高速铁路软基处理CFG桩施工

2017-10-21汪盛楼

名城绘 2017年6期

汪盛楼

摘要：在高速铁路路基软基施工中，CFG桩是一种重要的软基处理手段，可以很好的解决路基的质量问题。由于CFG桩的主要成分是水泥粉煤灰混凝土，具有较好的强度和刚度的性质，施工时对施工工艺综合考虑，在使用中可以获取较大的社会经济利益。本文围绕高速铁路软基处理的施工内容，整体分析CFG桩施工工艺，希望可以提高建设者的技术水平。

关键词：高速铁路；软基处理；CFG桩施工

在建设高速铁路过程中，路基发挥了十分关键的作用，很大程度上决定了铁路的建成质量，但不是所有铁路都能通过地基承载力较好的路基，经常会遇到地基承载力不理想、固位能力不佳的软基地段，甚至无法达到固位要求。要想在软基中成功构建固位稳定的路基，设计人员要不断创新、尝试新工艺来加强软基的承载力，CFG桩也就应运而生。

一、施工原理

（一）桩体置换

在复合地基中，水泥、粉煤灰等发生水解与水化反应，形成的结晶化合物十分稳定，碎石与石屑空隙通过这些化合物填充，并将各种骨料胶结在一起，强化桩体的抗剪能力与变形模量。

（二）挤密效应

利用振冲沉管法操作，凭借一定程度的挤密处理桩间土。结合振冲荷载功能，整体处置松散单粒结构，使这部分结构逐步密实和稳定，相应改进了土体物理力学性能，提升了单桩的承载力水平，增加了复合地基承载强度。

（三）褥垫层调整受力均化

在桩顶设置一层60cm厚度的褥垫层，一定程度上减轻单根桩需要承受的承载力，主要利用桩间土的承载作用，相应均化、调节了桩底基底的压力，确保桩与桩间土一起受力。

（四）排水效应

整个软弱地基段的土体通过与桩体的挤密作用，且桩与桩之间的距离较小，桩体表面表现出较强的渗透性，桩体与土体形成较好渗透功能的竖向排水和减压渠道。

二、施工设计原则和关键点

（一）原则

在设计中，认真遵守科学原则，重视桩体挤土作用，综合考虑钻孔桩松弛功能，施工过程中整体把握地质和环境特点，有效调节桩型与变形因素。关注施工情况，降低摩阻力对桩基的影响程度。结合各个方面提升应用的合理性，相应提高处理水平。

（二）关键点

CFG桩的钻孔设备的选择，目前振动沉管法和长螺旋钻管内泵压混合料的工艺，都能得到理想的挤密效果，同时配置装载机和挖掘机等设备。根据当地地材的供应及水泥和粉煤灰等原材料质量，合理选配施工配合比。施工放样时，采取8mm短钢筋竖直进行标记。钻孔过程中认真检查钻杆垂直情况，避免产生移动。当达到设计标高后，停止钻进，开始灌注混凝土，严格控制混凝土塌落度，保证混凝土的搅拌时间。混凝土泵送时，禁止先拔管后泵送混凝土，采用边拔管边灌注的方法，一定要掌握好拔管速度。混凝土灌注时一定要保证灌注的连续性，中间不得停顿，混凝土灌注的标高要高出设计标高0.5m[1]。

三、施工应用

（一）工程情况

西成客专成都至江油DK18+969-DK19+387.655段，CFG桩软基处理段落总长416.7m，本段其中挖方26.5万方，路基填方为10.6万方，CFG桩5436根，共计41031延米，采用C15的混凝土灌注。

（二）施工流程

本段软基处理CFG桩的施工，结合现场实际情况，采用长螺旋钻机，并使用管内泵压混合料灌注成桩，具体施工流程如下：

第一，钻机准备，平整施工场地及放线测量后，准备好钻机，严控桩位偏差数据，提升钻杆保持垂直，与桩位中心对齐。在进行大规模施工前，应选择不少于桩总数的3%进行试桩，确定本段CFG桩施工的相关参数。

第二，拌制混合料，在拌合站集中拌制，罐车运输至现场，对各原材料严格把关，采用用普通硅酸盐水泥，二级粉煤灰，5-31.5mm碎石等[2]。

第三，搅拌混合料，每盘混合料保证搅拌时间为120s，同时检测混凝土出站的坍落度等。

第四，钻入成孔，速度先慢后快，有利于找出地质差异，在钻进时发生钻杆摇晃、钻进困难的现象时，应放缓钻进速度，避免倾斜桩孔以及损坏钻具等。

第五，灌注混合料，结合试验桩明确拔管速度等参数，注意保持匀速提拔。为保证桩头质量，实际灌注的桩顶标高比设计桩顶高0.5m。灌注结束后，应对桩位反复检验，准确无误后可进入下一根桩的施工。

第六，钻机移动，上一根桩结束后，钻机转移至下一个桩位继续钻孔。由于长螺旋钻机可连续长时间施工，因此钻出来的土大量堆积，并覆盖周围桩位，要求再次对桩位进行复测，核准后才能连续钻孔[3]。

第七，桩头处置，按照设计的标高，对高出设计桩顶标高的部分进行破除，采用风镐或电镐破除，严禁采用液压破碎锤进行破桩头，然后再平整场地。