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高速公路改建工程单侧加宽CFG桩施工技术

内容提要：

以连霍高速公路郑州至洛阳段施工为背景，对cfg桩各种施工工艺作了详细介绍，总结施工经验，并为类似高速公路改扩建工程提供了参考借鉴。

关键词：高速公路cfg施工技术

cfg（cementfly—ashgravel）桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是近年来发展起来的一种新型桩。我部施工项目为郑州至洛阳高速公路改建工程no.10合同段，里程为k64+900～k72+246，全长7.346公里，为平原微丘区，属河南省偃师市境。本项目为单侧加宽整体性路基形式，是国内高速公路改建工程的第一条。为减少构造物两侧路基产生不均匀沉降，减轻跳车现象，对桥梁、通道及涵洞两侧地基进行cfg桩（水泥粉煤灰碎石桩）加固处理。从而提高该段落地基整体承载力，确保结构物两侧及新老路结合部位工后沉降满足设计要求。

1.工艺原理

新拓宽路堤自重将以偏心荷载形式对老路基产生新的附加应力，并与原路堤产生地基附加应力叠加，产生新的附加沉降增量，其大小与作用距离和自身重量有关。路堤拼接后，拼接路堤自重对老路基产生的附加沉降增量会引起新、老路肩与原路堤中心间的差异沉降，易导致原路基、路面的拉裂。（绘意如下）

路基一侧加宽附加沉降示意图

1—原路基形成的沉降分布图2—新拼接路基形成的沉降分布图

cfg桩复合地基是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。由于cfg桩改善了碎石桩的刚性，使其不仅能很好地发挥全桩的侧阻作用，同时也能很好地发挥其端阻作用。因此，得以广泛采用，并取得良好的经济和社会效益。

2.施工工艺

2.1施工准备

2.1.1核查地质资料，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。收集并熟悉有关施工图、工程地质报告、土工试验报告和地下管线、构造物等资料。

2.1.2依照施工组织设计编写施工作业指导书。

2.1.3组织经验丰富的技术人员对原材料、半成品、成品进行检验。

2.1.4测量放线，定出控制轴线、打出场地边线并标识。

2.1.5在相关负责人到场后施工，首先标记处理场地范围内地上地下构造物及管线，再对地表、原边坡坡面进行40cm厚清表处理，拆除相关构造物，做好立面防护，保证原高速公路结构和行车安全，做好相应的保通工作。开挖第一级台阶后，再回填土夯实、碾压至原地表。

2.1.6对施工机械进行调试，保证机械正常工作。

2.1.7施工前进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数，试桩数量为5～7根。

2.2施工步骤、工艺及方法：

cfg桩多用振动沉管机施工，也可用螺旋钻机，困难地段采用洛阳铲施工。而选用哪一类成桩机和什么型号，要视工程的具体情况而定。对北方大多数地区存在的夹有硬土层地质条件的地区，单纯使用振动沉管机施工，会造成对已打桩形成较大的振动，从而导致桩体被震裂或震断。对于灵敏度和密实度较高的土，振动会造成土的结构强度破坏，密实度减小，引起承载力下降。故不能简单使用振动沉管机。此时宜采用螺旋钻预引孔，然后再用振动沉管机制桩。这样的设备组合避免了已打桩被震坏或扰动桩间土导致桩间土的结构破坏而引起复合地基的强度降低。所以，在施工准备阶段，必须详细了解地质情况，从而合理地选用施工机械。这是确保cfg桩复合地基质量的有效途径。

2.2.1振动沉管机施工：

按照设计要求准确定位，采用振动沉管机成桩。使用从中心向外推进的施打顺序，在施工时隔行隔桩跳打，相邻桩施工时间间隔大于7天，施工工序包括：施工准备、定位、沉管、灌注、拔管、封顶和检测。

2.2.1.1施工前的工艺试验：

水泥采用425号普通硅酸盐水泥，粉煤灰、碎石、石屑杂质含量小于5%。

①新打桩对未结硬的已打桩的影响

在已打桩桩顶表面埋设标杆，在施打新桩时量测已打桩桩顶的上升量，以估算桩径缩小的数值，待已打桩结硬后开挖检查其桩身质量并量测桩径。

②新打桩对结硬的已打桩的影响

在已打桩尚未结硬时，将标杆埋置在桩顶部的混合料中，待桩体结硬后，观测打新桩时已打桩桩顶的位移情况。

2.2.1.2施工工艺

①桩机进入现场，根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装。

②桩机就位，应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使沉管垂直对准桩位中心，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1%。

③启动马达沉管到预定标高，停机。

④沉管过程中做好记录，每沉1m记录电流表的电流一次，并对土层变化予以说明。

⑤停机后立即向管内投料，直到混合料与进料口齐平。混合料按设计配比经搅拌机加水拌合，拌合时间不得少于1min，如粉煤灰用量较多，搅拌时间还要适当放长。加水量按塌落度3～5cm控制，成桩后浮浆厚度以不超过20cm为宜。

⑥启动马达，留振5～10