浅谈CFG桩处理软土地基

　　摘要：随着我国公路建设的迅速发展，软土问题成为影响公路工程质量和建设工期的关键因素之一。如果对公路工程建设中出现的软土地基不进行有效地处治，就会导致路基不均匀沉陷，路面开裂等病害的发生，对道路的稳定性、安全性影响较大，同时还会增加公路的养护成本。本文结合某工程软基处理的施工方法，论述了水泥搅拌桩、土工格栅、预应力管桩在软基处理中的质量控制措施。
　　关键词：CFG桩,水泥,碎石桩,软土地基
　　我国地域辽阔，自然环境不同，土质各异，地基条件区域性较强，随着现代化建设步伐的加快，交通土木工程面临的地基问题日益复杂，地基处理新工艺、新技术、新材料不断涌现，地基处理的对象软弱地基和特殊土地基，目前处理地基的方法有多种每种方法都有一定的适用范围、局限性和优缺点，20世纪80年代，中国建筑科学研究院开始立项研究CFG桩复合地基成套技术，1995年将其列为国家级重点推广项目。目前，CFG桩可加固公路软土地基，同时房屋建筑从多层建筑至30层以下的高层建筑地基，民用建筑及工业厂房地基均可适用。就土性而言，CFG桩可用于填土、饱和、非饱和黏性
　　1桩体材料
　　CFG桩的骨料为碎石，掺入石屑可填充碎石的孔隙，使其级配良好，对桩体强度起重要作用。碎石和水泥掺量相同时，掺入石屑的桩体强度可比不掺石屑的桩体强度增加50％左右。碎石粒径一般为20mm～50mm；石屑粒径一般为2.5mm～10mm。粉煤灰时燃煤发电厂排出的一种工业废料，既是CFG桩中的细骨料，又有低标号水泥的作用。可是桩体具有明显的后期强度。水泥一般采用42.5#普通硅酸盐水泥。
　　2加固机理
　　CFG桩加固软弱地基、桩和桩间土一起通过褥垫层形成CFG桩复合地基。
　　加固软弱地基主要有3种作用。
　　2.1桩体作用。CFG桩体具有一定黏结强度，在荷载作用下桩体的压缩性明显比其周围软土下，基础传给复合地基的附加应力随着地基变形逐渐集中到桩体上，出现明显的应力集中现象，复合地基的CFG桩起到桩体的作用。
　　2.2挤密作用。施工时，由于震动和挤压作用，使得桩间土得到挤密，加固前后桩间土的物理力学性质明显改善。
　　2.3褥垫层作用。CFG桩复合地基的许多特性都与褥垫层有关，因此褥垫层技术是CFG桩复合地基的一个核心技术。由级配砂石、粗砂碎石等散体材料组成的褥垫层可保证桩、土共同承担上部荷载，并有效调整桩、土荷载分担比。结合大量的工程实践，褥垫层厚度一般取10cm～30cm。
　　3施工要点
　　CFG桩常用的施工设备及施工方法有：振动沉管灌注成桩。长螺旋钻孔灌注成桩，泥浆护壁钻孔灌注成桩，长螺旋钻孔泵压混合料成桩等。实际工程中振动沉管机成桩施工多，以下介绍振动成桩工艺。
　　3.1沉管。桩机机场就位，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1％，启动电机，3.2投料。混合料按设计配比经搅拌机加水拌和均匀，带沉管至设计标高后尽快投料，直至管内混合料面与钢管料口齐平。
　　3.3振动拔管。启动马达留振5s～10s开始拔管，拔管速度控制为1.2m／min～1.5m／min左右，边振动边拔至地面。当确认成桩复核设计原理后，用粒状材料或湿黏土封顶，然后移机进行下一根桩施工。
　　3.4施工顺序。应考虑打桩对已打桩的影响。连续施工可能造成桩体被偏或缩颈，若采用隔桩跳打，则先打桩的桩径较少发生缩小或缩颈现象。但土质较硬时，在已打桩中间补打新桩，已打桩可能产生被震裂或震断。
　　在软土中，桩距较大可采用隔桩跳打，在饱和的松散粉土中，如桩距较小，不再采用隔桩跳打方案。满堂布桩，无论桩距大小，均不宜从四周向内推进施打。施打新桩时已打桩间隔时间不应小于7d。
　　3.5保护桩长与桩头处理。成桩时应预先设定加长的一段桩长，待基础施工时将其剔掉，即为保护桩长。设计桩顶标高离地表距离不大于1.5m时，保护桩长可取50cm～70.cm，上部用土封顶。桩顶标高离地表距离较大时，保护桩长可设置为70cm～100cm，上部用粒状材料封顶直至地表。
　　CFG桩施工完毕，待桩体达到一定强度，一般需要3d～7d。方可进行基槽开挖。可采用机械和人工开挖方式进行。但人工开挖控制留厚度一般不宜小于70cm。多余桩头需要剔除。凿开桩头。并适当高出桩间±1cm～2cm。
　　3.6铺设褥垫层。褥垫层所用材料多为级配砂石，最大粒径一般不超过3cm，或粗砂、中砂等。褥垫层厚度一般为10cm～30cm，需铺后多采用静压压实，当桩间土含水量不大时方可夯实。
　　3.7质量检验。施工前可进行工艺试验，在考查设计的施打顺序和桩距能否保护桩身质量施工过程中，要特别做好施工场地标高观测、桩顶标高观测，对桩顶上升量较大的桩或怀疑发生质量事故的桩要开挖检查。一般施工结束28d后做桩、土及复核地基的检测，以进行地基加固效果的鉴定。1软基处理原则
　　4沉降控制指标
　　路面采用沥青砼路面，厚16cm，工后沉降控制年限为15年；一般路段工后剩余沉降量不大于30cm；与桥涵等构造物相邻路段，差异沉降不小于10cm；桥头路基与一般路基的过渡段长度不小于50m。
　　4.1桥头地基处理范围
　　桥头处理长度取5-7H(H为填土高度)，起点从桥台中心线开始起算；桥前护坡地基处理，从桥台中心线起算，护坡底宽2/3范围；小型构造物两侧考虑一定的过渡段，处理范围一般在10m以内。
　　4.2软基处理方法：
　　在软土地基上填筑路堤首先应考虑的两个问题是路堤稳定性和路堤的沉降。
　　公路软基处理方法较多，一般有：砂垫层、置换法、塑料排水板、挤密砂桩等。为了保证软土地基能正常承载，发挥其使用功能，正确的加固方法是十分重要的。
　　施工工艺和程序控制在加固处理软基过程中，施工技术人员必须严格按照操作和工艺要求施工。
　　施工工序：清除表土→排除积水→挖除淤泥→分层换（抛）填石头泥垫层→压实→压实度检验→路基分层填筑→压实度及弯沉检测→路面施工等工序。
　　注意事项及质量控制在进行软基清挖回填前，必须做好回填前的人员、机械等准备工作，做到清底、回填、碾压一次成型。石头泥分层回填松铺厚度可控制在50cm以内，压实前要注意使砂砾及泥土等细骨料填满石块间空隙。确定当天作业段石头泥的填筑应填至地下水位以上。当软基处理完毕后方可进行路基的正常填筑。严格监理程序，每道工序必须经监理人员检验认可后方可进行施工；同时设立沉降观测点，做好软基施工段沉降观测。
　　工程实效分析该工程共清淤回填石头泥约6万m3，对处理后的路基填土层进行压实度及弯沉检测，压实度95%以上，弯沉145mm1／100以内，结果均达到一级公路标准。
　　实践证明，使用石头泥处理软基后，在较短的时间内达到含水量、固结和密实度等各项指标要求。
　　5结语
　　CFG桩可加固公路软土地基，在我国公路建设中该技术普遍都在应用，日趋成熟，广东省在几条高速公路修建中也应用过这中技术来处理软土地基，效果明显，大大节省了投资，相信今后这一技术将为我国建筑行业得到更加广泛的应用。
　　

《浅谈CFG桩处理软土地基》

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