CFG樁在高鐵軟基處理中的應(yīng)用

秦文獻

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟和高速鐵路的發(fā)展，CFG樁以其自身變形小、造價低、施工簡單便捷、適用范圍廣等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于高鐵路基工程建設(shè)當中。本文以通過實例對CFG樁在高鐵路基施工中的具體應(yīng)用進行了探討。

關(guān)鍵詞：CFG樁 高鐵軟基處理 應(yīng)用

前言

高速鐵路的發(fā)展和建設(shè)對我國社會、經(jīng)濟的發(fā)展起到重要的作用。然而比較軟的路基卻為這項建設(shè)帶來極大的困難和安全隱患。作為可以對軟基進行加固處理、消除安全隱患、保證高速鐵路正常修建的一種方法，由于CFG樁設(shè)計科學合理，具有承載力大、施工后下沉少等優(yōu)點，另外具備經(jīng)濟可靠的特性，使得CFG樁得到了比較廣泛的應(yīng)用。

一、CFG樁概述

所謂的CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，它主要是由粉煤灰、碎石以及石屑和一定量的水泥加水拌合成混合料，然后用螺旋鉆管內(nèi)泵壓施工制成的粘結(jié)強度較高的樁基。CFG樁借助自身粘結(jié)性、樁周摩擦力、樁端承載力、樁間土水平承載力形成復(fù)合剛性地基共同受力，具有沉降小、穩(wěn)定快等特點，適用于飽和及非飽和粘性土、松散砂土、粉土的加固，而且還能用于擠密效果較差的土體。目前，CFG樁在我國大量高鐵工程建設(shè)施工中應(yīng)用，應(yīng)用實踐說明，CFG樁容易在承載力和施工工藝方面出現(xiàn)問題。因此，在施工應(yīng)用方面，研究分析CFG樁試樁是十分必要的。

二、工程概況

某高鐵項目某標DK1065+641.37-DK1066+325 段， 路基長683.63m. 該段路基位于低山丘陵及山間谷地區(qū)，地勢有一定的起伏。山坡自然坡度約為20°～30°；山間谷地呈狹長條帶狀蜿蜒展布于丘陵間。該地主要巖層分布有粉質(zhì)黏土、粉砂、細角礫層、角閃片麻巖、角閃片麻巖、角閃片麻巖等。DK1065+641.37 ～+654、DK1065+830 ～DK1066+325 段路基采用CFG 樁加固，樁徑0.5m，樁長4.0～10.6m，樁間距1.6m，最外兩排樁樁間距采用1.7m、1.8m，正方形布置。

CFG 樁采用PO42.5 級普通硅酸鹽水泥， 樁身混合料的無側(cè)限抗壓強度不低于15MPa； 樁頂設(shè)C15 混凝土樁帽， 基底設(shè)碎石墊層厚0.5m，內(nèi)鋪設(shè)一層雙向經(jīng)編土工格柵，每側(cè)回折不小于2.0m，抗拉強度不小于110kN/m。CFG 樁復(fù)合地基承載力為320kPa。

1、施工方法

本工程CFG 樁施工采用長螺旋成孔，管內(nèi)灌注混合料，形成樁體復(fù)合地基。施工前應(yīng)按設(shè)計要求由試驗室進行配合比試驗，施工時按配合比配制混合料，并采用隔樁跳打的方法施工。長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工的坍落度宜為160～200mm， 每個工點開工前應(yīng)按照室內(nèi)配方先做試樁不少于2 根。

（1）場地清表、整平

用推土機、裝載機、挖掘機清除表層50cm 厚腐植土，并進行地表整平。清表土運送到棄土場堆放。填筑不少于50㎝厚的細粒土改良土，測量放線，確定樁位，然后按試樁方案確定的設(shè)計參數(shù)進行CFG樁施工。

（2）CFG 樁編號、定位

根據(jù)設(shè)計樁位布置對CFG 樁進行編號，利用全站儀測放排、列控制樁，拉線、鋼尺丈量定出樁孔位置，灑白灰線、插竹簽標記。樁位放樣：按照測量班提供的地基處理邊線及中線對樁孔位置進行放線并做標記（用鋼尺拉出點位后鋼釬打入20cm 后灌入白灰）。鉆機就位：根據(jù)設(shè)計樁長，樁底標高、原地面標高等在鉆桿上標出深度控制線。

（3）拌合

混合料攪拌按照配合比進行配料，每盤料的拌制按照普通混凝土的攪拌時間進行控制?？刂圃?0～120s，坍落度控制在160～200mm。具體攪拌時間根據(jù)試驗確定，電腦控制和記錄。

（4）鉆進成孔

長螺旋鉆機就位后緩慢放下鉆桿，調(diào)整其垂直度小于1%，且鉆桿中心與樁中心偏差不得超過5cm， 檢查鉆桿上部的排氣閥們是否暢通，滿足以上三項規(guī)定后方可進行鉆進，開鉆時要先慢速轉(zhuǎn)動，鉆至樁底標高時要減慢鉆進速度。注意：如果感覺鉆進困難，可能是鉆頭遇到巖石層，操作人員必須馬上停止鉆進并與值班技術(shù)員聯(lián)系，共同商議解決。

（5）灌注及拔管

CFG 樁鉆孔進入到持力層以下50cm 左右停止鉆進，停鉆1～2 分鐘后緩慢提升鉆桿0.2～0.3m，開始泵料。當鉆桿上端的排氣閥們溢漿時，表明壓滿鉆桿，停止泵壓。緩慢提升鉆桿同時不停的壓入混合料，提升速度要慢，控制在1.5～2m/分鐘，直至施工完畢，施工完成后，樁頂蓋土封頂進行養(yǎng)護。

（6）現(xiàn)場試驗與記錄

施工過程中要做好施工記錄，同時成樁過程中要觀察地面升降和樁頂上升情況，抽樣做混合料試塊，每臺機械每臺班做一組（三塊），試塊尺寸為15cm×15cm×15cm，標準養(yǎng)護并測定28 天抗壓強度。

2、質(zhì)量控制

（1）混凝土質(zhì)量

檢查產(chǎn)品質(zhì)量證明文件。在水泥庫抽樣檢驗水泥強度、安定性、凝結(jié)時間，在料場抽樣檢驗粗細骨料含泥量、篩分試驗檢驗其顆粒級配。用攪拌機拌合水泥、粉煤灰、碎石混合料，其坍落度控制在16～20cm，粗骨料最大粒徑不宜大于4cm。

（2）成樁要求

施工前進行試樁，確定施工工藝和參數(shù)，試樁數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計要求且不得少于2 根。施工樁頂標高宜高出設(shè)計樁頂標高不少于0.5m，清土和截樁時，不得造成樁頂標高以下樁身斷裂和擾動樁間土。

（3）長螺旋鉆施工注意事項

長螺旋鉆孔，管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設(shè)計深度后，應(yīng)準確掌握提拔鉆桿時間，混合料泵送量應(yīng)與拔管速度相配合，遇到飽和砂土或飽和粉土層，不得停泵待料；灌注成樁施工拔管速度應(yīng)按均勻速度控制， 拔管速度應(yīng)控制在1.5～2m/min 左右， 如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速度應(yīng)適當放慢。

3、檢測技術(shù)

（1）低應(yīng)變檢測

a 檢測CFG 樁的樁身質(zhì)量、完整性應(yīng)滿足設(shè)計要求。檢驗數(shù)量為檢驗總樁數(shù)的10%。監(jiān)理單位按檢驗樁數(shù)的20%見證檢驗。

b檢測設(shè)備：PIT-V 基樁低應(yīng)變試驗檢測儀、加速度傳感器、傳感器電纜、激振設(shè)備等。

（2）平板載荷試驗

處理后的復(fù)合地基承載力、變形模量應(yīng)滿足設(shè)計要求；檢驗數(shù)量為總樁數(shù)的2‰，且每檢驗批不少于3 根。監(jiān)理單位見證檢驗，勘察設(shè)計單位現(xiàn)場確認。

結(jié)束語

總之，在CFG 樁樁身施工過程中，嚴格控制混凝土質(zhì)量，是保證復(fù)合加固效果的首要條件；成樁之后進行檢驗，合格之后再進行樁帽的施工。在樁帽施工過程中，由于是采用擴大樁帽為保證混凝土振搗密實，下部采用土膜。樁、樁間土和褥墊層一起組成復(fù)合地基，路基頂面的交通荷載及填土路基的自重應(yīng)力通過褥墊層傳遞給樁、樁間土，并擴散至整個地基，提高了地基承載力，控制了地基變形。由于施工工藝簡單，開展的工作面多，施工速度快，因此在高速及鐵路等工程建設(shè)中廣泛使用。

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