一、前言

　　水泥粉煤灰碎石樁（Cement Flyash Gravel pile）簡(jiǎn)稱(chēng)CFG樁，處理軟弱地基的一種新方法，它是在碎石樁的基礎(chǔ)上摻入適量石屑、粉煤灰和少量水泥加水拌和后制成的一種具有一定強(qiáng)度的樁體。其骨料仍是碎石，用摻入石屑來(lái)改善顆粒級(jí)配，摻入粉煤灰來(lái)改善混合料的和易性，并利用其活性減少水泥用量，摻入少量水泥使其具有一定的粘結(jié)強(qiáng)度，具有某些柔性樁特點(diǎn)的高粘結(jié)強(qiáng)度樁。CFG樁、樁間土、和褥墊層一起構(gòu)成柔性樁復(fù)合地基。

　　CFG樁90年代應(yīng)用在多層和高層建筑地基處理工程，被列為建設(shè)部重點(diǎn)推廣技術(shù)和國(guó)家科委重點(diǎn)推廣研究成果。經(jīng)過(guò)十多年的研究和推廣應(yīng)用使其在我國(guó)的基本建設(shè)中起了非常主要的作用。目前CFG樁在房屋、公路的地基加固中得到廣泛運(yùn)用。

　　但CFG樁在我國(guó)鐵路軟土路基地基加固工程中商不成熟，尚無(wú)成熟的設(shè)計(jì)方法及施工工藝并缺乏試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，在高速鐵路加固軟土地基是不成熟的。

　　二、工法特點(diǎn)

　　CFG樁通過(guò)振動(dòng)沉管成樁和樁間土通過(guò)碎石褥墊層形成CFG復(fù)合地基，彌補(bǔ)了碎石樁和素混凝土樁的缺陷：

　　1特點(diǎn)：

　　1.1改變樁長(zhǎng)、樁徑、樁距等設(shè)計(jì)參數(shù)，可使承載力在較大的范圍內(nèi)調(diào)整。

　　1.2有較高的承載力，承載力的提高幅度在250％～300％之間，對(duì)軟土地基承載力提高更大。

　　1.3沉降量小，變形穩(wěn)定快，如將CFG樁落在較硬的土層上，可較嚴(yán)格地控制地基沉降量。

　　1.4工藝性好，由于大量采用粉煤灰，樁體材料具有良好的流動(dòng)性與和易性，灌筑方便，成樁質(zhì)量好，易于控制施工質(zhì)量。

　　1.5可大量節(jié)約水泥、鋼材，利用工業(yè)廢料，消耗大量粉煤灰，降低工程費(fèi)用。

　　三、適用范圍

　　本工藝適用于加固砂土、粉土、松散粘土、粘土和淤泥質(zhì)粘土，一般深度小于25m的軟土地基加固。當(dāng)天然地基土是具有良好的擠密效果的砂土、粉土?xí)r，有時(shí)承載力可提高2倍以上。對(duì)塑性指數(shù)高的飽和粘土，擠土作用微乎其微。由于樁間土承載力小，土的荷載分?jǐn)偙鹊�，�?huì)嚴(yán)重影響加固效果。對(duì)于強(qiáng)度很低的飽和軟粘土，要慎重對(duì)待。在使用前要現(xiàn)場(chǎng)做試樁，進(jìn)行試驗(yàn)，來(lái)確定其適用性。

　　四、工藝原理

　　1.CFG樁同時(shí)具有對(duì)地基的擠密加固作用和對(duì)地基的置換加固作用的雙重作用，由于CFG樁樁體強(qiáng)度較高，在粘性土地基上，擠密效果不佳時(shí)，CFG樁可有效地將地基荷載傳遞到深處土層，確保對(duì)地基的置換加固作用。

　　2.CFG樁復(fù)合地基通過(guò)在樁和基礎(chǔ)間設(shè)置柔性褥墊層，使調(diào)整樁土相對(duì)變形的問(wèn)題從根本上得到解決。

　　3.CFG樁復(fù)合地基的強(qiáng)度和模量比較均勻，對(duì)上部結(jié)構(gòu)受力和抗震極為有利。

　　4.褥墊層使樁間土的有效接觸應(yīng)力增加，提高了樁周土的抗剪強(qiáng)度，使的樁體承載力得到提高。

　　5.褥墊層對(duì)于地基的不均勻沉降也有一定的補(bǔ)償作用。

　　五、工藝流程及操作要點(diǎn)

　　1.施工工藝流程（略）

　　2.操作要點(diǎn)：

　　2.1施工前鋪設(shè)一層0.5～1.0m工作墊層（C組以上填料），碾壓平整、穩(wěn)定，確保樁機(jī)施工的需要。

　　2.2把預(yù)制好的樁尖按現(xiàn)場(chǎng)放樣樁位就位埋好，確保樁尖頂面水平。

　　2.3樁機(jī)就位保持水平、穩(wěn)固，調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直偏差不大于1%；

　　2.4沉管過(guò)程中作好記錄，激振電流每米記錄一次，對(duì)土層變化處應(yīng)特別說(shuō)明，直至樁機(jī)反復(fù)抬起，電流明顯增大，沉管無(wú)法繼續(xù)，待沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高并抬架時(shí)應(yīng)開(kāi)動(dòng)馬達(dá)，原地留振不小于10s；

　　2.5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(guò)程中補(bǔ)充投料，以保證成樁樁頂標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求；

　　2.6拔管時(shí)速度盡量勻速提升，一般控制在1.0～1.5 m/min，遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速率可放慢至0.6～0.8m/min.邊振動(dòng)邊拔管，在拔管過(guò)程中不允許反插；

　　2.7由于設(shè)計(jì)滿堂布樁且間距較小，一般采取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；

　　2.8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；

　　2.9在確定樁頂標(biāo)高施工擴(kuò)大樁頭前，應(yīng)先鑿除樁體保護(hù)樁長(zhǎng)至擴(kuò)大樁頭底部標(biāo)高�？硺额^前樁周工作墊層碎石土為避免機(jī)械擾動(dòng)造成斷樁宜采用人工進(jìn)行開(kāi)挖。砍樁頭可采用風(fēng)稿自上而下鑿除混凝土至指定標(biāo)高，也可用鏨子截樁至指定標(biāo)高；

　　2.10當(dāng)CFG樁在鑿除浮漿后或由于淺部斷樁（1.5m之內(nèi)，超過(guò)1.5m接樁挖開(kāi)樁土體可能會(huì)導(dǎo)致相鄰CFG樁斷樁）造成樁體頂面標(biāo)高低于擴(kuò)大樁頭底面標(biāo)高時(shí)，應(yīng)采用強(qiáng)度高出樁身一級(jí)的混凝土進(jìn)行接樁。接樁部分的樁徑應(yīng)比設(shè)計(jì)樁徑大20cm，與既有樁體的咬結(jié)長(zhǎng)度不小于20cm.如下圖：

　　2.11施工完成后14天內(nèi)不得上重型機(jī)械碾壓樁頂。

　　3.測(cè)量與試驗(yàn)

　　3.1施工過(guò)程中應(yīng)有計(jì)劃地進(jìn)行打新樁時(shí)對(duì)已打但尚未結(jié)硬樁的樁頂位移測(cè)量，以估算頂部樁徑的縮小量；對(duì)已打并結(jié)硬樁進(jìn)行樁頂位移測(cè)量，以判斷是否斷樁。一般當(dāng)樁位移超過(guò)10mm，需開(kāi)挖進(jìn)行查驗(yàn)；

　　3.2打樁過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)測(cè)量地面是否隆起，是否有浮樁，浮樁量大小如何；

　　3.3試驗(yàn)人員每工班都應(yīng)對(duì)混凝土坍落度進(jìn)行一次抽檢；

　　3.4混合料攪拌均勻后，應(yīng)隨機(jī)對(duì)每臺(tái)樁機(jī)每一個(gè)臺(tái)班做一組試塊，測(cè)定其28d抗壓強(qiáng)度R28.

　　4.施工注意事項(xiàng)

　　堵管是長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁工藝常遇到的主要問(wèn)題之一。它直接影響CFG樁的施工效率，增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度，還會(huì)造成材料浪費(fèi)。特別是故障排除不暢時(shí)，使已攪拌的CFG樁混合料失水或結(jié)硬，增加了再次堵管的幾率，給施工帶來(lái)很多困難。以下為產(chǎn)生堵管的原因和具體的預(yù)防措施：

　　①、混合料配合比不合理。當(dāng)混合料中的細(xì)骨料和粉煤灰用量較少時(shí)，混合料和易性不好，常發(fā)生堵管。

　　預(yù)防措施：要注意混合料的配合比，尤其要注意將粉煤灰摻量控制在70kg/m3～90kg/m3的范圍內(nèi)，坍落度應(yīng)控制在160mm～200mm之間。

　�、凇⒒旌狭蠑嚢栀|(zhì)量有缺陷。在CFG樁施工中，混合料由混凝土泵通過(guò)剛性管、高強(qiáng)柔性管、彎頭最后到達(dá)鉆桿芯管內(nèi)�；旌狭显诠芫�內(nèi)借助水和水泥砂漿潤(rùn)滑層與管壁分離后通過(guò)管線。

　　預(yù)防措施：嚴(yán)格控制坍落度。坍落度太大的混合料，易產(chǎn)生泌水、離析，泵壓作用下，骨料與砂漿分離，摩擦力加劇，導(dǎo)致堵管。坍落度太小，混合料在輸送管路內(nèi)流動(dòng)性差，也容易造成堵管。

　�、邸⑹┕げ僮鞑划�(dāng)。鉆孔進(jìn)入土層預(yù)定標(biāo)高后，開(kāi)始泵送混合料，管內(nèi)空氣從排氣閥排出，待鉆桿內(nèi)管及輸送軟、硬管內(nèi)混合料連續(xù)時(shí)提鉆。若提鉆時(shí)間較晚，在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出，容易造成管路堵塞。

　　預(yù)防措施：嚴(yán)格控制提鉆時(shí)間，在鉆桿內(nèi)管及輸送軟、硬管內(nèi)混合料連續(xù)時(shí)必須提鉆。

　�、堋⒍�期施工措施不當(dāng)。冬期施工時(shí)，混合料輸送管及彎頭均需做防凍保護(hù)，防凍措施不力，常常造成輸送管或彎頭處混合料的凍結(jié)，造成堵管。

　　預(yù)防措施：冬季施工時(shí)，會(huì)采用加熱水的辦法提高混合料的出口溫度，但要控制好水的溫度，水溫最好不要超過(guò)60℃，否則會(huì)造成混合料的早凝，產(chǎn)生堵管，影響混合料的強(qiáng)度。

　�、荨⒃O(shè)備缺陷。彎頭曲率半徑不合理也能造成堵管。

　　預(yù)防措施：嚴(yán)格控制彎頭曲率半徑，彎頭與鉆桿不能垂直連接。混合料輸送管要定期清洗，否則管路內(nèi)有混合料的結(jié)硬塊，還會(huì)造成管路的堵塞。