CFG樁處理深厚軟土地基施工工法

1、 CFG樁處理深厚軟土地基施工工法一、前言在溫（州）福（州）新建時速200公里客貨共線鐵路設計中，遇到路堤須填筑在典型的海積灘涂溺谷相沉積淤泥層地基上，該淤泥層厚度深且含水量高、孔隙率高、壓縮性高、強度低，淤泥層多粘土、粗砂等夾層。下臥層橫縱向起伏變化大。為滿足新建時速200公里客貨共線鐵路路基的技術要求，須對深厚層軟土地基進行處理。 經過比選，我們對軟土層厚度小于25米的軟土地基采用了CFG樁進行處理，經總結形成本工法。用CFG樁處理深厚軟土地基，其原理是：CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱(即cement fIying-ash gravel pile)。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水

2、拌和形成的高粘結強度樁，與樁頂上鋪設的土工格柵和褥墊層形成“樁網”結構，讓上部荷載均勻地傳遞到持力層，并且樁間土參與工作，提高地基承載力，以滿足地基承載力要求，有效控制工后沉降。本工法在2005年溫福鐵路軟土地基試驗段首次應用。二、工法特點1、 本工法解決了對路基下深厚軟土地基進行處理的難題。2、 工藝較簡單，操作方便，施工進度較快，質量能夠保證。3、 工程造價較低。三、適用范圍本工法適用于25米以內深厚軟土地基的處理。四、施工工藝（一）靜壓沉管灌注樁工藝流程圖測量放線并復核場地布置，按裝樁機等設備原材料進場、檢驗混合料攪拌樁尖預制與埋設樁機樁位對中確認施工順序沉管至設計標高試樁確定工藝參數(shù)和

3、終孔條件檢查灌注混合料至預定標高邊拔管邊投混合料移至下一根樁鋪設工作墊層分區(qū)與編號（二）施工準備施工場地達到“三通一平”，在路基打樁區(qū)域及兩側3米范圍內鋪設0.81m厚碎石工作墊層(粒徑305cm)。打樁作業(yè)場地周圍設置排水溝。施工范圍內的地上、地下障礙物、管線要清理或改移完畢。根據(jù)設計樁長，確定樁機的機架高度和沉管的有效長度，樁機的機架高度和沉管的有效長度在配置時應比設計樁長高出6米。樁機有效荷載的標定為確保試樁一次成功，樁底進入持力層長度滿足設計要求，在試樁前應對已配重樁機沉管處的抬架支撐力反力進行計算和標定，以確保樁機進入持力層抬架時沉管處的支撐反力不小于單樁設計承載力的2倍。在樁機機架

4、上畫出以米為單位的長度標記，以便壓入沉管時觀察、記錄沉管的入土深度。編制CFG樁施工方案（包括區(qū)域劃分、確定樁頂標高和打樁順序）并經審批，對操作人員進行技術交底。進行試樁，通過試樁確定樁機配重、提管速度、保護樁長、混凝土坍落度等施工參數(shù)和終孔條件。試樁不少于3根。測放樁位并做好標識。對材料進行復試、試配。（三）樁尖的預制與埋設由于樁尖外形特殊，一般采用鋼模結合地模進行預制。樁尖的錐體部分埋入地模，柱體部分外露采用鋼模，以便樁尖脫膜時地模免受破壞。為提高樁尖預制進度，一般要在樁尖混凝土內摻入早強劑。當樁尖達到設計強度后，方可采取小型挖掘機配合人工按技術放樣位置進行埋設。樁尖應埋入地表下300mm

5、左右，平面位置偏差控制在50mm之內。（四）樁機進場根據(jù)設計樁長、沉管入土深度確定機架高度、沉管長度和標定的配重進行設備組裝。（五） 樁機就位樁機就位必須平整、穩(wěn)固。待樁機就位后，調整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1。（六） 沉管樁機就位后， 扣準埋設好的預制樁尖開始沉管，沉管過程中注意調整樁機的穩(wěn)定，嚴禁傾斜和錯位。待沉管至設計標高并抬架時應開動馬達，原地留振不小于10s（采用中間夾層作為持力層時根據(jù)設計要求和現(xiàn)場試驗，為避免樁尖穿透持力層可不作留振要求），以確保樁尖進入持力層不小于樁徑的1.5倍。沉管過程中做好記錄。 （七）材料要求及混合料攪拌水泥采用強度等級為32.5級的普通硅酸鹽

6、水泥，水泥進場時應有出廠合格證并有現(xiàn)場見證抽驗報告。粉煤灰一般采用細度不大于25%的級或級以上的粉煤灰，粉煤灰進場時同樣要求必須有合格證并有現(xiàn)場見證試驗報告。粉煤灰具有一定的抗腐蝕能力。碎石粒徑采用2040mm級配，其含泥量不大于3%且符合國家現(xiàn)行標準。普通混凝土用碎石或卵石質量標準檢驗方法JGJ53的規(guī)定。石屑一般采用粒徑2.520mm含泥量不大于5%，細模度符合中砂要求。當石屑缺少時，可采用中砂或粗砂代替石屑。為控制成樁后樁頂浮漿厚度不超過200mm，混凝土的坍落度應控制在3050mm之內?；旌狭蠎獓栏裼嬃?，強制攪拌，每盤混合料的攪拌時間不得小于1 min。（七） 投料終孔后須盡快用料斗進

7、行空中投料，直到管內混合料面與鋼管料口平齊，如上料量不夠，須在拔管過程中補充投料，以保證成樁樁頂標高滿足設計要求。 （八）拔管 投料后即可進行拔管， 拔管時速度一般控制在0.81.0 m/min，邊振動邊拔管， 拔管速度保持均勻一致，在拔管過程中不允許反插。 （九）封頂 當樁管拔出地面，確認樁符合設計要求后，其上部可用粒狀材料或粘土進行封頂并做好標記。此時應注意，封頂?shù)捻斆鏄烁邞由媳Ｗo樁長的高度。(注：保護樁長是指成樁時預先設定加長的一段樁長，一般取5070cm，擴大樁頭施工時將其剔掉，以確保頂部樁體質量。)(十)砍樁頭樁身達到齡期后，在確定樁頂標高施工擴大樁頭前，應先鑿除樁體保護樁長至擴大

8、樁頭底部標高。砍樁頭前樁周工作墊層碎石土為避免機械擾動造成斷樁宜采用人工進行開挖?？硺额^可采用風稿自上而下鑿除混凝土至指定標高，也可用鏨子對稱截樁至指定標高。（十一）接樁當CFG樁在鑿除浮漿后或由于淺部斷樁（1.5m之內，超過1.5m接樁開樁土體可能回導致相鄰CFG樁斷樁）造成樁體頂面標高低于擴大樁頭底面標高時，應采用強度高出樁身一級的混凝土進行接樁。接樁部分的樁徑應比設計樁徑大20cm，與既有樁體的咬結長度不小于20cm，如下圖。 五、機具設備我們采用浙江平陽成套設備機械總廠生產的ZJK系列靜壓夯擴樁機，它由ZJ型靜壓樁架和DZK型雙電機中孔型振動棰的組合，其性能大大優(yōu)越于一般振動打樁機。同

9、時還配備D40型和BDH-15型樁錘，錘頭重量分別為9.25t和10t。DZK動錘和穿心錘的主要技術參數(shù)見表1。DZK動錘和穿心錘的主要技術參數(shù)表表1 型號DZK40YDZK50YDZK60Y技術參數(shù)振動錘落錘振動錘落錘振動錘落錘靜偏心力距 NM206.6239.6343偏心塊軸轉速 rpm960960960靜振力 KN212.8246.9343空載振幅 mm5.56.O6.O重量 kg500020005300250053003000落錘高壓 m444沖擊能量 KN.m78.4117.6117.6允許拔柱力 KN(tf)490(50)800(80)800(8O)電機功率 KW18.5×

10、;222×230×2電源100m內KVA125150200200m內KVA150200250每臺打樁機還配置攪拌機一臺、電焊機一臺。 此外，還需配置一臺小型挖掘機，配合人工埋設預制樁尖，以提高工效。六、勞動組織每臺打樁機可配備機組長（指揮者）1人、打樁機操作1人、后臺拌料4人、前臺運料3人，共9人組成打樁機組。一個工地可根據(jù)需要進多臺打樁機。此外， 整個施工段設測量定位3人、埋設樁尖3人。另，砍樁頭和接樁、制作擴大頭可根據(jù)具體情況進行安排。七、質量要求1 嚴格過程控制：定位偏差、垂直度要求符合規(guī)范，嚴格按施工參數(shù)：配合比、塌落度、終孔條件、拔管速度施工。2 做好檢測和測試工

11、作。3 為避免出現(xiàn)CFG樁斷樁率較高的質量通病，采取以下措施：（1） 采用片石、碎石工作墊層的石塊粒徑不大于30cm。（2） 由于設計滿堂布樁且間距較小，一般采取連打跳排的施打工序。且施工新樁時與已打鄰樁的間隔時間不應小于7d，必要時可在混合料內摻入緩凝早強劑。（3） 樁時應從路基中間向四周推進施工。八、安全環(huán)保措施1 進行全員安全意識教育。2 工人進入工地必須戴安全帽、穿工作服和膠鞋。3 焊作業(yè)時工人必須使用防護面罩，戴防護手套，穿絕緣鞋。4 高空作業(yè)必須佩帶安全帶。5 雨天不宜進行打樁施工，施工時必須穿雨衣，絕緣雨鞋。暴雨及臺風天氣要暫停施工。6 施工現(xiàn)場的所有電源、電路、電器的設置、安裝必須遵守施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范（JGJ4688）的規(guī)定。7 打樁機操作人員、專業(yè)電工、電焊工必須持証上崗，并嚴格遵守安全技術操作規(guī)程。8 易以于引起粉塵的細料或松散料用帆布、蓋套等覆蓋。9 施工廢水不直接排放。 九、效益分析1 應用CFG樁對深厚軟土地基進行處理，在鐵路路基施工中尚屬首次， 它的成功實施為在我國沿海海積灘涂地段修筑時速200公里客貨共線鐵路提供了可行經驗，為溫福鐵路全線對25米以內深厚軟土地基的處理中如何進行CFG樁的施工提供了