公路工程路基施工中CFG樁的使用研究

李宏偉

【摘 要】路基的施工質量對公路工程的質量起著至關重要的作用。CFG樁作為一種技術性能和經濟效益突出的復合地基代表，被廣泛應用于公路工程的路基施工中。本文旨在對CFG樁的具體使用進行研究和分析，希望可以為CFG樁在公路地基施工等同類工程提供一定的參考。

【關鍵詞】公路路基施工；CFG樁；基本特性；使用分析

1 CFG樁的基本特性

水泥粉煤灰碎石樁（Cement Fly-ash Gravel Pile，簡稱CFG樁）是由碎石、砂、石屑、水泥和水添加粉煤灰，由成樁機械拌合形成的具有一定強度的高粘結強度樁[1]。CFG樁是一種可變強度樁，它和樁間土以及褥墊層共同作用并形成了復合地基。

CFG樁的適用范圍比較廣，在粘土、砂土、淤泥質土、粉土、雜填土等地基中均有大量成功運用的案例。CFG樁是介于剛性樁與柔性樁之間，其強度等級可以在C15-C25之間變化。由于CFG樁樁體的模量強度等比較大，在荷載作用下可以產生比樁間土表面應力大的樁頂應力，并通過樁身將荷載向深層土體傳遞，減少了樁間土的荷載壓力。而CFG樁不需要配筋，摻和料來源廣泛，可取自工業廢料粉煤灰等，因此，工程造價也相對較低。

2 CFG樁的具體使用分析

2.1 CFG樁技術設計流程

在公路工程路基施工中應用CFG樁時，應首先進行CFG樁技術設計。CFG樁技術設計的流程一般為[2]：首先根據公路工程施工現場的地質勘測報告，對CFG樁的長度以及樁間土的承載能力進行計算，然后確定擬采用CFG樁的樁徑；在對公路地基上部載荷量確定的基礎上，選著合適的置換率，并進行復合計算；然后依據計算的沉降數量最終確定置換率和CFG樁的樁間距；最后對公路地基的承載力進行驗算和調整，以此選擇適宜的墊層材料，并計算墊層材料的厚度。

2.2 CFG樁施工方法選擇

施工方法的選擇對于CFG樁的施尤為重要。在實際施工過程中，應該根據公路工程施工現場的實際情況，選擇不同的施工方法。對于地下水位以上的粉土、粘性土、素填土以及中密實度以上的樁土，應選擇長螺旋鉆孔灌注成樁；而長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁施工法則適用于砂土、粉土、粘性土和對泥漿污染或噪音污染等要求較為嚴格的場地的施工。此外，還有振動沉管灌注成樁施工法，它適用于粘性土、粉土和素填土等地基。需要說明的是，對于軟土地基CFG樁的施工，應采用長螺旋鉆機管內泵壓砂、碎石、水泥和粉煤灰等拌合料灌注成樁的施工工藝，只有壓密樁體周圍的土體，才能使樁與樁周圍土體之間產生足夠的摩擦力，從而起到軟基加固的作用。

2.3 CFG樁施工工藝流程

在確定CFG樁施工方法后，應該按照CFG樁施工的工藝流程進行施工。CFG樁長螺旋成孔管內泵壓混凝土成樁的施工工藝流程通常包括：樁位放線——鉆機就位——鉆孔——成孔至設計標高——泵送CFG樁混合料——按規定速度在泵送混凝土的同時提拔鉆桿至地表。采用步履式長螺旋鉆孔機施工的工藝流程為：在開鉆前根據CFG樁的平面布置圖對施工場地進行找平，確定施工地面的標高，并計算鉆孔的深度；然后在確保鉆尖活瓣門閉合完好后下鉆，在下鉆過程中及時觀察電流表的情況，避免卡鉆等質量事故的發生；當鉆機到達預定位置時，由鉆機前臺發出相應的泵送指令，鉆機后臺收到指令后進行泵送作業。在施工過程中，應該在前崗設專人對泵送的速度和加入量進行控制，同時要求鉆機提拔連貫，樁頂高程滿足設計要求，避免夾泥、斷樁等情況發生。

2.4 CFG樁施工技術要求

CFG樁的施工應滿足相應的技術要求。CFG樁施工材料中的混凝土、粉煤灰和添加劑等應滿足國家和行業標準要求，用量的大小需要根據施工要求通過實驗室配比試驗確定；施工材料應嚴格按照設計的配合比進行拌合配制；塌落度也應滿足相應的要求；樁機就位后調整樁管使其垂直，，偏差不宜大于1.5%；控制鉆孔的入土深度，CFG樁長的偏差值應控制在+10cm以內[4]；地基承載力應滿足設計要求；樁徑宜取350～600mm，樁間距宜取樁徑的3～5倍；樁頂標高應高于設計標高0.5m以上，樁端持力層應選擇承載力相對較高的土層；樁身混凝土強度應滿足設計的要求，通常不宜小于C15；、褥墊層厚度也應滿足設計要求，褥墊層不宜選用卵石，宜用中砂、粗砂、碎石或級配砂石等，其最大粒徑不宜大于30mm，厚度150～300mm，夯填度不宜大于0.9；長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁施工在鉆至設計深度后，應使泵送量與拔管速度相協調，準確把握提拔鉆桿的時間，對于飽和粉土或著飽和砂土層應做到勻速拔管，其速度應該控制在1.2～1.5m/min左右，當遇到淤泥或著淤泥質土時，拔管的速度可以適當放緩。在施工過程中，上述技術參數要求應該根據工程的實際情況（如地質條件、基礎類型、結構類型、地基承載力和變形要求等），現場每臺班或每日留取試塊1～2組進行確定。

2.5 CFG樁施工注意事項

CFG樁在施工過程中還應注意以下幾個方面：CFG樁鉆孔開始之前，應去報鉆頭閥門關閉；通過操作下移鉆桿，當鉆機鉆頭觸及到地面時，方可啟動鉆機馬達；鉆機鉆孔作業應先慢后快，在鉆孔過程中，還應及時檢查鉆孔的偏差并進行修正；鉆機操作人員應與現場讀數人員相互配合，確保鉆孔過程中電流表數據正常，避免質量事故的發生；CFG樁的樁身進入持力層深度等應滿足設計的要求[5]；在鉆孔過程中做好施工地質等的記錄工作，如實填寫施工記錄表，當發現與設計情況不符時，應及時與設計單位進行溝通；在鉆孔過程中，如果遇到難以鉆進或鉆桿晃動時，應該放慢鉆孔進度，防止出現鉆具損壞、樁孔偏差和位移等現象[6]；當施工完成3～5天后，樁體達到一定強度要求時，才能進行開挖；在截樁或者清土時應避免對樁間土造成擾動或者造成樁體的損壞；對于深層基槽可以采用人工和機械聯合開挖的方式，對于淺層基槽可以采用人工開挖的方式，人工開挖留置的厚度一般不應小于0.2m。此外，對于不同布置形式的樁基，其樁位偏應滿足相應要求（條形基礎不大于0.25倍樁徑、滿堂布樁基礎，不大于0.4倍樁徑、單排布不大于60mm）；冬期施工時混合料的入孔溫度不應低于5℃，對樁頭和樁間等土應采取相應的保溫措施。

3 結論

在公路工程地基處理中使用CFG樁可以提高公路地基的承載能力，減少路基施工完成后的沉降量，基于其良好的技術性能和經濟效果，CFG樁在公路工程地基處理中取得了較好的應用。本文結合CFG樁的基本特性，從CFG樁技術設計流程、技術方案優化、施工方法選擇、施工工藝流程、施工技術要求和施工注意事項等六個方面對CFG樁在公路工程路基施工中的使用進行了詳細探討，希望可以為CFG樁在同類工程中的應用提供參考。

【參考文獻】

[1]劉新福.京津城際軌道工程試驗段CFG樁施工工藝及質量控制[J].鐵道建筑，2007，28（4）：79-82.

[2]丁梓航.CFG樁法在公路軟土路基中的應用[J].交通世界，2014，28：96-97.

[3]邵愛平，付明勇.高速公路軟土地基CFG樁處治方案優化[J].公路與汽運， 2012，2：147-150.

[4]陳國鈞，費賢俊.CFG樁在丹海高速公路軟土路基處理中的應用[J].山西建筑，2012，34（6）：296-297.

[5]陳方林，吳記生.CFG樁在高速公路路基處理中的應用[J].公路建設與養護，2011，11：78-80.

[6]劉茜.對于CFG樁在路基軟基處理中的施工工藝的總結[J].科技風，2013，1：159.

[責任編輯：劉展]