高速鐵路軟基處理CFG樁施工

汪盛樓

摘要：在高速鐵路路基軟基施工中，CFG樁是一種重要的軟基處理手段，可以很好的解決路基的質(zhì)量問(wèn)題。由于CFG樁的主要成分是水泥粉煤灰混凝土，具有較好的強(qiáng)度和剛度的性質(zhì)，施工時(shí)對(duì)施工工藝綜合考慮，在使用中可以獲取較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)利益。本文圍繞高速鐵路軟基處理的施工內(nèi)容，整體分析CFG樁施工工藝，希望可以提高建設(shè)者的技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；軟基處理；CFG樁施工

在建設(shè)高速鐵路過(guò)程中，路基發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用，很大程度上決定了鐵路的建成質(zhì)量，但不是所有鐵路都能通過(guò)地基承載力較好的路基，經(jīng)常會(huì)遇到地基承載力不理想、固位能力不佳的軟基地段，甚至無(wú)法達(dá)到固位要求。要想在軟基中成功構(gòu)建固位穩(wěn)定的路基，設(shè)計(jì)人員要不斷創(chuàng)新、嘗試新工藝來(lái)加強(qiáng)軟基的承載力，CFG樁也就應(yīng)運(yùn)而生。

一、施工原理

（一）樁體置換

在復(fù)合地基中，水泥、粉煤灰等發(fā)生水解與水化反應(yīng)，形成的結(jié)晶化合物十分穩(wěn)定，碎石與石屑空隙通過(guò)這些化合物填充，并將各種骨料膠結(jié)在一起，強(qiáng)化樁體的抗剪能力與變形模量。

（二）擠密效應(yīng)

利用振沖沉管法操作，憑借一定程度的擠密處理樁間土。結(jié)合振沖荷載功能，整體處置松散單粒結(jié)構(gòu)，使這部分結(jié)構(gòu)逐步密實(shí)和穩(wěn)定，相應(yīng)改進(jìn)了土體物理力學(xué)性能，提升了單樁的承載力水平，增加了復(fù)合地基承載強(qiáng)度。

（三）褥墊層調(diào)整受力均化

在樁頂設(shè)置一層60cm厚度的褥墊層，一定程度上減輕單根樁需要承受的承載力，主要利用樁間土的承載作用，相應(yīng)均化、調(diào)節(jié)了樁底基底的壓力，確保樁與樁間土一起受力。

（四）排水效應(yīng)

整個(gè)軟弱地基段的土體通過(guò)與樁體的擠密作用，且樁與樁之間的距離較小，樁體表面表現(xiàn)出較強(qiáng)的滲透性，樁體與土體形成較好滲透功能的豎向排水和減壓渠道。

二、施工設(shè)計(jì)原則和關(guān)鍵點(diǎn)

（一）原則

在設(shè)計(jì)中，認(rèn)真遵守科學(xué)原則，重視樁體擠土作用，綜合考慮鉆孔樁松弛功能，施工過(guò)程中整體把握地質(zhì)和環(huán)境特點(diǎn)，有效調(diào)節(jié)樁型與變形因素。關(guān)注施工情況，降低摩阻力對(duì)樁基的影響程度。結(jié)合各個(gè)方面提升應(yīng)用的合理性，相應(yīng)提高處理水平。

（二）關(guān)鍵點(diǎn)

CFG樁的鉆孔設(shè)備的選擇，目前振動(dòng)沉管法和長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料的工藝，都能得到理想的擠密效果，同時(shí)配置裝載機(jī)和挖掘機(jī)等設(shè)備。根據(jù)當(dāng)?shù)氐夭牡墓?yīng)及水泥和粉煤灰等原材料質(zhì)量，合理選配施工配合比。施工放樣時(shí)，采取8mm短鋼筋豎直進(jìn)行標(biāo)記。鉆孔過(guò)程中認(rèn)真檢查鉆桿垂直情況，避免產(chǎn)生移動(dòng)。當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開始灌注混凝土，嚴(yán)格控制混凝土塌落度，保證混凝土的攪拌時(shí)間。混凝土泵送時(shí)，禁止先拔管后泵送混凝土，采用邊拔管邊灌注的方法，一定要掌握好拔管速度。混凝土灌注時(shí)一定要保證灌注的連續(xù)性，中間不得停頓，混凝土灌注的標(biāo)高要高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m[1]。

三、施工應(yīng)用

（一）工程情況

西成客專成都至江油DK18+969-DK19+387.655段，CFG樁軟基處理段落總長(zhǎng)416.7m，本段其中挖方26.5萬(wàn)方，路基填方為10.6萬(wàn)方，CFG樁5436根，共計(jì)41031延米，采用C15的混凝土灌注。

（二）施工流程

本段軟基處理CFG樁的施工，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)，并使用管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，具體施工流程如下：

第一，鉆機(jī)準(zhǔn)備，平整施工場(chǎng)地及放線測(cè)量后，準(zhǔn)備好鉆機(jī)，嚴(yán)控樁位偏差數(shù)據(jù)，提升鉆桿保持垂直，與樁位中心對(duì)齊。在進(jìn)行大規(guī)模施工前，應(yīng)選擇不少于樁總數(shù)的3%進(jìn)行試樁，確定本段CFG樁施工的相關(guān)參數(shù)。

第二，拌制混合料，在拌合站集中拌制，罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)各原材料嚴(yán)格把關(guān)，采用用普通硅酸鹽水泥，二級(jí)粉煤灰，5-31.5mm碎石等[2]。

第三，攪拌混合料，每盤混合料保證攪拌時(shí)間為120s，同時(shí)檢測(cè)混凝土出站的坍落度等。

第四，鉆入成孔，速度先慢后快，有利于找出地質(zhì)差異，在鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生鉆桿搖晃、鉆進(jìn)困難的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)放緩鉆進(jìn)速度，避免傾斜樁孔以及損壞鉆具等。

第五，灌注混合料，結(jié)合試驗(yàn)樁明確拔管速度等參數(shù)，注意保持勻速提拔。為保證樁頭質(zhì)量，實(shí)際灌注的樁頂標(biāo)高比設(shè)計(jì)樁頂高0.5m。灌注結(jié)束后，應(yīng)對(duì)樁位反復(fù)檢驗(yàn)，準(zhǔn)確無(wú)誤后可進(jìn)入下一根樁的施工。

第六，鉆機(jī)移動(dòng)，上一根樁結(jié)束后，鉆機(jī)轉(zhuǎn)移至下一個(gè)樁位繼續(xù)鉆孔。由于長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)可連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間施工，因此鉆出來(lái)的土大量堆積，并覆蓋周圍樁位，要求再次對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)測(cè)，核準(zhǔn)后才能連續(xù)鉆孔[3]。

第七，樁頭處置，按照設(shè)計(jì)的標(biāo)高，對(duì)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高的部分進(jìn)行破除，采用風(fēng)鎬或電鎬破除，嚴(yán)禁采用液壓破碎錘進(jìn)行破樁頭，然后再平整場(chǎng)地。

（三）控制要點(diǎn)

第一，施工中，做好CFG樁的鉆進(jìn)記錄表，詳細(xì)記錄地質(zhì)情況的變化情況。

第二，可以通過(guò)跳樁施工減輕對(duì)剛完成混凝土澆筑的樁基的影響，等樁體混凝土強(qiáng)度超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%。

第三，泵送混合料量合理拔管速度，并持續(xù)保證泵料泵送，避免中斷。

第四，對(duì)鉆頭磨損、變形情況定期進(jìn)行檢查，確保樁孔徑符合設(shè)計(jì)要求。

第五，施工設(shè)備對(duì)場(chǎng)地平整度要求較高，平整場(chǎng)地時(shí)，使用推土機(jī)整平后采用壓路機(jī)壓實(shí)處理[4]。

本段CFG樁施工完成后，進(jìn)行單樁樁身完整性及復(fù)合地基承載力的檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

四、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，由于CFG樁的施工工藝已經(jīng)很成熟，可以確保施工時(shí)軟基的處理效果，但CFG樁屬于隱蔽工程，若施工質(zhì)量把控不嚴(yán)，很難發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量缺陷而留下質(zhì)量隱患，甚至在后期運(yùn)營(yíng)中發(fā)生路基沉降問(wèn)題，從而增加了維管難度。因此，在CFG樁的施工中，施工工藝的過(guò)程控制是重點(diǎn)，質(zhì)量驗(yàn)收是保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈志剛，吳雄志，焦利國(guó).長(zhǎng)螺旋CFG樁施工質(zhì)量缺陷及改進(jìn)措施實(shí)例[J].山西建筑，2017（3）：117-118.

[2]史存林，張千里，韓自力.鐵路客運(yùn)專線路基主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與施工關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵路客運(yùn)專線施工技術(shù)，2017（3）：5-6.

[3]劉利群.碎石與CFG組合樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2016：12.

[4]洪寶寧，陳析.CFG樁在高速公路滑塌路段軟基處理中的應(yīng)用[J].公路交通科技，2017（3）：18-21.

（作者單位：中鐵十七局集團(tuán)第一工程有限公司）