CFG桩在市政道路软土路基加固处理中的应用

发表时间:2020/10/20   来源:《科学与技术》2020年17期   作者: 张小利1武献飞2陈芳3
[导读] 在市政工程道路施工过程中,软土路基的加固处理一直是一项较为棘手
        张小利1武献飞2陈芳3
        1身份证号:61042919830509****,陕西省
        2身份证号:41038119861020****,陕西省
        3身份证号:43038119871121****,陕西省
        摘要:在市政工程道路施工过程中,软土路基的加固处理一直是一项较为棘手的工作。本文拟首先介绍软土和市政工程软土地基的危害,研究市政工程道路项目的软土地基的处理措施,为指导本工程项目的软土地基施工和类似工程项目提供经验和借鉴。
        关键词:CFG桩;市政道路;软土路基;加固处理
        引言
        CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,通常由碎石、粉煤灰、水泥等材料拌制而成,可根据所应用的工程通过调整配比来调整强度,强度等级在15MPa~25MPa之间。CFG桩成型后与土体形成嵌挤作用形成复合地基,在公路工程与建筑工程中应用较多。
        1.市政道路工程中的软土地基危害
        软土,即在工程中遇见的含水率高、孔隙多、承载能力差的一种土体。根据市政工程中对软土的定义,在各类岩土体中,当土体的天然含水率较大,一般含水率均大于液限,土体呈现出流塑状。土体的空隙率较大,由于土体之间的含水率较大,土颗粒之间多被自由水充填,导致在土体中形成较多的空隙,从而使得软土体的压缩性较高[1]。同时,由于软土的含水率高、孔隙多,导致在外力作用时,软土体的抗剪能力较差,在其上修市政道路时,软土地基的承载能力有限,会呈现出承载能力不足出现剪切破坏的现象,并且表现出较大的沉降变形引起路面结构开裂破坏。由于软土的特性,导致在市政工程中成为了危害较大的一类岩土体,尤其是在道路基础工程中,极易导致市政工程结构因为路基结构过大的沉降变形或者其他病害导致市政道路发生破坏,影响市政道路正常的使用和运营。
        2.市政道路软土路基加固措施存在的问题
        2.1排水固结技术应用存在的问题
        现有的一些排水固结技术在具体应用过程中,对于软土路基的应用技术重视程度不足,缺乏对路基处理各项技术应用阶段的关注,导致软土的形成原因无法得到精准有效的判断,难以在排水固结技术应用方面积累足够的经验。部分排水固结技术在应用过程中,对于软土层处理所需条件的关注度较低,尤其对于影响地基沉降的因素缺乏有效的考察分析,导致排水固结处理技术在应用过程中,无法为市政道路应用价值的充分开发提供精准支持,不利于市政道路路基应用价值的完整开发。
        2.2表层处理技术缺乏有效创新
        部分市政道路在施工技术应用过程中,对于表层处理技术的构成情况缺乏足够的关注,尤其对于软土基处理技术的各方面构成因素分析不够细节,无法在施工环节设计方面实现排水等关键工作的高质量处置。部分市政道路的施工人员虽然进行了表层处理技术的创新设计,但对于市政道路维护平整性所需条件总结不够充分,没有从施工物资均衡性建设方面完善表层处理技术,最终导致软土路基无法在含水量控制以及填土技术创新方面取得积极进展,难以为表层处理技术的全面完整改良提供精准保障[2]。
        2.3载荷压重法的应用缺乏合理性
        一些市政道路在制定载荷压重法的应用方案过程中,对于路基的固结方式缺乏详细的考察,尤其对于固结速度对市政道路质量的影响缺乏深入研究,无法根据市政道路的路面情况特征进行载荷压重法的探索应用,也使得载荷压重法的应用优势无法得到体现。部分市政道路施工活动在具体实施过程中,对于超载压重以及预压处理等关键性技术的应用特征缺乏足够关注,导致载荷压重手段所具备的突出应用价值无法得到明确,难以为市政道路的高质量施工提供必要支持。


        3.CFG桩加固软土地基的原理及应用
        CFG桩是目前在市政道路地基加固处理措施中最为常用的措施,具有适用范围广、承载力提高幅度大、可调性强、桩体的排水作用好、沉降变形控制效果好、发挥作用快等特点。
        在CFG桩施工时,首先根据设计的位置进行实地的测量放线:在CFG桩位中心位置用钢筋或者位置标记桩打入土体之中,保证位置偏差不超过允许值2cm。其次,通过转孔机具,在放样后的桩位位置处进行成孔作业,成孔深度不超过偏差允许值0.1m。并且保证孔底深入基岩不少于100cm。最后,将按照设计配合比的混合料充分搅拌后,灌注到孔内。并注意成桩后的桩头保护,避免外物撞击[3]。
        在CFG桩施工中,首先通过测量仪器对CFG桩位置进行测量定位,用CFG成孔设备在设计位置进行钻孔作业。若软土地基场地坡度不小于30°,对钻孔设备应采取一定的措施调平,保证钻机定位后钻机能够保证平衡,并保证钻杆垂直度偏差不超过1%,孔位偏差不超过2cm。钻孔完成后,对成孔质量进行检查,包括孔位、孔深、孔径等。按照设计材料配合比配置步骤设计配合比,保证拌合后的水泥、粉煤灰、碎石的工作性能、硬化后的强度满足加固效果要求。在CFG桩混合料灌注过程中,避免混合料在灌注管道中凝结,堵塞灌注管道。在灌注过程中还必须采取保证桩体完整的施工措施,混合料的灌注高度不能超过2m,保证在灌注过程中混合料不产生粗细颗粒分离,混合料凝结后强度才能得到保证。其次采取一定的灌注措施,保证灌注后的桩体不会产生断桩或者缩径,通常是通过计算灌注混合料的速度并在灌注过程中加以控制,保证不产生断桩或者浇筑质量不良。CFG桩体混合料灌注完成后,立即采取CFG桩头保护措施,避免外界因素碰撞影响桩体的强度增长。并且采取一定的养护措施为桩体的强度增长提供有利条件。市政道路工程软土路基最大的特点就是软土地层土体含水率高,从而导致软土强度低、承载能力差。CFG桩由于桩身为水泥、粉煤灰、碎石组成,其内部具有良好的水流通道,在上部荷载作用下会将软土中的水分挤出,并通过CFG桩内部的水流通道排到地表排水结构内,从而实现将软土中的水排出,进而提高软土地基的承载能力。并且在软土体中的CFG桩体本身还能够提供对于软土体的加固作用,形成的群桩还能发挥群桩效应。
        市政道路软土地基通过CFG桩加固之后,承载能力大幅提高,加固效果很好。但是也存在一定的问题,例如在高CFG桩施工过程中,对施工质量把控不严,导致混合料配合比不合理,桩体不能达到设计目的,在施工中桩体浇筑质量不良,导致桩体断桩、缩径等问题,也会影响CFG桩对软土地基的加固效果。
        4.施工注意事项
        ①CFG桩施工前应对场地进行回填预压处理,考虑到软土地基强度低、含水率高,施工时易断桩,应根据软土覆盖厚度调整回填高度,建议不少于桩顶标高0.5m以上。②因本文选取的材料不具备普遍性,因此配合比应根据实际施工的原材料进行性能验证。③施工前应保证桩体强度达到设计要求,而CFG桩桩顶荷载并非摩擦力与阻力,而是桩间土体的挤压,因此施工中宜采用跳打法,且避免重型机械与桩机破坏桩体[4]。
        5.结束语
        市政道路工程对经济发展和社会进步具有重要的作用,城市形成自古以来就是依水而居,而江河湖泊沿岸土体含水率过高,存在大量软土,软土的含水率较高、承载能力低、沉降变形大等问题,导致在市政道路工程中路基沉降变形较大,路面结构破坏严重。为提高市政道路工程项目的路基强度,采取CFG桩对软土路基进行加固,可有效提高路基强度和承载能力,进而促进市政道路工程质量的提升。
        参考文献:
        [1]彭世江.CFG桩复合地基试验分析[J].四川建筑,2019(04):122-124.
        [2]王文静,许念勇.CFG桩复合地基设计常见问题分析[J].工程建设与设计,2018(24):69-70.
        [3]艾明星.CFG桩复合地基处理技术在东航生活区工程中的应用[J].建筑技术,2019(07):867-871.
        [4]王超.铁路软弱地基CFG桩加固效果和变形特性研究[J].路基工程,2019(06):128-133.
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