溫福鐵路福建段軟土路基試驗(yàn)段預(yù)應(yīng)力管樁及CFG樁施工總結(jié)

1、溫福鐵路(福建段)軟土路基試驗(yàn)段預(yù)應(yīng)力管樁及CFG樁施工總結(jié)萬勤(中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司，武漢 430074) 摘要：以溫福鐵路(福建段)軟土路基試驗(yàn)段預(yù)應(yīng)力管樁和CFG樁施工的實(shí)施情況為例，來系統(tǒng)闡述和比較預(yù)應(yīng)力管樁和CFG樁加固處理軟基的施工工法。關(guān)鍵詞：溫福鐵路；軟土路基；預(yù)應(yīng)力管樁；CFG樁；施工工藝；工法比選 中文分類號：TU41 前言溫福鐵路軟土廣泛分布,且普遍具有厚度大,指標(biāo)差的特點(diǎn),設(shè)計(jì)文件中對深厚軟土的處理大多采用預(yù)應(yīng)力管樁及水泥粉煤灰碎石(CFG)樁進(jìn)行加固,并采用了“樁網(wǎng)”結(jié)構(gòu)的加固模式。鑒于樁（管樁、CFG樁）網(wǎng)結(jié)構(gòu)在我國鐵路軟土路基地基加固工程中尚無成熟的施工

2、工藝并缺乏試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，因些開展了現(xiàn)場軟土地基處理試驗(yàn)研究。課題組在試驗(yàn)段完工之際進(jìn)行了階段性施工成果總結(jié)。2 福建段地層特點(diǎn)及對施工的影響溫福線福建段地層多為全新統(tǒng)海陸交互相地層，其軟土層屬典型的海積灘涂溺谷相沉積淤泥，其平均含水量達(dá)到75以上，壓縮性之高，強(qiáng)度之低為全國罕見。軟土層內(nèi)多黏土、粗砂等透鏡體夾層且厚度分部不均，變化較大。下臥地層為燕山期凝灰?guī)r、花崗巖，地層橫縱向起伏，風(fēng)化層厚度變化極大，軟硬突變，給施工帶來較大困難。2.1 軟硬突變地層對樁長的影響在CFG樁及高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力型（PHC）管樁的施工中不同程度存在現(xiàn)場地層與工勘報(bào)告不相符的情況，有時(shí)甚至出現(xiàn)相鄰2.5m的管樁長與設(shè)計(jì)相

3、差5m以上。造成偏差結(jié)果的原因主要是下臥風(fēng)化層厚度變化太大，同一地層物理力學(xué)指標(biāo)差異較大。試驗(yàn)段下臥層為凝灰?guī)r及花崗巖的全風(fēng)化層（W4），厚度變化范圍從215m，且分布極不均勻。解決該問題的一個(gè)有效途徑是加強(qiáng)施工中的過程控制，根據(jù)已打樁的情況，及時(shí)修正樁長及其他工藝參數(shù)，而且在CFG樁的機(jī)具配置上對樁長選配一定得留有余地，否則會(huì)出現(xiàn)“打不透”的現(xiàn)象。2.2 軟硬突變地層終孔條件由于持力層軟硬突變，全風(fēng)化層含水量的不同，其力學(xué)性能也呈現(xiàn)出較大差異，造成樁長差異較大，因此需嚴(yán)格控制管樁的終孔條件，否則會(huì)造成管樁承載力不夠或樁頭破損率較高的后果。通過現(xiàn)場試樁及工藝試驗(yàn)確定出：PHC樁的收錘標(biāo)準(zhǔn)（打入

4、樁）為最后1m擊錘數(shù)250擊及最后3陣10擊20mm的雙控標(biāo)準(zhǔn)，終止壓力（靜壓樁）180mA時(shí)可視為進(jìn)入持力層標(biāo)志，進(jìn)入持力層2m可終孔。以上情況均為黏土層厚度大于56m的情況，若選擇相對更薄的黏土透鏡體作為持力層則進(jìn)入深度可適當(dāng)減小，特別應(yīng)注意樁尖不要穿過透鏡體落在下臥軟層上，而且宜留有3m以上厚度。2.3 樁型的合理選擇連江試驗(yàn)段對CFG樁及PHC管樁分別采用了兩種施工方法：CFG樁采用的是振動(dòng)沉管法與螺旋排土法；管樁施工采取的是靜壓法及錘擊法。總體上來說兩種樁型四種工法的樁基施工均取得了成功，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)承載力及變形要求，根據(jù)地層情況及現(xiàn)場施工情況的不同，幾種樁型與工法各有優(yōu)缺點(diǎn)。2.3

5、.1 管樁施工與CFG樁相比其主要優(yōu)點(diǎn)是施工快速，單樁承載力大，質(zhì)量較易保證；缺點(diǎn)是造價(jià)較高，施工樁長不易與地層變化相協(xié)調(diào)，導(dǎo)致截樁浪費(fèi)較多，全線大面積施工時(shí)可考慮批量定制不同長度樁型，盡量減少截樁長度。靜壓施工與打入法施工：靜壓法施工無噪音、油煙污染，施工快速，樁垂直度容易控制，適用于城區(qū)使用；但靜壓機(jī)自重大，運(yùn)輸成本高，對地基強(qiáng)度要求也高，由于溫福鐵路深厚層軟土的承載力極差=3540Kpa，靜壓樁機(jī)自重加配重，總重大于300t，施工墊層厚度需要1m以上，增大投資同時(shí)產(chǎn)生超送樁，墊層還要清除，大大降低了靜壓樁機(jī)的工作；效率，而錘機(jī)樁機(jī)自重不足30t，總重不足靜壓樁機(jī)的1/10。工作墊層厚度4

6、050cm左右就可以。靜壓樁機(jī)自重太大，相當(dāng)笨重，對原狀土的擾動(dòng)較大，施工路堤的邊角地帶時(shí)需加寬碎石墊層的寬度，進(jìn)出場地時(shí)對道路要求較高。而錘擊樁機(jī)自重輕，移動(dòng)方便，對原狀土幾乎沒有什么擾動(dòng)，邊角地帶施工方便。由于自重輕，進(jìn)出場運(yùn)輸都很方便。若墊層較薄時(shí)，靜壓樁機(jī)將會(huì)下陷，同時(shí)擠壓成樁，造成成樁的損壞，給成樁保護(hù)造成很大的威脅。而且與打入樁相比樁尖進(jìn)入持力層厚度較淺，間距較小時(shí)存在“浮樁”現(xiàn)象，不利于樁體的橫向穩(wěn)定。遇到持力層起伏較大時(shí)，截樁情況是避免不了的。靜壓樁機(jī)只有等待截樁處理之后才能移動(dòng)，因此影響工作的效率。錘擊樁機(jī)則不存在這個(gè)問題，移動(dòng)、沉樁、截樁互不影響。打入法由于沒有抱樁及液壓調(diào)

7、平裝置，垂直度的控制需較長時(shí)間，整體工效略低于靜壓法，但由于其低廉的進(jìn)出場費(fèi)用，節(jié)約墊層用量，保護(hù)成樁以及強(qiáng)勁的嵌巖能力使得其要比靜壓法更適用于福建段地層。綜上所述，福建段管樁施工，我們優(yōu)先推薦錘擊樁機(jī)。錘擊樁機(jī)中有筒式錘擊樁機(jī)和導(dǎo)桿式錘擊樁機(jī)。由于導(dǎo)桿式錘擊樁機(jī)在施打過程中，穩(wěn)定性差，不如筒式錘擊樁機(jī)穩(wěn)定性好，對樁的垂直度控制較好。所以，最佳機(jī)型推薦筒式錘擊樁機(jī)。2.3.2 CFG樁施工CFG樁的主要優(yōu)勢是價(jià)格經(jīng)濟(jì)。根據(jù)試驗(yàn)段施工情況，施工圖設(shè)計(jì)中將全線CFG樁充盈系數(shù)調(diào)整到1.31.4，全線施工時(shí)若能解決碎石及粉煤灰來源問題，可進(jìn)一步降低工程成本。振動(dòng)沉管與長螺旋施工：長螺旋施工的主要優(yōu)點(diǎn)

8、是施工迅速（試驗(yàn)段一臺(tái)設(shè)備每晝夜的施工進(jìn)度可達(dá)1000m），對相鄰樁體的影響很小，穿透夾層能力較強(qiáng)，無需預(yù)制樁尖；主要缺點(diǎn)是排土量大（長螺紋可不排土），而且由于泵送混凝土的塌落度大（1822cm），若地層強(qiáng)度太低，圍壓太小，在超長CFG樁施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)“塌孔”（樁體擴(kuò)徑及突然下坐）的現(xiàn)象，需補(bǔ)方處理。若地層地下水發(fā)育（如風(fēng)化層及粗砂、圓礫土層），則樁體質(zhì)量會(huì)受到一定影響。振動(dòng)沉管機(jī)械簡單，但振動(dòng)頭對已打樁體的影響較大，出現(xiàn)淺層斷樁的概率也較大，主要應(yīng)解決的問題是施工次序及時(shí)間間隔問題。試驗(yàn)段成功的經(jīng)驗(yàn)是由內(nèi)向外隔排施打，補(bǔ)打間隔時(shí)間間隔問題。試驗(yàn)段成功的經(jīng)驗(yàn)是由內(nèi)向外隔排施打，補(bǔ)打間隔時(shí)間不少于

9、7天。綜上比選，并綜合溫福鐵路沿海深厚層軟土特點(diǎn)，推薦采用振動(dòng)沉管樁機(jī)施工CFG樁，長螺旋鉆機(jī)可在振動(dòng)沉管無法穿過的硬夾層地段使用。2.4 工作墊層的優(yōu)化由于軟土地段硬殼層較薄（許多工點(diǎn)處于水田地段無硬殼層），地基土強(qiáng)度較低，為了滿足施工機(jī)械走行安全的需求以及在靜壓樁機(jī)等大型機(jī)具進(jìn)行施工的過程中，對已成樁的質(zhì)量保護(hù)，需鋪設(shè)一定厚度的工作墊層。根據(jù)軟土地區(qū)地層特點(diǎn)及試驗(yàn)段施工情況，推薦如下圖所示的工作墊層形式：墊層總厚度0.51.0m，底層采用粒徑稍大的塊石（粒徑不宜35cm），厚0.30.4m，滿足一定的承載力要求并加強(qiáng)樁間土強(qiáng)度；中間層采用碎石墊層作為過渡層，厚0.2m，材質(zhì)與褥墊層相同，樁

10、帽施工中可以加以利用；頂層采用黃沙。優(yōu)點(diǎn)有三，價(jià)格經(jīng)濟(jì)、方便機(jī)械行走及管樁的吊運(yùn)、樁帽施工開挖比較容易。由于黃沙不利于“走管式”CFG樁機(jī)的行走，加上CFG樁機(jī)自重較輕，在CFG樁處理段可取消黃沙層，采用二元結(jié)構(gòu)，厚度也可減小至0.40.5m。圖1 工作墊層示意圖2.5 分區(qū)與編號 為使軟基加固施工均衡有序進(jìn)行，首先應(yīng)對軟基加固區(qū)域根據(jù)不同樁型、地質(zhì)、樁長、橋涵構(gòu)筑物和樁機(jī)數(shù)量等情況進(jìn)行分區(qū)。并對每一根樁進(jìn)行編號、以便施工過程的統(tǒng)一管理。2.6 檢驗(yàn)方法與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)連江軟基試驗(yàn)段的施工情況，對CFG樁及褥墊層驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了有益的探討，結(jié)合客運(yùn)專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn) (鐵建設(shè)20

11、05160號)，福建段工程暫行驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)擬定如下：表1 溫福線（福建段）CFG樁暫行驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目序號檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值檢查方法主控項(xiàng)目1原材料滿足設(shè)計(jì)要求查出廠合格證或抽檢2樁身強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求（C15）28d試塊強(qiáng)度3單樁承載力滿足設(shè)計(jì)要求靜載試驗(yàn)一般項(xiàng)目1樁體有效直徑不小于設(shè)計(jì)值鋼尺測量直徑或周長2樁身完整性類樁比例25小應(yīng)變3樁位(縱橫向)偏差50mm鋼尺測量4樁垂直度1經(jīng)緯儀測量5樁長滿足設(shè)計(jì)要求鋼尺測量管長表2 溫福線（福建段）褥墊層暫行驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目序號檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值檢查方法主控項(xiàng)目1原材料滿足設(shè)計(jì)要求查出廠合格證或抽檢2褥墊層厚度5cm鋼尺測量3格柵抗拉強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要

12、求出廠檢驗(yàn)或抽檢一般項(xiàng)目1碎石粒徑3cm鋼尺測量2虛鋪系數(shù)0.9設(shè)計(jì)值鋼尺測量4格柵延伸率滿足設(shè)計(jì)要求鋼尺測量管長3 預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝3.1 工作墊層工作墊層是在待加固的軟基上鋪設(shè)的一層滲水性材料，作為軟基加固施工機(jī)械的作業(yè)平臺(tái)。工作墊層的厚度應(yīng)視軟基加固樁型及其施工機(jī)械類型而定，工作墊層的材料宜采用C組以上填料，但其粒徑不宜太大，以免在沉樁過程中發(fā)生擠壓偏樁或引起管樁斷裂。預(yù)應(yīng)力管樁的工作墊層最好能在表層上鋪設(shè)約3050cm厚的中粗砂，以便管樁堆放和吊裝，同時(shí)也緩沖了因施工機(jī)械走行而導(dǎo)致已打的管樁斷裂。整個(gè)工作墊層在施工后完應(yīng)大致整平并設(shè)置標(biāo)高觀測樁，工作墊層的四周還應(yīng)設(shè)置排水溝。3.2

13、試樁在軟基加固全面展開施工前，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況，施工機(jī)械擬定二到三個(gè)不同的施工方案進(jìn)行試樁。在試樁方案中，靜壓樁機(jī)應(yīng)包括機(jī)重、配重、終壓標(biāo)準(zhǔn)等工藝參數(shù)；鍾擊樁機(jī)則應(yīng)包括錘重，最后三陣貫入度、最后一米錘擊數(shù)和總錘擊數(shù)等施工參數(shù)。試樁應(yīng)在設(shè)計(jì)指定的里程上施工，并認(rèn)真做好施工記錄，包括地質(zhì)土層變化情況、混凝土充盈系數(shù)、擠土效應(yīng)的樁頂位移和標(biāo)高變化等數(shù)據(jù)。預(yù)應(yīng)力管樁在15天后方可對已施打的試樁進(jìn)行小應(yīng)變和靜載試驗(yàn)，以驗(yàn)證不同工藝參數(shù)施工的成樁效果。通過試樁最后應(yīng)總結(jié)出一套適合本地地質(zhì)條件的合理施工參數(shù)和確定合適的終孔條件，以指導(dǎo)下一步施工。3.3 樁頂標(biāo)高的確定樁頂標(biāo)高即管樁樁帽頂面標(biāo)高應(yīng)在一個(gè)區(qū)段或若

14、干個(gè)區(qū)段的管樁全部施工完畢后根據(jù)現(xiàn)有工作墊層的平均標(biāo)高、橋涵等構(gòu)筑物重新分批確定，同一批管樁的樁頂標(biāo)高應(yīng)一致，不宜形成橫坡或縱坡。3.4 預(yù)應(yīng)力管樁預(yù)應(yīng)力管樁采用購買廠制成品樁。預(yù)應(yīng)力管樁的規(guī)格、質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)要求，并有出廠合格證，現(xiàn)場按要求進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)見下表：表3 預(yù)應(yīng)力管樁的外觀質(zhì)量表項(xiàng)目產(chǎn)品質(zhì)量等級優(yōu)等品一等品合格品粘皮和麻面不 允 許局部粘皮和麻面累計(jì)面積不大于樁身總計(jì)面積的0.2，每處粘皮和麻觀的深度不得大于5mm，且應(yīng)修補(bǔ)局部粘皮和麻面累計(jì)面積不大于樁身總外表面積的0.5；每處粘皮和麻面的深度不得大于10mm，且應(yīng)修補(bǔ)。樁身合縫漏漿不 允 許漏漿深度不大于5mm，每處漏漿長

15、度不大于100mm，累計(jì)長度不大于管樁長度的5，且應(yīng)修補(bǔ)。漏漿深度不大于10mm。每處漏漿長度不大于300 mm，累計(jì)長度不大于管樁長度的10，或?qū)β{的搭接長度不大于100mm，且應(yīng)修補(bǔ)。局部磕損不 允 許磕損深度不大于5 mm，每處面積不大于20cm，且應(yīng)修補(bǔ)。磕損深度不大于10mm，每處面積不大于50cm，且應(yīng)修補(bǔ)。內(nèi)外表面露筋不允許表面裂縫不得出現(xiàn)環(huán)向或縱向裂縫，但龜裂、水紋及浮漿層裂紋不在此限端頂面平整度管樁端面混凝土和預(yù)應(yīng)力管樁的尺寸允許偏差及檢查方法應(yīng)符合表4的規(guī)定。預(yù)應(yīng)力鋼筋鐓頭不得高出端板平面。斷筋、脫頭不允許樁套箍凹陷不允 許凹陷深度不大于5mm凹陷深度不大于10mm內(nèi)表面

16、 砼坍落不允許接頭及樁套箍與樁身結(jié)合面漏漿不允 許漏漿深度不大于5mm，漏漿長度不大于周長的1/8，且應(yīng)修補(bǔ)漏漿深度不大于5mm，漏漿長度不大于周長的1/4，且應(yīng)修補(bǔ)?？斩捶涓C不允許表4 預(yù)應(yīng)力管樁的尺寸允許偏差及檢查方法項(xiàng)目允許偏差值質(zhì)檢工具及量度方法優(yōu)等品一等品合格品長度L0.3L+0.5L/0.4L+0.7L/0.5L采用鋼卷尺端部傾斜0.3D0.4D0.5D用鋼尺量頂面平整度10將直角靠尺的一邊緊靠樁身，另一邊端板緊靠，測其最大間隙。外 徑 D600+2/ -2+4/-2+5/-4用卡尺或鋼尺在同一斷面測定相互垂直的兩直徑，取其平均值600+3/-2+3/-2+7/-4壁厚t+10/0

17、+15/0正偏差不計(jì)/0用鋼卷尺在同一斷面相互垂直的兩直徑測定四處壁厚，取其平均值保護(hù)層厚度+5/0+7/+3+10/+5用鋼尺，在管樁斷面處測量樁身彎曲度L/500L/1200L/1000將拉線緊靠樁的兩端部，用鋼卷尺測其彎曲處最大距離斷頭 板外側(cè)平面度0/2用鋼卷尺或鋼直尺外徑0/-1內(nèi)徑-2厚度正偏差值不限/03.5 預(yù)應(yīng)力管樁的堆放管樁的堆放根據(jù)樁的規(guī)格，長度和使用先后及遠(yuǎn)近進(jìn)行堆放；堆放場地選擇在平整堅(jiān)實(shí)的地方，使樁堆放后不會(huì)產(chǎn)生過大的沉陷。堆放時(shí)，管樁下方應(yīng)設(shè)置兩道墊木，支承點(diǎn)的位置就在兩點(diǎn)吊的吊點(diǎn)位置處。當(dāng)重疊堆放時(shí)，各層均要設(shè)置墊木，并保證各層墊木上下對齊；同層的兩道墊木頂面保

18、持在同一水平面上；堆放層數(shù)不應(yīng)超過三層；墊木選用耐壓的木枋。3.6 預(yù)應(yīng)力管樁的起吊預(yù)應(yīng)力管樁的起吊方法有兩點(diǎn)及四點(diǎn)捆綁法。見下圖：圖2 管樁吊點(diǎn)位置圖圖3 管樁施打吊立吊點(diǎn)圖3.7 預(yù)應(yīng)力管樁的配樁首先根據(jù)設(shè)計(jì)樁基深度匹配長度進(jìn)行施工組合，下一根樁還應(yīng)結(jié)合鄰樁實(shí)際施打長度調(diào)整配樁。一般長度大于等于24m不超過3節(jié)樁組合，樁基深度小于24m不超過2節(jié)樁組合，施工時(shí)按照“長樁管在下，短樁管在上”的順序進(jìn)行施工。配樁后管樁總長度宜大不宜小，必須確保送樁后的樁頂標(biāo)高與樁帽底部標(biāo)高相差不大于1.5m，以便于補(bǔ)樁接長。3.8 接樁與焊接當(dāng)管樁需要接長時(shí)，接頭個(gè)數(shù)不宜超過3個(gè)。管樁連接采用焊接接樁，其入土

19、部分樁段的樁頭宜高出地面0.5m1.0m。下節(jié)樁的樁頭處宜設(shè)導(dǎo)向箍以方便上節(jié)樁就位，接樁時(shí)上下節(jié)樁應(yīng)保持順直，中心偏差不宜大于2mm，節(jié)點(diǎn)彎曲矢高不得大于1樁長。管樁對接前，上下端板表面應(yīng)用鋼絲刷清理干凈，坡口處露出金屬光澤，對接后，若上下樁接觸面不密實(shí)，可用不超過5mm的鋼片嵌填，達(dá)到飽滿為止，并點(diǎn)焊牢固。焊接時(shí)宜三個(gè)電焊工在成120度角的方向同時(shí)施焊，先在坡口圓周上對稱點(diǎn)焊46點(diǎn)，待上下樁固定后再拆除導(dǎo)向箍再分層施焊，每層焊接厚度應(yīng)均勻。焊接層數(shù)不得少于三層，采用普通交流焊機(jī)的手工焊接時(shí)必須用J53.2mm電焊條打底，確保根部焊透，第二層方可用粗電焊條4mm5mm施焊；采用自動(dòng)或半自動(dòng)二氧

20、化碳保護(hù)焊機(jī)的應(yīng)按相應(yīng)規(guī)定分層連續(xù)完成。焊接時(shí)必須將內(nèi)層焊渣清理干凈后再焊外一層，坡口槽的電焊必須滿焊，電焊厚度宜高出坡口1mm，焊接必須每層檢查，焊縫應(yīng)飽滿連續(xù)，不得有夾渣，氣孔等缺陷。焊接完成后，需自然冷卻時(shí)間保護(hù)焊不少于1 mim、普通焊不少于8mim后才可繼續(xù)沉樁，嚴(yán)禁用水冷卻或焊好即打。焊接接樁應(yīng)按隱蔽工程做好施工記錄。3.9 樁尖為確保管樁進(jìn)入持力層深度大于樁徑的1.5倍，有效預(yù)防浮樁，沉樁前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求把鋼樁尖焊在第一節(jié)管樁的下端板上，嚴(yán)禁使用不合格樁尖。3.10 接樁補(bǔ)長當(dāng)送樁后的樁頂標(biāo)高低于樁帽底部標(biāo)高時(shí)，在施工樁帽前必須對該樁進(jìn)行接樁補(bǔ)長。接樁補(bǔ)長大于50cm小于100cm

21、時(shí)，可利用截樁后帶有端頭板、沒有裂縫的管節(jié)實(shí)施焊接補(bǔ)長，焊接應(yīng)滿足要求。接樁補(bǔ)長小于50cm或大于100cm小于150cm時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)長。在接樁補(bǔ)長大于150cm時(shí)，為避免深度開挖引起周邊管樁斷裂，應(yīng)編制補(bǔ)長方案報(bào)設(shè)計(jì)、監(jiān)理同意后方可實(shí)施，必要時(shí)應(yīng)采取補(bǔ)樁處理。3.11 截樁管樁施打在滿足停錘條件或終壓標(biāo)準(zhǔn)后仍有一大截管樁外露空中時(shí)，應(yīng)對該節(jié)實(shí)施截樁。截樁采用專用切割機(jī)，邊切割邊澆水。嚴(yán)禁在管樁沒有完全切斷時(shí)采用大錘敲斷或樁機(jī)別斷。截樁后應(yīng)及時(shí)在樁頂上回蓋袋裝中砂或袋裝碎石以避免管樁內(nèi)孔被土掩堵。3.12 送樁首先按設(shè)計(jì)樁長接樁完成并正常施打后，再根據(jù)設(shè)計(jì)及試樁時(shí)確定的各項(xiàng)指標(biāo)來控制是否采取送

22、樁。送樁前先在送樁器上以m為單位按從下至上的順序標(biāo)明長度，并采用單點(diǎn)吊法將送樁器喂入樁帽。在管樁頂部放置樁墊，厚薄均勻，將送樁器下套在樁頂上，采用儀器調(diào)正樁錘、送樁器和樁三者的軸線在同一直線上。送樁在滿足停錘條件或終壓標(biāo)準(zhǔn)后同樣應(yīng)及時(shí)在樁頂上回蓋袋裝中砂或袋裝碎石以避免管樁內(nèi)孔被土掩堵。3.13 預(yù)應(yīng)力管樁暫行驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)(1)樁位：實(shí)際樁位與設(shè)計(jì)樁位的偏差不得大于0.4d（d為管樁直徑）；(2)小應(yīng)變檢測：管樁小應(yīng)變檢測數(shù)量按管樁總數(shù)量的10計(jì)算，小應(yīng)變結(jié)果需全部在類樁和類樁以上；(3)靜載：管樁靜載檢測數(shù)量按管樁總數(shù)量的0.5計(jì)算，單樁承載力不得小于設(shè)計(jì)值。3.15 靜壓法施工靜力壓樁是利用液

23、壓原理由高壓油泵產(chǎn)生的高壓油通過油缸把樁柱推入地下。這種樁方法完全避免了錘擊打樁所產(chǎn)生的振動(dòng)、噪音和污染，因此施工時(shí)具有無噪音、無振動(dòng)和無污染，稱為環(huán)保型打樁機(jī)。由于它對地基及鄰近原有建筑物的振動(dòng)影響很小，樁的施工應(yīng)力也較小，因此它被廣泛用于軟土地基的沉樁工程。3.15.1 設(shè)備進(jìn)場檢測靜壓樁機(jī)進(jìn)場后，設(shè)備工程師要進(jìn)行全面的檢查，特別是樁機(jī)的油壓系統(tǒng)是否正常，壓力表讀數(shù)與實(shí)際施壓噸位的對應(yīng)關(guān)系是否正確（即有效荷載油壓率定關(guān)系測試報(bào)告是否過期），在檢測合格后報(bào)監(jiān)理審批方可投入施工。3.15.2 靜力壓樁施工工藝流程圖測量放線樁機(jī)就位起吊管樁穩(wěn) 樁壓 樁接 樁預(yù)制管樁檢驗(yàn)送 樁檢查驗(yàn)收試 樁轉(zhuǎn)移樁

24、機(jī)圖4 靜力壓樁施工工藝流程圖3.15.3 施工過程控制 (1)為防止樁身斷裂、樁頂壓裂、樁頂位移、樁身傾斜等問題，在樁的堆放、運(yùn)輸、起吊時(shí)嚴(yán)格檢查樁身的外觀質(zhì)量，防止使用斷樁。 (2)靜壓樁機(jī)應(yīng)水平、穩(wěn)定，樁尖與樁身保持在同一軸線上。 (3)將管樁吊起，喂入樁機(jī)內(nèi)，然后對準(zhǔn)樁位，將樁插入土中約1.0m至1.5m，校正樁身垂直度后，開始沉樁。如果樁在剛?cè)胪吝^程中碰到地下障礙物，發(fā)生樁位偏差超出允許偏差范圍時(shí)，必須及時(shí)將樁拔出進(jìn)行重新插樁施工，如樁入土較深而碰到地下障礙物，造成樁位偏移或垂直度偏差，樁已無法拔出的情況下，及時(shí)通知有關(guān)單位，協(xié)商處理發(fā)生情況，以便施工順利進(jìn)行。 (4)沉樁時(shí)，用兩臺(tái)

25、經(jīng)緯儀交叉檢查樁身垂直度，邊校正樁身垂直度邊往下沉樁，以保證樁身的垂直，避免由于樁身傾斜產(chǎn)生管樁損壞。待第一節(jié)樁入土一定深度且樁身穩(wěn)定后再按正常沉樁速度進(jìn)行，第一節(jié)樁端距地面1.0m左右停止沉樁。吊上第二節(jié)樁，接樁前先將上下段樁頂用鋼絲刷清現(xiàn)干凈，加上定位板，然后把第二節(jié)樁吊放在下端樁端板上，依靠定位板及兩臺(tái)經(jīng)緯儀將上、下樁段接直，上、下樁段的中心線偏差不大于5mm，節(jié)點(diǎn)彎曲矢高不得大于樁段的0.1。接頭處如空隙，采用楔形鐵片全部填實(shí)焊牢，拼接處坡口槽電焊分三次對稱焊接，焊縫連續(xù)飽滿（滿足二級焊縫），焊后清險(xiǎn)焊渣，檢查焊縫飽滿程度，自檢合格后，再請監(jiān)理工程師復(fù)核，經(jīng)監(jiān)理工程師同意方可繼續(xù)沉樁，

26、待樁沉入到距地面1.0m左右時(shí)，停止沉樁，吊上第三節(jié)樁，采用同樣工藝將上下段樁焊接完畢后，繼續(xù)沉樁至樁身設(shè)計(jì)標(biāo)高。(5)壓樁時(shí)注意壓力表變化并記錄。(6)在樁身上畫出以m為單位的長度標(biāo)記，以便觀察樁的入土深度。3.15.4 終壓標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)試樁確定的終壓噸位，在樁底達(dá)到設(shè)計(jì)高程后應(yīng)進(jìn)行復(fù)壓，復(fù)壓次數(shù)不宜小于3次，持荷時(shí)間視試樁結(jié)果而定。3.16 錘擊法施工錘擊打樁機(jī)的樁架由支架、柔向桿、起吊設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、移動(dòng)裝置組成，樁架有鋼制成，選擇樁架高度應(yīng)按樁長+滑輪組高+樁錘高度+起移位高度的總和另加0.51m的富余量。樁架必須具有足夠的承載力、剛度和穩(wěn)定性，并應(yīng)與所掛樁錘相匹配。 設(shè)備進(jìn)場檢測錘擊打樁

27、機(jī)進(jìn)場后，設(shè)備工程師要進(jìn)行全面的檢查，在檢測合格后報(bào)監(jiān)理審批方可投入施工。3.16.2 錘擊打樁施工工藝流程圖測量樁位樁機(jī)就位第一節(jié)樁就位，中間調(diào)直打樁打樁至設(shè)計(jì)持力層和貫入度中間檢查驗(yàn)收移至下一樁位第n節(jié)樁起吊，對樁調(diào)直 接樁圖5 錘擊打樁施工工藝流程圖3.16.3 施工過程控制(1)為防止樁身斷裂、樁頂壓裂、樁頂位移、樁身傾斜等問題，在樁的堆放、運(yùn)輸、起吊時(shí)嚴(yán)格檢查樁身的外觀質(zhì)量，防止使用斷樁。(2)沉樁過程中，樁錘、樁帽和樁身中心線應(yīng)重合。(3)打樁時(shí)樁帽與樁頭之間應(yīng)設(shè)置彈性襯墊。襯墊厚度應(yīng)均勻且經(jīng)錘擊壓實(shí)后的厚度不宜小于120mm，打樁期間要經(jīng)常檢查、及時(shí)更換或補(bǔ)充。(4)在樁帽側(cè)壁用

28、筆標(biāo)示尺寸，以cm為單位，高度宜為試樁標(biāo)準(zhǔn)制定最后每陣貫入度的45倍。將經(jīng)緯儀架設(shè)在不受打樁振動(dòng)影響的位置上對管樁貫入度進(jìn)行測量。(5)嚴(yán)格控制樁身垂直度，確保樁傾斜率小于0.5，同時(shí)焊縫質(zhì)量應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定。(6)每根樁總錘擊數(shù)不宜超過管樁產(chǎn)品說明書或設(shè)計(jì)要求。(7)打樁過程中遇下列問題之一應(yīng)暫停打樁，并及時(shí)會(huì)同有關(guān)單位解決。 1）貫入度突變； 2）樁頭混凝土剝落、破碎、樁身出現(xiàn)裂縫； 3）樁身突然傾斜，跑位； 4）地面明顯隆起，鄰樁上浮或位移過大； 5）總錘擊數(shù)超過2000； 6）樁身回彈曲線不規(guī)則。3.16.4 停錘條件根據(jù)設(shè)計(jì)及試樁確定的停錘控制標(biāo)準(zhǔn)如樁端持力層、最后三陣十擊貫入度和最后

29、1m沉樁錘擊數(shù)為主要控制指標(biāo)來確定可否成樁。在滿足停錘條件后做好記錄，及時(shí)會(huì)同監(jiān)理做好中間驗(yàn)收工作。3.17 預(yù)應(yīng)力管樁成樁工法比選表5 預(yù)應(yīng)力管樁成樁工法比選表序號比較項(xiàng)目靜力壓樁機(jī)錘擊打樁機(jī)1場地要求較高較低2環(huán)保噪音很小噪音較大3施打進(jìn)度500-600m/晝夜400-500m/晝夜4垂直控制較為容易較難5進(jìn)入持力層深度較小較大6施工成本較高較低7墊層厚度較厚較薄4 CFG樁施工工藝4.1 工作墊層從溫福鐵路試驗(yàn)段的施工情況看，CFG樁采用長螺旋鉆孔取土、管內(nèi)泵壓混合料樁機(jī)施工后的工作墊層沉降約為0.6m，而采用振動(dòng)沉管樁機(jī)施工（樁距：路肩范圍內(nèi)1.61.6m，邊坡范圍內(nèi)1.81.8m）的

30、則造成了工作墊層成三角拱隆起，拱高約0.5m。工作墊層的材料宜采用C組以上填料，但其粒徑不宜大于30cm，以免在沉樁過程中發(fā)生擠壓偏樁或引起樁管斷裂。4.2 試樁在軟基加固全面展開施工前，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況，不同施工機(jī)械擬定兩到三個(gè)不同的施工方案進(jìn)行試樁。CFG樁試樁方案中，振動(dòng)沉管樁機(jī)應(yīng)包括樁機(jī)配重、提管速度、施打順序、保護(hù)樁長、混凝土坍落度等施工參數(shù)；長螺旋樁機(jī)應(yīng)包括終孔電流、拔管速度、混凝土泵送壓力以及混凝土坍落度等。試樁方案應(yīng)在報(bào)批監(jiān)理后在設(shè)計(jì)指定的里程上施工，并認(rèn)真做好施工記錄，包括地質(zhì)土層變化情況、混凝土充盈系數(shù)、擠土效應(yīng)的樁頂位移和標(biāo)高變化等數(shù)據(jù)。CFG樁在28天后方可對已施打的試樁

31、進(jìn)行小應(yīng)變和靜載試驗(yàn)，以驗(yàn)證不同工藝參數(shù)施工的成樁效果。CFG樁必要時(shí)可進(jìn)行淺層開挖，測量頂部縮徑情況和浮漿厚度，在對小應(yīng)變測量有疑議時(shí)可進(jìn)行取芯以進(jìn)一步驗(yàn)證。通過試樁最后應(yīng)總結(jié)出一套適合本地質(zhì)的合理施工參數(shù)和確定終孔條件以指導(dǎo)下一步的全面鋪開施工。4.3 橋涵構(gòu)筑物結(jié)合部軟基施工為避免橋涵基礎(chǔ)施工擾動(dòng)造成橋涵兩側(cè)已施打樁體的傾斜與破壞，在施工順序上應(yīng)先安排橋涵基礎(chǔ)的施工，待其承臺(tái)竣工后方可進(jìn)行橋涵兩側(cè)加固樁的施打。同樣為避免地面隆起引起橋涵基礎(chǔ)的破壞，橋涵側(cè)的加固樁應(yīng)從橋涵向遠(yuǎn)處推進(jìn)施工。4.4 樁頂標(biāo)高的確定樁頂標(biāo)高即CFG樁擴(kuò)大樁頭頂面標(biāo)高應(yīng)在一個(gè)區(qū)段或若干個(gè)區(qū)段的CFG樁全部施工完畢后

32、根據(jù)現(xiàn)有工作墊層的平均標(biāo)高、橋涵等構(gòu)筑物重新分批確定，同一批CFG樁的樁頂標(biāo)高應(yīng)一致，不宜形成橫坡或縱坡。4.5 振動(dòng)沉管樁機(jī)施工CFG樁4.5.1 樁尖的預(yù)制與埋設(shè)由于樁尖外形特殊，一般采用鋼模結(jié)合地模進(jìn)行預(yù)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(shí)地模免受破壞。為提高樁尖預(yù)制進(jìn)度，一般要在樁尖混凝土內(nèi)摻入早強(qiáng)劑。當(dāng)樁尖達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可采取小型挖掘機(jī)配合人工按技術(shù)放樣位置進(jìn)行埋設(shè)。樁尖應(yīng)埋入地表下300mm左右，平面位置偏差控制在50mm之內(nèi)。4.5.2 樁機(jī)的配管長度由于溫福鐵路軟基縱橫起伏變化較大，持力層深度在2.5m范圍內(nèi)相差可達(dá)5.0m，所以樁機(jī)的機(jī)架高度和

33、沉管的有效長度在配置時(shí)應(yīng)比設(shè)計(jì)樁長高出6.08.0m。4.5.3 樁機(jī)有效荷載的標(biāo)定為確保試樁一次成功，樁底進(jìn)入持力層長度滿足設(shè)計(jì)要求，在試樁前應(yīng)對已配重樁機(jī)沉管處的抬架支撐力反力進(jìn)行計(jì)算和標(biāo)定，以確保樁機(jī)進(jìn)入持力層抬架時(shí)沉管處的支撐反力不小于單樁設(shè)計(jì)承載力的2倍。4.5.4 混凝土的材料及配合比（1）水泥采用強(qiáng)度等級32.5級的普通硅酸鹽水泥，水泥進(jìn)場時(shí)應(yīng)有出廠合格證并有現(xiàn)場見證抽驗(yàn)報(bào)告；（2）粉煤灰一般采用細(xì)度不大于25的級或級以上的粉煤灰，粉煤灰進(jìn)場時(shí)同樣要求必須有合格證并有現(xiàn)場見證試驗(yàn)報(bào)告。粉煤灰具有一定的抗腐蝕能力；（3）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(biāo)

34、準(zhǔn)。普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法JGJ53的規(guī)定；（4）石屑一般采用粒徑2.520mm含泥量不大于5，細(xì)模度符合中砂要求。當(dāng)石屑缺少時(shí)，可采用中砂或粗砂代替石屑；（5）為控制成樁后樁頂浮漿厚度不超過200mm，混凝土的坍落度應(yīng)控制在6080mm之內(nèi)?；旌狭蠎?yīng)嚴(yán)格計(jì)量，強(qiáng)制攪拌，每盤混合料的攪拌時(shí)間不得小于1min。4.5.5 保護(hù)樁長保護(hù)樁長是指成樁時(shí)預(yù)先設(shè)定加長的一段樁長（一般取5070mm），擴(kuò)大樁頭施工時(shí)將其剔掉，以確保頂部樁體質(zhì)量。4.5.6 成樁工藝流程圖鋪設(shè)工作墊層分區(qū)與編號測量放線并復(fù)核樁尖預(yù)制與埋設(shè)混合料攪拌樁機(jī)樁位對中沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高場地布置，按裝樁機(jī)等設(shè)備原材料進(jìn)場

35、、檢驗(yàn)試樁確定工藝參數(shù)和終孔條件確認(rèn)施工順序邊拔管邊投混合料灌注混合料至預(yù)定標(biāo)高檢查移至下一根樁圖6 振動(dòng)沉管CFG樁成樁工藝流程圖4.5.7 施工過程控制（1）樁機(jī)就位須保持水平、穩(wěn)固，調(diào)整沉管與地面垂直確保垂直偏差不大于1%。（2）待沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高并抬架時(shí)應(yīng)開動(dòng)馬達(dá)，原地留振時(shí)間不少于10s。（3）終孔后須盡快用料斗進(jìn)行空中投料，直到管內(nèi)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(bǔ)充投料，以保證成樁樁頂高滿足設(shè)計(jì)要求。（4）拔管時(shí)速度一般控制在0.8m1.0m/min,邊振動(dòng)邊拔管，在拔管過程中不允許反插。（5）打樁時(shí)應(yīng)從路基中間向四周推進(jìn)施工。（6）由于設(shè)計(jì)滿堂布樁且間距較小，

36、一般采用連打跳排的施打工序。但施工新樁時(shí)與已打鄰樁的間隔時(shí)間不應(yīng)小于7d，必要時(shí)可在混合料內(nèi)摻入緩凝早強(qiáng)劑。（7）當(dāng)樁管拔出地面，確認(rèn)樁符合設(shè)計(jì)要求后，其上部可用粒狀材料或粘土進(jìn)行封頂并做好標(biāo)記。4.5.8 測量與試驗(yàn)（1）施工過程中應(yīng)有計(jì)劃地進(jìn)行打新樁時(shí)對已打但尚未結(jié)硬樁的樁頂柱移測量，以估算頂部樁徑的縮小量；對已打并結(jié)硬樁進(jìn)行樁頂位移測量，以判斷是否斷樁。一般當(dāng)樁位移超過10 mm，需開挖進(jìn)行查驗(yàn)；（2）打樁過程中應(yīng)隨時(shí)測量地面是否隆起，是否有浮樁，浮樁量大小如何；（3）試驗(yàn)人員每天都應(yīng)對混凝土坍落度進(jìn)行一次抽檢；（4）混合料攪拌均勻后，應(yīng)隨機(jī)對每臺(tái)樁機(jī)每一個(gè)臺(tái)班做一組試塊，測定其28d抗

37、壓強(qiáng)度。4.5.9 施工中常見問題及預(yù)防措施表6 振動(dòng)沉管CFG樁施工中常見問題及預(yù)防措施表序號常見問題發(fā)生部分原因分析預(yù)防措施1淺層斷樁工作墊層與軟土的軟硬交接處1.工作墊層擠土效應(yīng)2.地面隆起3.拔管速度過大1.采取連打跳排的施打順序，施打新樁與已打且已結(jié)硬與鄰樁的間隔時(shí)間不應(yīng)小于7d，必要時(shí)可加入早強(qiáng)劑。2.避免施工擾動(dòng)和擠壓造成的斷樁。3.采取從中間向四周推進(jìn)的施打順序。4.拔管速度控制在0.81.0m/min.2混凝土離析常發(fā)生在樁頂下2.5 m范圍某處，偶爾也會(huì)出現(xiàn)在樁體的中部1.混合料攪拌時(shí)間不夠2.投料不邊續(xù)，間隔時(shí)間長1. 每盤混合料的攪拌時(shí)間應(yīng)不小于1min2.在沉管至設(shè)計(jì)

38、標(biāo)高后應(yīng)盡快連續(xù)投料直至滿足樁頂預(yù)定標(biāo)高。3樁體 縮徑樁頂下3.5m范圍1.混凝土自身壓力不足2.混凝土下坐引起3.連續(xù)施打造成的擠壓縮頸1.開放馬達(dá)；邊振動(dòng)邊拔管，適當(dāng)放慢拔管速度。2.嚴(yán)格控制坍落度在3-5cm之內(nèi)。3.采取連打跳排的施工順序。4樁頭 松散樁頭投料不足根據(jù)充盈系數(shù)進(jìn)行投料控制，如上料量不夠，須在拔管過程中進(jìn)行空中補(bǔ)充投料。4.6 長螺旋鉆孔，管內(nèi)泵壓混合料樁機(jī)施工CFG樁該鉆機(jī)是利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶有螺旋葉片的鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使鉆頭螺旋葉片旋轉(zhuǎn)削土，土塊隨螺旋葉片上升排出孔口至設(shè)計(jì)深度后，邊拔管邊由管內(nèi)泵壓混合料成樁，該樁機(jī)施工的優(yōu)點(diǎn)是噪音小進(jìn)入持力層反應(yīng)靈敏，對鄰樁擠土效應(yīng)影響小，

39、缺點(diǎn)是隨螺旋葉片排出的土塊，淤泥須外棄。4.6.1 鉆桿長度鉆桿有效長度應(yīng)比設(shè)計(jì)樁長高出6.08.0m。4.6.2 混凝土材料及配合比混凝土材料除碎石粒徑宜采用1.03.0cm以外，其他如水泥、粉煤灰、石屑要求同振動(dòng)沉管樁機(jī)成樁用的混凝土材料。為避免泵送堵管，混凝土的坍落度應(yīng)控制在1620cm之間，且還應(yīng)在混合料內(nèi)摻入緩凝劑。4.6.3 施工中常見問題及預(yù)防措施表7 長螺旋CFG樁施工中常見問題及預(yù)防措施常見問題原因分析預(yù)防措施堵管1.配合比不合理2.混合料攪拌有缺陷3.設(shè)備自身存在問題4.施工操作不當(dāng)1.碎石粒徑不應(yīng)超過3cm，混合料的坍落度不宜太大也不宜太小，控制在1620cm之間，且應(yīng)有

40、良好的和易性，若混合料可泵性差，可適當(dāng)摻入泵送劑。2.做好混凝土攪拌、泵送高壓管等設(shè)備的檢查，維修和及時(shí)更換。3.持證上崗、按章操作。鉆頭閥門打不開1.鉆頭構(gòu)造缺陷2.樁端水頭過大1.改進(jìn)鉆頭構(gòu)造及閥門結(jié)構(gòu)形成。2.調(diào)整樁長令樁端穿過透水性好的砂土層或卵石層進(jìn)入粘土層來避免這一情況發(fā)生。樁體上部有氣1.排水閥不能正常工作清除排氣閥上的混合料漿液樁體下坐1.樁周壓阻力小，混凝土自重大，流動(dòng)性強(qiáng)2.竄孔1.每根樁預(yù)先比設(shè)計(jì)標(biāo)高超灌1.0m。2.減少竄孔區(qū)的打村推進(jìn)排數(shù)避免對已打樁擾動(dòng)能量的積累，必要時(shí)采用隔樁隔排跳打方案。4.6.4 成樁工藝流程圖鋪設(shè)工作墊層分區(qū)與編號測放樁位鉆孔至設(shè)計(jì)深度，停鉆提升鉆桿反向旋轉(zhuǎn)，泵送混凝土至設(shè)計(jì)起灌標(biāo)高，