摘 要：通過對某高速公路橋頭軟土路基的處理，從施工的角度講述了CFG樁+袋裝砂井加固處理軟土路基的施工方法，為今后類似工程的施工提供借鑒經驗。

　　關鍵詞：建筑施工工程師投稿,軟土路基處理,CFG樁,袋裝砂井

　　一、工程概況

　　某高速公路全長42公里，位于西江下游河段，平原區地勢較低，涌河發育，河流交錯，水塘星羅棋布，地表水非常發育。本區段地下水位一般0~2m，有第四系空隙水及基巖裂隙水兩種類型。本段第四系淤泥質砂、砂層為主要含水層，路線范圍內淤泥質砂層呈透鏡體狀分布于淤泥層中，砂層埋深大，飽合狀。受補給條件影響，水位埋深淺。受含水層巖性、地質構造、地貌條件所影響，基巖被覆蓋，且覆土層較厚，軟土物理性質差，嚴重影響路基的穩定性。為提高路基的承載力和控制工后沉降，需對基底軟土層進行處理。

　　二、施工方案的確定

　　結合本標段的實際情況，通過采用CFG樁、袋裝砂井及CFG樁+袋裝砂井加固三種方案進行試驗比對，橋頭30米范圍內軟土路基最終選用CFG樁+袋裝砂井加固，確保路基施工達到和滿足設計的穩定和沉降要求。CFG樁采用振動沉管成樁工藝，樁徑均為0.4米，樁位采用梅花形布置，間距為1.5~2.0米。CFG樁復合地基樁間要求設置袋裝砂井，砂井布置同CFG樁。

　　其平面布置如下圖：

　　三、CFG樁和袋裝砂井作用基理分析

　　采用CFG樁和袋裝砂井處理軟土地基主要有以下作用：

　　1、置換作用。復合地基中樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應力比樁間土表面應力大，樁頂將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應減少了樁間土承擔的荷載。CFG樁具有樁體強度高的特點，在CFG樁和袋裝砂井的復合地基中主要承擔地基上荷載的作用。

　　2、擠密和振密作用。采用非排土和振動成樁工藝，可使樁間土孔隙比減少、密度增加，提高樁間土的強度和模量。CFG樁和袋裝砂井均采用振動沉管施工工藝，具有良好的振動、擠密效果，能有效提高樁間土的承載力。

　　3、排水固結作用。CFG樁和袋裝砂井復合地基中，袋裝砂井具有良好的滲水性和排水通道，在采用振動沉管工藝施工CFG樁時，在樁體初凝前也具有相當大的滲水性，可使振動產生的超孔隙水壓力通過袋裝砂井得以迅速消散，使有效應力增長、樁間土強度增大和復合地基承載力提高。

　　四、袋裝砂井施工

　　1、施工工藝流程：平整場地→填筑一層5%向外的橫坡→攤鋪下層砂墊層→機具定位，打入套管→沉入砂袋→機具移位→埋砂袋頭。

　　2、施工工藝的技術措施

　　(1)施工準備。在施工前要進行試打砂井，確定砂井的深度及提拔導管的速度。

　　(2)清理雜物和場地，填筑橫向5%，中間寬8m的梯形土拱坡并擠淤，碾壓密實。攤鋪下層砂墊層，采用中、粗砂均勻平整鋪設，并用水密法振搗密實，厚度控制在30cm以上。土基層和砂墊層壓實度應達到《公路工程質量檢驗評定標準》一級公路≥93%。

　　(3)機具定位：根據設計間距采用全站儀測量定位，機具要保證導管和地面垂直，并用儀器或吊錘控制垂直度，保證在允許范圍內。

　　(4)打入套管：袋裝砂井在不同區域施工時，依據設計深度進行試打，確定深度不小于設計要求，在套管或井架上用紅油漆劃上標記。小于設計時，應報請設計變更。

　　(5)沉入砂袋：砂井灌注應連續，為防止袋內砂干燥后體積減少，造成斷樁或縮頸，應灌注風干中粗砂，灌砂率不得小于90%，砂袋入井，應用樁架吊起垂直下井，防止砂袋發生扭結、縮頸、斷裂和磨損。

　　(6)拔出套管：依據試打砂井的拔管速度提升套管，拔套管時若帶出砂袋，不能保證設計深度時，應在樁位附近重新定位，補打砂井重新灌注。

　　(7)機具移位后要及時清理套管帶出的淤泥，并用干凈中粗砂回填留下的孔洞，埋置砂袋頭，保證砂袋頭伸入砂墊層30cm以上，并不得臥倒，要及時攤鋪上層砂墊層，使之與砂井聯結，以利排水。

　　3、袋樁砂井的質量控制

　　(1)應做對原材料的控制檢驗,符合設計和規范要求。

　　(2)樁位控制：采用全站儀或經緯儀定位放出袋裝砂井施工范圍主要點中樁和邊樁，用鋼尺配合放出砂井點位，用小木樁或硬包裝繩釘設點位，控制在設計值±150mm以內。

　　(3) 袋樁砂井灌砂量控制：灌砂率(r)的計算公式如下：

　　式中： —實際灌入砂的質量kg;

　　—砂井直徑、深度，m;

　　—中粗砂的干密度，kg/m3。

　　灌砂量應控制在灌砂率的-5%以內，檢查砂袋灌滿后的砂袋直徑控制在設計值的+10.0mm以內。砂袋灌入砂后，露天長時間堆放應有遮蓋，切忌長時間曝曬，以免砂袋老化。

　　(4)袋裝砂井深度控制：袋裝砂井在不同區域施工時，依據設計深度進行試打，確定深度不小于設計要求，小于設計時，應報請監理工程師和設計單位變更。

　　(5)袋裝砂井垂直度的控制：采用經緯儀或吊線錘控制垂直度，在砂井深度標線處焊一小吊環掛線檢測，控制垂直度不超過1.5%。

　　(6)提管速度控制：依據試打確定速度提升導管，以保證在導管提升時砂袋被土體擠壓均勻和不帶出砂袋為宜，本標段試打后確定為提升速度不超過0.4~0.6m/s。

　　(7)拔套管的高度控制：套管和井架的安裝高度均以滿足設計砂井長度為主，考慮行走架和振動錘的高度，以導管提出以后下部距離砂墊層0.5m左右，上部振動錘頂距離井架橫梁0.5m為宜，一般以袋裝砂井設計深度加3m左右，不宜過高，以免在行走和有風時晃動過大，影響袋裝砂井施工質量和袋裝砂井機的穩定性及安全。

　　五、CFG樁施工

　　CFG樁施工采用振動沉管成樁工藝，采用ZKL800型長螺旋鉆機引孔，DZ60振動沉管機成孔。

　　CFG樁復合地基樁間要求設置袋裝砂井，砂井布置同CFG樁，袋裝砂井施工完畢后，再進行CFG樁的施工。CFG樁施工時必須采用隔行隔樁跳打，相鄰樁施工時間間隔必須大于7天。施工時從路線中心向兩邊隔行施工。

　　1、CFG樁施工工藝流程：整平施工袋裝砂井工作面→測量放樣→樁機就位→沉管樁尖就位→調整機架及沉管垂直度→啟動樁機將沉管振入到設計持力層→第一次灌入混合料到孔口→振動拔管至一定高度進行第二次加料(空中加料)→反復空中加料并多次振動拔管直至地面(成樁)。

　　2、施工工藝的技術措施

　　(1)施工準備

　　袋裝砂井施工完畢后，整平施工袋裝砂井工作面，鉆機就位后，采用鉆機塔身的前后和左右的垂直標桿檢查塔身導桿，確保CFG樁垂直容許偏差不大于1%。

　　CFG樁正式施工前進行配比試驗和現場成樁試驗，并在樁身取樣進行強度試驗，以確定各類材料的合理配比和施工工藝。

　　CFG樁長度=處理深度+砂墊層厚度。

　　(2)混合料攪拌

　　混合料攪拌按試驗配合比進行配料，上料順序為：先裝碎石，再加水泥、石屑和外加劑，最后加砂，使水泥、粉煤灰和外加劑夾在砂、石之間，不易飛揚和粘附在筒壁上，也易于攪拌均勻。在泵送前，混凝土泵料斗、攪拌機攪拌筒應備好熟料，塌落度控制在3～5cm，碎石、石屑雜質含量小于5%。

　　(3)鉆進成孔

　　鉆孔開始時，先關閉鉆頭閥門。鉆進時先慢后快，這樣既能減少鉆桿搖晃，又容易檢查鉆孔的偏差，以便及時糾正。在成孔過程中，如發現鉆桿搖晃或難鉆時，應放慢進尺，否則容易導致樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿、鉆具損壞。鉆進的深度取決于設計樁長，當鉆頭達到設計樁長預定標高時，與動力頭底面停留位置相應的鉆機塔身處作醒目標記，作為施工控制樁長的依據。

　　(4)灌注及拔管移機

　　CFG樁成孔達到設計標高后，停止鉆進，開始泵送混合料，當鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，嚴禁先提管后泵料。成樁的提拔速度應控制1.2m/min，每上拔1m留振5秒，當沉管拔至離地面2m時，應再減慢一半，且留振10秒。成樁過程應連續進行，避免因后臺供料慢而導致停機待料。灌注成樁完成后，用水泥袋蓋好樁頭，進行保護。施工中每根樁的投料量不得小于設計灌注量，且樁頂設50cm的保護樁長。

　　下一根樁施工時，還應根據軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行復核，確保樁位正確。

　　CFG樁成樁28天后方可抽芯檢測，檢測完畢后方可填筑路堤。

　　3、CFG樁的質量控制

　　為了確保CFG樁工程質量，必須做到以下幾點：

　　(1)質量要求及措施

　　①嚴格按設計圖紙要求和公路軟土地基設計及施工技術規范等規程條款執行

　�、跇段徽`差不超過規定要求(±10cm)

　　③樁位垂直度偏差不超過1%

　　④混合料攪拌均勻，混合料用量符合設計要求

　�、輼稄讲恍∮谠O計要求，確保樁長進入持力層不小于50cm

　　(2)四確保：

　　①確保垂直度，機械穩定度

　�、诖_保樁軸線定位準確

　�、鄞_保裝頂標高，保證機架平穩

　　④確�；旌狭蠑嚢杈鶆蛐院吞�落度要求

　　(3)四控制：

　�、賴栏窨刂铺嵘�速度

　�、趪栏窨刂苹旌狭嫌昧考皵嚢杈鶆�

　　③嚴格控制水泥進場，按要求進行分批檢驗

　�、車栏窨刂扑�泥質量，嚴禁使用受潮、結塊水泥，影響成樁質量

　　六、結語

　　橋頭的軟基采用CFG樁+袋裝砂井加固，能有效地改善軟土路基的承載力，保證軟土路基的穩定性達到設計要求，同時能加快施工進度，為今后同類工程的施工提供寶貴的施工經驗。