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CFG桩在道路地基加固中的应用研究.pdf

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CFG桩在道路地基加固中的应用研究 1概述 CFG桩地基加固在工程建设领域当中是一种较为常见的 地基处理方式，CFG桩与天然土层结合在一起可以实现对地 基的有效加固，从而满足上部结构承载力的实际需求。在道 路地基加固中CFG桩加工具有较为广泛的应用，但是在CFG 桩施工过程中必须要严格按照相关施工工艺进行，否则必然 会严重影响路基加固的质量，很容易导致道路后期出现不均 匀沉降等质量通病。基于此种情况，在本文当中笔者对CFG 桩在道路地基加固中的应用进行了全面的分析。 2CFG桩加固机理分析 CFG桩是粉煤灰碎石搅拌桩的简称，是一种由粉煤灰与 水泥共同组成的高强度粘结体，CFG、褥垫层以及桩间土共 同构成复合地基，同时CFG与桩间土共同承载上部结构所传 递的荷载。由于CFG桩的强度较高，同时与桩间土存在摩擦 效应，因此，CFG不仅存在桩端承载力，同时也存在着侧磨 阻力，与PHC桩、灌注桩等存在着类似的特征。其次由于挤 土效应的存在，原来的天然地基承载力也会在一定程度上被 提升，因此，可以有效实现对地基土的加固。褥垫层对于CFG 地基加固也具有非常重要的作用，在CFG地基加固当中，上 部荷载是由CFG桩与天然土层共同承担的，但是二者对于荷 载的分担主要是通过刚度来进行调节的，即谁的刚度大谁承 担的荷载就多，因此，如果不设置褥垫层则上部结构所传递 的荷载基本上都是由CFG桩来承担，但是在设计时往往都会 考虑天然土层的承载力，这就必然导致CFG桩所收到的荷载 超过了设计荷载，最终导致质量通病的诞生。而通过褥垫层 的设置可以实现对天然地基刚度的控制，从而实现对CFG桩 与天然土层所承担荷载的有效调节，在充分利用CFG桩承载 力的同时，也利用了天然土层原有的承载力，实现了地基加 固，避免了后期不均匀沉降。 在道路施工过程中由于空间跨度较大，因此，所遇到的 地基情况也相对较为复杂，对于软弱土地基来说如果不进行 处理则必然无法满足道路路基的使用需求，同时也会造成路 面破坏，但是软弱土地基并非完全不具备承载能力，如果采 用换填等方式进行处理则需要耗费大量的人力成本，而通过 CFG桩对地基进行加固即避免了对路基的大范围处理，同时 也有效利用了原有地基的承载力，是一种较为恰当的处理方 式。但是如果CFG设计不按照规定的施工工艺与施工流程进 行，则地基加固质量必然会受到较为严重的影响。 3CFG桩道路地基加固施工流程 CFG桩施工流程具体来说可以分为施工准备阶段、施工 阶段以及后期监测阶段三个不同的阶段，在下文当中将对不 同阶段的工作内容进行全面的分析。 3.1施工?时附锥? 在施工准备阶段首先需要完成场地平整、材料准备、机 械准备以及定位放线等内容。场地平整是施工准备的第一步， 只有完成场地平整才能为提供进一步施工的条件。材料准备 主要工作内容为相关施工材料的进场，主要材料为CFG桩浇 筑材料进场。现阶段CFG桩已经逐渐采用混凝土替代了粉煤 灰进行浇筑，在混凝土进场时需要对材料进行全面的检验。 机械进场的主要内容为协调相关机械进场施工，如长螺旋钻 机等机械设备。定位放线的主要内容则是根据图纸中的内容， 确定CFG桩的具体位置。 3.2施工阶段 在桩机就位之后则直接进入到施工阶段，在完成垂直度 控制之后钻机开始钻孔，并需要钻至设计深度，在完成钻孔 之后，需开始泵送桩体混合材料，并对材料进行搅拌，完成 搅拌的下一道工序为拔钻杆，在拔钻杆的过程中必须要合理 控制拔钻杆速度，避免对桩间土造成破坏。如遇堵管或其他 故障，应及时处理，若钻头提出原灌入混凝土料面，先将钻 头盖进行闭合处理，再将钻头插入混凝土面下1.0～2.0m深 度后再对桩体进行灌注。当上一根桩施工完成后，重复以上 步骤进行下一根桩的施工，在桩机移动过程中防止桩机本身 和支腿对桩体的破坏。桩机移机至下一桩位施工时，应根据 轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准 确。在完成CFG桩基施工之后还需要铺设褥垫层，褥垫层的 铺设必须要按照设计规定进行，不得随意更改设计材料与设 计厚度。 3.3后期监测阶段 在完成CFG桩基施工与褥垫层铺设之后还需要进一步对 CFG进行监测，监测的主要内容为桩身的完整性与静载荷实 验，在监测时往往随机抽取部分桩基作为监测对象，同时还 需要对桩基施工之前预留的混凝土强度进行检测。 4CFG桩道路地基加固中的质量控制措施 在CFG桩基地基加固当中经常出现的问题有缩径、断桩、 混合料离析等。其中缩径和离析对承载力影响明显，有些情 况下会造成结构的脆性破坏；断桩对地基承载力的影响程度 目前仍有较大争议，不同的断面形式影响不同（断面倾角α 存在一临界值，该值与桩截面积和桩身摩擦系数成正比）， 当α大于该临界值时，在不考虑断面对水平力影响的情况 下，对竖向承载