刍议铁路软基处理中CFG桩的使用

仝鑫

摘要：铁路对车站、桥涵与涵洞基底有着较高的承载力要求，当这部分结构物处在软弱地基区域时，必须加固处理。CFG桩的全新技术一定程度上提升了承载力，缩小了施工沉降，并表现出较强稳定性。大量实践说明，在加固铁路软基中CFG桩可以得到较好的效果，节省了施工时间，并有效控制施工质量，对废料合理应用，有较强的经济可行性。

关键词：铁路软基处理；CFG桩；使用

CFG桩主要通过混合粉煤灰、碎石、水泥等材料共同产生粘结强度较强的桩，与桩间土和褥垫层统一产生复合地基。自从CFG桩产生以后，不仅大量推广应用在加固的建筑地基中，还可以得到理想的经济成果，初步应用在铁路路基沉降中。相对来讲，在不均匀沉降路基中科学应用CFG桩，与铁路的平顺性要求相符。

一、CFG桩概述

在建设铁路过程中，路基状况发挥了巨大作用，一定程度决定了铁路建设成功与否，但绝不是全部铁路都经过稳固的地方路基，大多数地方路基不具备优良的条件，缺乏固位能力的软基，甚至不具备固位能力，简单木桩类型的固位难以达到建设铁路的需求。

要想彻底化解软基中的固位稳定路基问题，相关人员设计的全新方法强化固位不良的软基，即CFG桩。具体包含碎石、石屑、粉煤灰、水泥和水，这部分原材料结合根据科学比例有效混合，凝固以后产生CFG桩。其无法产生较高强度，是低强度桩，与土形成协同作用，可以凭借桩间土的承受力和泥土统一发挥功能，向土壤深层传递全部受力，与处理地基中形成的复合地基类似。结合地基特点决定应用哪种施工技术，如此强化了稳定性，具有一定的经济可行性[1]。

二、应用CFG桩实际原理

首先，CFG混合体包括各种材料，体现出混合各种材料的特殊强度，这一强度并不大；此外，由于碎石、石屑等共同组成CFG桩材料，形成粗糙的桩体，与附近土产生巨大摩擦力从而提升抵抗水平，当列车通过铁路时，通过桩体传递铁路承载力的同时，向路面作用反向力，获得平衡受力。相较于地基土的压缩特点，CFG桩获得极小压缩性，在传导力的过程中，桩体承受大部分集中应力，无法对软路基产生较大压力。

其次，CFG桩的排水通道十分理想，当降雨量较大或地基底部聚集大量雨水时，极有可能对路基软化产生负面影响，水通過路基底部顺延CFG桩流入地面进行蒸发，如此，地基底部的水持续向上渗出，提高了固化地基底部水平，蓄积水不断对地基造成影响，加快软化速率。

最后，CFG长螺旋钻孔成桩技术体现出核心特点，在设计复合地基过程中，可以添加褥垫层，形成荷载力的同时，桩与土共同形成一个综合体，对力有效承担[2]。

三、项目应用实例

（一）项目背景

浙江沿线铁路项目，采取CFG桩加固处理软基，合理设计桩间距，采取振动沉管灌注桩方法开展施工。桩顶选择0.5m厚级配碎石垫层，将两层土工格栅合理铺设。桩身利用一般硅酸盐水泥，并有效融合抗侵蚀防腐剂，严控添加水泥的量和水泥及粉煤灰比例，设计桩身强度必须低于5MPa。由于软土地基产生6-10m地面标高，难以产生平坦的自然横坡。通常线路是通过填方，上覆海积层、淤泥、粉砂等。由沟水、塘水、河水等共同构成地表水[3]。

（二）施工工艺

施工操作之前对场地有效平整，对障碍物及时清除，产生成桩操作饰演，对地质材料和设备功能有效审核，明确配合混合料的比例，结合试桩问题调整施工技术。

第一，对施工场地有效平整并填筑较厚砂砾垫层，利用全站仪和尺子结合桩位图设计桩位，做好记录。第二，钻机与钻孔就位，准备钻机，提升稳固和平整水平，将标尺设置在机架上，有利于对孔深进行记录。钻杆下方，对准钻头与桩位，对钻杆垂直水平科学调整。第三，搅拌混凝土，施工过程中选择正规试验室配合混合料，统一实施搅拌，并对涂料仔细计量以及加水均匀搅拌。第四，混凝土灌注，成孔以后，积极提升钻杆，借助高压泵对混凝土有效灌注，严格控制提升与泵送操作产生的速度，保证中心管内部产生足量混凝土，灌注操作中科学调节泵送量。若由于突发状况等待时间明显比初凝时间长，应再一次开展钻孔成桩操作。第五，孔口认真清理，对桩顶合理封住。结合操作流程合理设计桩位，之后安排之后施工。

四、施工控制

经过全面推断与分析施工方式与沉管方法，在施工中应用这一方法时，增加了桩体缩径、吊脚问题出现的几率，迫切需要解决桩身的完整性。

（一）完整性控制

桩头与套管垂直水平、提升套管能力、拔管速率等共同影响施工流程，在具体操作中必须保持严谨的态度，严格控制。在沉管操作之前，尽量调整平衡桩机，垂直向桩头套入套管，强化二者结合水平，防止由于接触不紧密而在套管中挤入淤泥。沉管操作时，对锤头落距严格控制，防止形成较大落距从而严重分离套管与桩头。结合施工特点，对拔管高度严格把握，每一操作结束后应停拔，并结合施工实际特点有效明确。拔管操作中，分阶段逐一添加混合料，确保其在桩管内部始终超过拔管高度，提升桩身完整性[4]。

（二）吊脚控制

在沉管内部控制停放混合料所需的时间，避免较长停留引发离析混合料现象。当符合设计要求后，将混合料顺利注入桩管内部，反复锤击，锤击和拔管同步完成，防止桩底产生吊脚问题。

（三）缩径控制

对拔管操作速率严格控制，当借助淤泥层实施拔管操作时，应有效把控拔管速率，防止产生桩身缩径问题。因此，在设计施工时，对混合料有效控制，并密切关注拔管速率和既定高度。当前，结合真实状况，我国通常利用按序跳打技术开展软基施工。若对桥头加固，施打方向应由背向至填土路堤；若对路基进行加固，则选择路堤内部到外部的实施方向。

五、结束语

在我国发展社会主义经济过程中铁路发展起到了至关重要的作用。但建设中的软基无形中增加了安全操作难度。CFG桩可以有效加固处理软基，降低安全威胁，提升铁路建设水平，并体现出较大承载力和减少下沉问题，此外表现出经济可行性，一定程度扩大了应用范围。经过大量实践分析，只有对质量严格管控，才能有效贯彻落实施工流程，并及时解决施工问题。

参考文献：

[1]洪宝宁，陈析.CFG桩在高速公路滑塌路段软基处理中的应用[J].公路交通科技，2014（3）：18-21.

[2]彭俊杰，辛酉阳.CFG桩复合地基在化新高速公路软基处理中的应用[J].粉煤灰综合利用，2016（6）：48-50.

[3]廖万明.探究CFG桩在沿海高速公路软基处理中的应用[J].江西建材，2015（11）：146.

[4]彭波.CFG桩在高速公路桥头深厚软土处理中的应用[J].湖南交通科技，2017（2）：42-45.

（作者单位：中铁三局集团第三工程有限公司）