水泥粉煤灰碎石桩处理公路软土地基

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1、水泥粉煤灰碎石桩处理公路软土地基　　摘要：文章介绍了水泥粉煤灰碎石桩加固软弱公路地基加固原理和施工要点，重点介绍震动成桩施工方法和施工要点。　　关键词：水泥；粉煤灰；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，这里仅介绍水泥粉煤灰碎石桩(简称CFG桩)，是由碎石、石屑、砂石和粉煤灰掺适量水泥，加水拌和形成的一种具有一定黏结强度

2、的桩。通过调整水泥掺量和配比，可是桩体强度等级在C5～C20之间变化。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、非饱和黏性土。　　　　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

3、；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，见图1。加固软弱地基主要有3种作用。　　(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)挤密作用。施工时，由于震动和挤压

4、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。　　(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。　　(1)沉管。桩机机场就位，调整沉管

5、与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1％，启动电机，沉管至预定标高，并做好记录。　　(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)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。　　(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

6、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。　　(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

7、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。　　(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。　　(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。　　　　4