1、公路工程 CFG 桩软基处理摘要：笔者根据公路工程软基处理进行分析，对在软基处理方式的选择上，须针对不同地质条件，深入探讨研究，供同行参考借鉴。 关键词：CFG 桩；软基处理；应用探析 中图分类号： TU471 文献标识码： A 文章编号： 一、CFG 桩在公路软基处理中的应用 从实践来看，CFG 桩在高速公路软基处理中的应用主要表现在 CFG 桩的具体施工过程，即前景分析、优化、施工准备、质量保证、改进等几个方面，具体分析如下： 二、CFG 桩在公路软基中的适用前景分析 CFG 桩是水泥粉煤灰碎石桩，桩体为水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩，适合在淤泥、细砂土、软弱粘土、
2、粘土中成桩，综合了碎石桩、混凝土灌注桩的成桩特点和受力基理，群体 CFG桩和桩间土通过褥垫层共同承载，形成 CFG 桩复合地基，适用于防止基础与地基沉降。CFG 桩的成本介于碎石桩与混凝土灌注桩的成本之间，是公路工程建设可接受的成本范围。 公路工程建设中，对软弱地基处理方法有换填法、夯实法、结实法、挤密法、桩基法（如粉喷桩、碎石桩、砂桩、砼桩）等，对采用 CFG 桩复合地基方法处理软土地基，应是在比较质量保证、经济性等方面，综合效果为最佳的情况下选取。如某沿海公路经过的沼泽地和鱼塘软弱地基段 1 公里，软弱土层深度为 8.517.0m，在可研阶段拟用粉喷桩处理，在初步设计阶段拟用围堰换处理，在
3、施工图设计阶段采用了 CFG 桩复合地基技术处理，处理方法分析比较，粉喷桩方法处理软基的质量保证得不保证，围堰换填方法处理软基的费用较高，所以，CFG 桩复合地基方法最佳，适用于中深层（525m）软基处理。 CFG 桩可采用螺钻、振动沉管、锤击沉管方法三种方法成桩，针对CFG 桩在公路软弱地基处理的成桩方法，螺钻成桩法对桩间土的挤密效果最弱，锤击沉管成桩法对邻桩质量及环境的影响最大，所以，振动沉管成桩法应是 CFG 桩复合地基在公路软基处理中成桩的优选方法，能使桩体与桩间土共同承载取得最佳效果，从而提高经济效益。 三、CFG 桩复合地基应用技术在公路软基处理中的优化探讨 CFG 桩复合地基技术
4、在工民建筑中已得到成熟应用，但在公路工程建设中还属于偿试应用阶段，据于其在两种不同建筑物中的受载不同，其应用技术的要求与效应也存在差异，因而，不能以工民建筑中的技术规范要求来规定在公路中的应用技术。如在工民建筑中多用 CFG 桩螺钻成桩技术，在公路工程建设中即不是最佳成桩技术，其所延伸的技术控制倾向就大有不同。 对 CFG 桩在公路软土地基处理中的应用，从近几年来的工程实例中，有出现桩长较短、设计桩长与实施桩长相差较大、成桩合格率较低、沉降量较大、路基边坡水刷失稳等情况。从而，反映了应用技术目前潜在的不足，应予以分析、改进。 设计方面， CFG 桩复合地基在公路工程中的应用设计，还存在一些待明
5、确、规范的技术要点，需从保证质量，提高经济性出发，进行的有效把握。 （1）设计方案的确定，由于公路地基主要承受动载，对地基稳定性与工后沉降的设计理论与方法还未成熟，应避免采取沉降量或承载力单方面控制的偏面性，而从对沉降量和承载力双控制的设计思路出发，以新技术应用的设计文件要求，在执行现有设计规范的基础上，明确设计要求、施工与质量监控的方法，以及对可能发生地质变化的应对方案，使设计方案具有指导性、可比性；对沉降量确定，不能以工民建筑中的较大沉降标准来确定，应以公路工后沉降要求来确定。 （2）桩长的确定，应转变公路路线地质普查的作法，为公路构筑物地质详查的作法，详细进行软弱地基段的地质、水文勘查，
6、充分掌握地基土层的分布情况与水文情况，验证土层不同状态的受力性质，使设计群桩能受载均匀，确定成桩长度与沉入持力土层的深度，从而，避免设计桩长与实施桩长相差较造成的质量、经济负面效果；另外，考虑成桩桩机的性能和经济效益，一般桩长应控制在 720 米之间，当采螺钻沉桩时可控制在 725 米之间。 （3）桩径与桩距的确定，CFG 桩复合地基属于群桩基础，一般采用的桩径 3060cm 之间、桩距 100200cm 之间，对于桩径与桩距的确定，应在考虑路堤荷载、汽车动力荷载作用的基础上，考虑成桩受侧土压力、水位、混合料坍落度、桩机性能、拔管速度等因素的影响，以及群桩与桩间土整体稳定的需要，宜选取小桩径、
7、小桩距，避免大桩径、大桩距作法削弱复合地基的整体稳定性。 （4）褥垫层设置，褥垫层作用是将上承层（路基）荷载均匀地传递到 CFG 桩与桩间土中，一般采用的褥垫层材料宜为为中粗砂或碎石水稳性材料，厚度在 2030cm，褥垫层上、下面均配设土工格栅以加强整体性、稳定性。但对于大桩距或洪水位较高情况，须适当增加褥垫层厚度、土工格栅层数，以形成柔性基础，加强整体稳定性，减小不均匀沉降，避免表水的冲刷破坏。土工格栅在平面上、褥层侧边斜面上须有效搭接，保证褥垫层的整体性，使承载均匀；对褥垫层的密实度也应有一定的要求，一般宜控制在 92%以上，以保证褥垫密实质量，减少复合地基的沉降量。 （5）垫层的质量要求
8、，对于垫层，作为桩机作业及运输的平台，必须满足桩机行驶、作业平稳，正常运输车载不出现较大沉降、变形的要求，须控制垫层密实度在 90%左右；根据所处地表水文情况，选用中粗砂、石屑等水稳性垫层材料，使垫层长期稳定，保证桩间土发挥的作用。 （6）边坡防护措施的设置，软弱地基多处于低洼、积水路段，经常受透水冲刷影响，为避免垫层和褥层边侧受水冲刷和透水冲刷，破坏复合地基的稳定质量，导致路基边坡坍塌、沉降情况，需配设浆砌石护坡等边坡防护措施。 施工方面，由于施工规范要求简单，对执行方法与要求存异不同，产生质量欠佳、重复投入的情况相应存在，需进一步改善、控制。 （1）成桩方法与机具的选择，由 CFG 桩复合
9、地基的基理决定，正确选择成桩的方法、选择成桩的作业桩机，尤其重要，在不受硬土夹层或表层地质影响的情况下，应选择振动沉管法成桩，尽可能挤密桩间土体，充分提高桩间土体的承载力，以达到桩体与桩间土共同承载的复合地基效果；并从桩机移位对邻桩的影响和便利性考虑，尽量选用步履式桩机，当选用滚筒式桩机时，应配套较稳固的滚筒垫木，从而提高工程质量保证；沉管时，除执行隔桩沉管外，应注意先后作业的两根桩距在 5 米以上，小于 5 米桩距时的后作业桩应在已成桩桩体强度达 5MPa 后进行，从而提高成桩的合格率。 （2）试桩的要求，多数是以确定桩长和机械性能为目的，对于作业的系统工艺、沉管与成桩拔管速度、地表隆起变化
10、情况、混合料坍落度、桩身完整性与位移等试桩参数经常被疏忽，造成整体工程质量控制和成桩成本的偏差。因而，在进行试桩时，必须确定试验参数与影响因素，全面掌握施工中应注意的事项。 （3）沉降观测与位移观测，由于成桩数较大，沉降、位移的观测与观测频率，经常被忽视，从而影响成桩的质量保证，施工中，应制定有效的观测方案并付于实施。 （4）落料控制，可参考锤击桩灌注混凝土与挖孔桩灌注混凝土的工艺，控制好首批混合料的灌注量满足大于 1.5 倍桩径以上，并应保持带混合料压力下进行提管灌注；同时，为防止首批混合料堕落灰浆与骨料分离，可适当提高灰浆比，保证桩尖段的成桩质量；当桩长超过 10 米时，为控制混合料的落料
11、离析，应在管内设置挡料斜板；灌注混合料过程，保持桩筒内有 2m 高度左右的混合料，使混合料灌注连续并使桩筒内混合料压力足以抵压水头压力，避免混合料发生渗水造成断桩、缩径等降混合料成桩质量的影响。当桩长在 10 米以内时，可在沉管过程中用料斗进行空中投料时，可边沉管边投料，待沉管至设计标高且停机后须尽快完成投料，减少成桩时间，保证桩体密压质量，提高效益。 （5）验孔，采用振动沉管成桩法施工，一般不进行降水施工，成桩后，经常出现桩端以上 13 米桩体质量不合格情况，主要原因是干灌法灌注混合料时，管尖活瓣桩靴密闭不良而产生管底积水（泥） ，影响混合料灌注的质量。施工时，除了每桩检查活靴密闭性外，还必
12、须在沉管到达终桩标高后，检查桩管内底是否积水。 （6）便道的使用，需要在充分结合成桩的顺序，合理布设便道，杜绝无关机具进行，做好便道的稳定质量，避免因便道受载挤压未达终凝的成桩桩体。 质量监控方面，据桩体的强度性质和整体稳定要求，除应执行规范要求外，还应从加强质量保证、保操作性强出发，加强相应的监控。 （1）观测控制，往往桩体的沉降、土体的位移伴随成桩过程和路堤的填筑出现，影响复合地基的效果和路基的质量，从而应制定沉降与位移观测的方法和频率，以预防为主，控制成桩和复合地基的质量，保证路基的稳定质量。 （2）检测控制，规范中对 CFG 桩复合地基的质量检测，桩体强度、单桩承载力和复合地基承载力为
13、主导，未明确桩身完整性的检测要求、频率。但对于桩体强度的取芯法检测，考虑低强度 CFG 桩桩径较小，取芯法的难度较大，取芯对桩体质量也有所影响，所以应考虑从加强混合料取样试块方法予以替代，并配合进行低应变法检测桩体完整性质量，因低应变检测方便，可采取加大检测频率的方法加强检测质量保障。另外，根据 CFG 桩成桩数大，应注重随意性抽检的统概作用，做到分散均匀抽检，尽量使强度试块检测与低应变错开进行；注得先到龄期桩先检，后到龄期桩后检，以分批检测的思路出发，制定具有保障性、预控性的检测方法。 （3）监理方法，由于成桩质量检测频率所决定，工程质量保障存在着漏洞，从而，需要制定专项监理细则，从设计图纸审查、施工方案审批、检测记录审查，以及施工作业平行检查、旁站监理等方面及上加以弥补。 结语： 总而言之，CFG 桩施工是一项非常复杂的工程，但其在高速公路软基处理中的应用拓宽了高速公路建设事业的发展空间，因此应当进一步创新 CFG 桩施工技术和优化成桩方案，以保证施工质量。 参考文献： 1公路路基施工技术规范 JTG F102006 2公路路基设计技术规范 JTG D302004 3公路桥涵施工技术规范 JTJ 041-2000
