公路工程軟土路基樁施工技術探索

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摘要：結合公路工程項目實際情況，從技術方案、技術參數、場地整平、樁位測放、樁機就位、鉆孔、灌注以及清渣等不同維度重點研究了軟土路基ＣＦＧ樁施工技術。實踐表明，此公路工程軟土路基采用ＣＦＧ樁施工技術合理、可行，形成了高強度復合地基，顯著提升了軟土路基結構承載力與穩定性，并保證了公路行車的安全性。

關鍵詞：公路工程；軟土路基；ＣＦＧ樁；施工技術

１項目背景

某公路工程項目的全線長度是１７．２６ｋｍ，起訖樁號是Ｋ３１＋８８５～Ｋ４９＋１４５，采用的是雙向四車道，設計的行車速度是６０ｋｍ／ｈ，路基寬度為２５．５ｍ。此項目沿線路段大部分屬于軟基土體，其中軟土層的厚度范圍是９～２６ｍ，施工周期約２５個月，項目現場內基本表現為河流沖擊地貌。考慮到項目沿線大部分土層屬于軟土層，為了保證公路工程施工質量，必須結合項目實際情況采取合理的措施進行軟土路基加固處理，此項目中軟土路基加固處理選擇的是ＣＦＧ樁施工技術。

２施工技術

２．１技術方案

縱觀公路工程軟土路基加固處理實際情況，主要采用的加固處理措施包含了真空堆載預壓、墊層、ＣＦＧ樁、豎向排水以及剛性樁等，其中墊層與豎向排水一般適用于厚度＜３ｍ的軟土路基。考慮到此項目中軟土路基的厚度在９～２６ｍ，不可選擇淺層處理施工技術；真空堆載預壓技術適用于工期緊、軟土性能差的路基，而此項目中工期較為富裕，土料資源比較豐富，因此不可選擇真空堆載預壓技術；相較于剛性樁、加固樁而言，ＣＦＧ樁具備良好的抗剪強度，此項目中路堤填筑的高度比較大，承載力偏差，所以經過綜合分析研究確定軟土路基加固處理選擇ＣＦＧ樁施工技術［１］。該公路工程項目軟土路基的整體性能比較差，采用ＣＦＧ樁進行加固處理之后能夠有效控制沉降，根據基本規范要求，將樁體處于極限狀態下的承載力與沉降量作為驗算條件及控制條件，此項目允許的施工后沉降≤０．３。詳細加固處理方案設計時，必須認真、仔細勘察待處治路段的具體地質條件、沉降量與承載力情況，然后選取土樣實施室內試驗，通過試驗得出土層相關力學性能參數，同時以此為依據實施ＣＦＧ樁復合地基設計。

２．２技術參數

ＣＦＧ樁的樁長一般是０．４ｍ，針對基巖起伏相對偏大的位置，需要根據地面至基巖的實際深度合理確定樁長，以提升軟土地基加固處理效果。為了保證ＣＦＧ樁可以均勻承受結構荷載，以及實現樁間土的均勻性擠密，此項目中ＣＦＧ樁必須采用等邊三角形實施布設，同時把其孔間隔距離控制為１～１．５ｍ。單樁承載面積不變前提下，應按照式（１）計算樁距ａ：ａ＝Ａｃ（１）式中，Ａ為單樁承載面積，ｍ２，取值范圍是１．０～２．０ｍ２。單樁與復合地基的承載力、沉降量等相關參數必須根據地基處理技術規范要求公式及方法進行確定，公式如下：Ｒｋ＝ｑｓＬＳ＋αＡｐｆｋ（２）式中，ｑｓ為ＣＦＧ樁周圍土的摩擦力均值，其中黏土是１２～１５ｋＰａ，淤泥質土是８～１２ｋＰａ，淤泥是５～８ｋＰａ；Ｌ為樁身長度，ｍ；Ｓ為樁周長，ｃｍ；α為樁端土承載力的折減系數；Ａｐ為ＣＦＧ樁截面積，ｍ２；ｆｋ為樁端土承載力［２］。通過建立褥墊層能夠提升樁體與樁間土的密實性，利用樁間土擠密作用產生復合地基。待復合地基承受上部結構的垂直荷載之后就會出現垂直沉降，此時沉降量是由樁復合層受到壓縮變形與樁土復合地面下土體沉降引發的，由于該項目中復合底面大部分是基巖，因此無需考慮樁土復合底面下土體的沉降變形。

２．３ＣＦＧ樁工藝

從本質上分析，ＣＦＧ樁基本包含了長螺旋鉆管內泵壓成樁、泥漿護壁鉆孔灌注樁以及振動沉管樁等。其中振動沉管樁主要適用于黏性土、砂土以及淤泥質土等，具有施工操作簡單特點，能夠顯著提升樁間土緊密性以及有效控制沉降變形，避免土體出現液化［３］。但是此項技術成樁質量控制難度系數較大，易發生斷樁與縮經等現象，若是為硬質地層則必須提前進行引孔。而長螺旋鉆孔灌注樁施工無需泥漿護壁，無擠土、塌孔以及斷樁等現象，能夠有效保證成樁質量。但是此工藝可能會發生竄孔、堵孔等現象，且混合料坍落度與泵送階段水體流動性等因素可能會引發泌水與離析等現象。通過綜合分析不同成樁工藝以及項目實際情況，最后確定選擇長螺旋鉆孔灌注成樁工藝，同時混凝土坍落度保證處于１３～１８ｃｍ。

２．４場地整平

把項目施工現場中的浮土、碎石以及草皮等雜物清理干凈，然后采用“挖掘機＋推土機”的方式進行場地整平處理，保證兩邊低中間高，以免施工現場內存在積水現象，同時確保打樁機與鉆機底座準確、平穩就位。

２．５樁位測放與樁機就位

以大鋼尺方式實施樁位測放、拉線以及布樁，而中樁測放范圍必須保證處于ＣＦＧ樁布設范圍之內，待測放完成之后需要灑布白灰實施標記。根據規定要求驗收樁位測放準確度，達標之后才能夠進行樁機就位，同時把樁機調整到水平狀態，使其性能參數處于最佳狀態，然后進行固定，保證鉆頭與樁位中心點相一致［４］。此外，樁身固定之后把鉆桿和樁位中心點進行垂直對應，以保證鉆機施工階段垂直度偏差≤設計數值１％。

２．６混合料拌和

此項目中混凝土拌和采用的是拌合站進行拌和，嚴格根據設計配合比與拌和要求實施混合料拌和，待拌制結束之后需要進行取樣性能檢測，保證性能指標符合規范要求才能夠選擇專用運料車將混合料運輸到項目施工現場，而抵達施工現場后還需要實施二次檢查，重點檢查混合料坍落度，以確保混凝土坍落度處于１３～１８ｃｍ。

２．７鉆孔

鉆孔施工之前需要保證鉆頭閥門處于關閉狀態，等到鉆機就位且各項準備工作完成之后才可以正式開啟鉆機，然后按照“由慢到快”的順序實施鉆進，若是鉆進施工階段出現了偏移則必須及時停止施工。該項目中鉆孔施工參數必須進行仔細、認真記錄，特別是電流突變點與終孔電流等，從而為竣工驗收復核創造有利條件。

２．８灌注、拔管以及清渣

當鉆進成孔到設計要求標高之后，需要對閥門中的氣體進行檢查，同時確保氣體全部排出之后，才可以正式實施混凝土泵送。此項目中提鉆速度應控制為１．５～２．５ｍ／ｍｉｎ，且提鉆階段必須保證均勻、連續灌注［５］。當混凝土灌注施工結束且達到了初凝狀態，則應將樁頂蓋住，根據設計規定要求實施養護。單根ＣＦＧ樁成樁施工完成，應立即將鉆頭與閥門位置的溢料殘渣清理干凈，同時把鉆機平穩移動到下一個施工樁位，嚴格按照要求實施樁體灌注。針對成樁階段發生的樁體強度不均勻現象，需要采取措施提高混凝土密實性，嚴格控制施工擾動，同時把拔管速度控制為１．３～１．６ｍ／ｍｉｎ。此項目中ＣＦＧ樁規定允許偏差與施工檢查方式見表1.

３總結

本文以實際公路工程項目為例，重點研究了軟土路基ＣＦＧ樁施工技術，主要包含了技術方案、技術參數、場地整平、樁位測放、樁機就位、鉆孔、灌注以及清渣等。研究表明，此公路工程軟土路基采用ＣＦＧ樁施工技術合理、可行，顯著提升了軟土路基結構承載力與穩定性。

參考文獻：

［１］毛宗原，毛剛，王丹，等．碾壓填土地基上的ＣＦＧ樁復合地基應用和研究［Ｊ］．建筑技術，２０１９，５０（１２）：１４６６－１４６９．

［２］李鑫．局部軟弱地層條件下ＣＦＧ樁復合地基特性分析［Ｊ］．廣東土木與建筑，２０２１，２８（５）：５４－５８．

［３］曾偉，曹鋒．高速公路ＣＦＧ樁復合地基振動成型法試驗研究［Ｊ］．交通科學與工程，２０２０，３６（４）：２２－２７．

［４］皇甫宗致．ＣＦＧ樁在市政道路軟土路基加固處理中的應用［Ｊ］．中國建設信息化，２０２１，２７（５）：６４－６５．

［５］史經峰．公路工程軟土地基施工處理中ＣＦＧ樁的應用［Ｊ］．中國高新科技，２０２０，４（８）：１１２－１１３.

作者：常晉姝 單位：山西誠達公路勘察設計有限公司晉中分公司