鉆進(jìn)的深度取決于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)預(yù)定標(biāo)高時(shí)，于動(dòng)力頭底面停留位置相應(yīng)的鉆機(jī)塔身處作醒目標(biāo)記，作為施工時(shí)控制樁長(zhǎng)的依據(jù)。正式施工時(shí)，當(dāng)動(dòng)力頭底面到達(dá)標(biāo)記處樁長(zhǎng)即滿足設(shè)計(jì)要求。施工時(shí)還需考慮施工工作面的標(biāo)高差異，做相應(yīng)增減。

 　　2.5 混合料拌制

 　　混合料按設(shè)計(jì)配合比（室內(nèi)配合比試驗(yàn)確定并通過成樁工藝性試驗(yàn)驗(yàn)證的配合比）在拌合站拌合，計(jì)量要求準(zhǔn)確，上料順序?yàn)椋合妊b碎石或卵石，再加水泥、粉煤灰和外加劑，最后加石屑或砂，使水泥、粉煤灰和外加劑夾在砂、石之間，不易飛揚(yáng)和粘附在桶壁上，也易于攪拌均勻。混合料坍落度、拌合時(shí)間按工藝性試驗(yàn)確定的參數(shù)進(jìn)行控制，且拌合時(shí)間不小于1min，混合料坍落度控制在16～20cm。拌合好的混合料由混凝土輸送車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的混合料必須保證混合料圓柱體能順利通過剛性管、高強(qiáng)柔性管、彎管和變徑管而達(dá)到鉆桿芯管內(nèi)。

 　　2.6 灌注及拔管

 　　CFG樁在施工鉆至設(shè)計(jì)深度后，準(zhǔn)確掌握提拔鉆桿時(shí)間，混凝土泵送量與拔管速度相配合，邊灌注邊提鉆，保持連續(xù)灌注，均勻提升，同時(shí)保證鉆頭始終埋入混合料中。

 　　CFG樁成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料。

 　　鉆桿靜止提拔，施工中嚴(yán)格按工藝性試驗(yàn)確定并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的參數(shù)控制提拔速度和泵送量，成樁的提拔速度一般控制在2～3m/min，并保證連續(xù)提拔，施工中嚴(yán)禁出現(xiàn)超速提拔。

 　　成樁過程連續(xù)進(jìn)行，避免因后臺(tái)供料慢而導(dǎo)致停機(jī)待料。

 　　若施工中因其他原因不能連續(xù)灌注，須根據(jù)勘察報(bào)告和已掌握的施工場(chǎng)地的土質(zhì)情況，避開飽和砂土、粉土層，不得在這些土層內(nèi)停機(jī)，避免造成混合料離析、樁身縮徑、斷樁和夾泥等。

 　　施工組織、施工工藝、施工作業(yè)指導(dǎo)書要有防止堵管、竄管的措施。

 　　2.7 移機(jī)

 　　當(dāng)一根樁施工完畢后，鉆機(jī)移位，進(jìn)行下一根樁的施工。施工時(shí)由于CFG樁排出的土較多，經(jīng)常將鄰近樁位覆蓋，有時(shí)還會(huì)因鉆機(jī)支撐時(shí)支撐腳壓在樁位旁使原標(biāo)定的樁位發(fā)生位移。樁機(jī)移機(jī)至下一樁位施工時(shí)，需根據(jù)路基軸線或周圍樁的位置對(duì)需施工的樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位準(zhǔn)確。

 　　2.8 樁頭處理

 　　為保證質(zhì)量，施工樁頂標(biāo)高需高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高不少于0.5m，施工完畢后要將樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上樁頭截?cái)?。截樁方法?br />
 　?、贅?biāo)出樁頂標(biāo)高位置，用截樁機(jī)將樁頭截?cái)啵?br />
 　?、谌绻诨坶_挖和剔除樁頭時(shí)造成樁體短至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以下，則必須采取補(bǔ)救措施。假如斷裂面距樁頂較近，可接樁至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高。

 　　2.9 筏板及樁帽施工

 　　應(yīng)力影響線內(nèi)的CFG樁頂部設(shè)置筏板。CFG樁截樁施工完畢后，將樁間土清理整平，上面鋪設(shè)碎石墊層。碎石墊層應(yīng)采用級(jí)配良好且未風(fēng)化的礫石或碎石，其最大粒徑不得大于50mm，含泥量不得大于5%，且不含草根、垃圾等雜質(zhì)。碎石墊層采用小型機(jī)械配合人工鋪灑，鋪設(shè)時(shí)加強(qiáng)對(duì)CFG樁頭保護(hù)，嚴(yán)禁碰撞CFG樁頭；鋪設(shè)厚度、平整度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)、驗(yàn)標(biāo)要求。碎石墊層施工完畢后進(jìn)行筏板施工。先澆筑0.15m素砼墊層，然后進(jìn)行鋼筋綁扎和模板支設(shè)工作，砼澆筑完成后及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)。

 　　3 人員機(jī)械配置

 　　結(jié)合工藝試驗(yàn)確定的施工方案、人員、機(jī)械組合并根據(jù)本施工段的工程量及工期，對(duì)人員和機(jī)械進(jìn)行配置。

 　　4 質(zhì)量控制及檢驗(yàn)

 　　4.1質(zhì)量控制

 　　CFG樁質(zhì)量控制以施工過程中試驗(yàn)檢測(cè)、過程質(zhì)量控制為主。主要控制要點(diǎn)：施工測(cè)量控制及復(fù)核、施工過程中混凝土原材料的質(zhì)量控制、施工作業(yè)過程中質(zhì)量控制。

 　　4.2 CFG樁檢驗(yàn)

 　　施工質(zhì)量檢驗(yàn)主要檢查施工記錄、樁數(shù)、樁位偏差、褥墊層厚度、夯填度和樁體試塊抗壓強(qiáng)度等。

 　　CFG樁地基竣工驗(yàn)收時(shí)，承載力檢驗(yàn)采用單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)和單樁承載力荷載試驗(yàn)，設(shè)計(jì)要求復(fù)合地基承載力、單樁承載力滿足各工點(diǎn)具體設(shè)計(jì)要求。一般情況下要求復(fù)合地基承載力不小于250KPa。

 　　抽取不少于總樁數(shù)10%的樁，根據(jù)《基樁低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)規(guī)程》（JGJ/T93-95）進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)，檢測(cè)樁身完整性。對(duì)于不合格的CFG樁要進(jìn)行補(bǔ)樁處理。

 　　5 安全環(huán)保措施

 　　5.1施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)必須配戴安全帽、穿工作服，嚴(yán)禁穿拖鞋進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。

 　　5.2起重機(jī)作業(yè)前，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部位進(jìn)行潤(rùn)滑，檢查部件緊固程度，鋼絲繩是否磨損。

 　　5.3長(zhǎng)螺旋桿下嚴(yán)禁站人，作業(yè)期間駕駛員不得離開操作室。

 　　5.4施工完畢的樁的樁頭要加蓋，以防行人或雜物等掉陷。

 　　5.5經(jīng)常檢查吊車?yán)|繩是否完好無損，管樁捆綁起吊是否可靠，避免滑落傷人損物。

 　　5.6經(jīng)常檢查用電安全，包括低壓照明用電。

 　　5.7樁基所用廢棄油料要及時(shí)收集妥善處理。

 　　6 結(jié)語

 　　CFG樁與樁間土以及與基礎(chǔ)地面間的褥墊層共同組成復(fù)合地基，具有承載力高，沉降小，變形穩(wěn)定快，施工方便，易于控制施工質(zhì)量，工程造價(jià)低的特點(diǎn)。我項(xiàng)目部根據(jù)上述施工技術(shù)指導(dǎo)施工的CFG樁通過了相關(guān)的質(zhì)量檢測(cè)，地基加固效果優(yōu)良。

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