论某高速公路软基段CFG桩施工控制

【摘要】CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩,是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘结强度桩,和碎石桩的作用机理相似,是桩、桩间土、褥垫层一起承载的复合地基。 1工程概况 某段高速公...

摘要:结合高速公路工程实例,介绍了cfg桩的特点、施工工艺和控制要点,针对施工提出了与常规不同的混合料塌落度和拔管速度,对CFG桩的施工和推广具有一定的借鉴意义。

Abstract: Combined with highway practical project, this paper introduced the characteristic, construction technology and control points of CFG pile. Then it proposed the mixture slump and extubation rate for CFG pile construction, which can provide useful reference for construction and promotion of CFG pile.

关键词:CFG桩;施工控制;试桩

Key words: CFG pile;construction control;trial piling

中图分类号:U416 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0224-01

CFG桩即水泥粉煤灰碎石桩,是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘结强度桩,和碎石桩的作用机理相似,是桩、桩间土、褥垫层一起承载的复合地基。

1工程概况

某段高速公路位于珠江三角洲,根据地质钻探资料,该段地质情况分布主要为亚粘土、淤泥、细砂和全风化粗砂岩,淤泥层厚13m左右,呈深灰色,饱和流塑状,含较多粉砂和腐殖质。淤泥层呈流塑状,对管壁有一定的压力。设计为CFG桩,桩长18米,间距1.4米,正三角分布。

2CFG桩施工控制

为保证CFG桩复合地基的施工质量,应控制好以下几个问题:

2.1 机械设备的选用。

CFG桩多用振动沉管桩机施工,也可用螺旋钻机。对于粘性土、粉土、淤泥质土、人工填土及松散砂土,使用振动沉管桩机可以提高地基承载力、减少地基变形以及消除地基液化;对夹有硬土层的地质条件,宜采用螺旋钻预引孔,然后再用振动沉管机制桩。本工程结合实际工程地质情况,采用振动沉管桩机施工。

2.2 严格控制进场材料。

选定材料前取样进行试验,试验合格后方可购买进场,对进场材料检查有无杂物;碎石有无风化石、泥块,石粉含量是否过大;砂石原材料应分开堆放。对原材料严格按要求频率进行抽检。

2.3 配合比控制。

施工前应按设计要求由试验室进行配合比试验,施工时严格按配合比配置混合料:有条件采用搅拌站拌合最好;采用小型搅拌机,现场需有完好的磅秤,并定期对运料车进行称量标定。

2.4 确定桩长。

由于软基段的淤泥层深度变化较大,在正式打桩前,每50米范围内选取三个断面进行试打,由业主、监理、施工单位一起根据桩管打入深度确定桩长。

2.5 深入了解地质情况,采用合理的施工工艺。

在施工过程中,成桩的施工工艺对CFG桩复合地基的质量至关重要,不合理的施工工艺将造成重大的质量问题,所以在施工前选取一段进行试桩:

(1)根据现场确定的桩长、沉管入土深度确定桩机高度和沉管长度,进行桩机组装,调整好沉管与地面的垂直度,保证偏差小于1%。

(2)严格按照配合比配料拌合。对于混合料的塌落度,本次试桩选用3～5cm和6～8cm两组塌落度进行比较,以顶面浮浆和充盈率作为评价指标,选出适合本段高速公路的混合料塌落度。

(3)由于本段地下水丰富,下桩后先灌入两斗混合料封水,再起锤沉管到预定标高。

(4)停机后立即向管内投料,直到混合料与地面齐平,启动马达留振5～10s开始拔管,在拔管过程中随时加料,始终保证桩管内的混合料面不低于地面。

(5)拔管速率太快可能导致桩径偏小或缩颈断桩,而拔管速率过慢又会造成水泥浆分布不匀,混和料离析现象,导致桩身强度不足。本项目地质为饱和软土,流塑段较厚,所以试桩选用较慢的拔管速度,分别选用0.8～1m/分,留振5～10s,和0.3～0.4m/20s,留振5～10s进行试桩,当沉管拔至离地面2m时,每次留振10～20s以保证桩头质量,以顶面浮浆和充盈率作为评价指标,选出适合本段的拔管速度。在拔管过程中严禁反插。

(6)沉管拔出地面,确认成桩符合要求后,用粒状材料或湿粘性土封顶。然后移机进行下一根桩的施工。

(7)连打作业时,由于饱和软土的特性,新打桩将挤压已打桩,形成椭圆或不规则形态,产生严重的缩颈和断桩。因此,采用隔桩跳打施工方案,从一边向另一边推进施工,打新桩时,须在相邻桩完成七天之后进行。

通过试桩结果表明,对于饱和流塑状软土,采用CFG桩进行处理,则所用混合料的塌落度选用6～8cm,拔管速度选用0.3～0.4m/20s,留振5～10s比较好,顶面浮浆能控制在10cm以内,充盈率基本达到1.0以上,能够有效的保证成桩质量。所以本高速公路软基段CFG桩施工的拔管工艺采用0.3～0.4m/20s,留振5～10s,到离地面2m范围内,每次留振20s。

3施工监测

在施工过程中,要加强监测,及时发现问题,以便采取有效措施,控制成桩质量,重点应做好以下几方面的监测:

3.1 施工前要测出场地的标高,测点应有足够的数量和代表性。在打桩过程中则要随时检测地面是否发生隆起。因为断桩常和地表隆起相联系。

3.2 施工过程中要随时注意已打桩桩顶标高的变化,尤其是观测桩距最小的已打桩。因为在打新桩时,测量已打桩桩顶的上升量,可估算桩径缩小的数值,以判断是否产生缩径。

3.3 对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应进行开挖查看,并做出必要的处理。

4结语

CFG桩处理软基已经应用多年且取得许多成果,但施工工艺还存在许多改进的地方。本文根据高速公路具体地质特性,通过试桩,对常用的施工工艺进行了改进,且在后续施工中采用改进后的工艺,能够有效的保证成桩质量。

参考文献:

[1]龚晓南.地基处理技术发展与展望[M].北京:中国水利水电出版社,2004.

[2]顾晓鲁,钱鸿缙,刘惠禅,等.地基与基础[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.