简析铁路CFG桩地基处理技术的应用

王 伟/中交第一公路工程局第一有效公司

简析铁路CFG桩地基处理技术的应用

王 伟/中交第一公路工程局第一有效公司

CFG 桩是铁路复合地基应用广泛的技术，这项新的地基加固技术技术源于20 世纪 80 年代末。目前，该项技术已经大量运用在各级铁路及高层建筑的地基处理技术中。本文将利用文献综述法，简析CFG桩地基处理技术在铁路的应用。

铁路；CFG桩地基；处理技术；应用

一、CFG桩地基处理技术工作原理

（一） CFG桩地基处理技术概念

CFG桩通常就是指由水泥、碎石、粉煤等加水搅拌后，往土中灌入搅拌料形成增强体的复合地基。依据桩体的材料的差异，复合地基的桩体又分为一般粘度桩体、强粘度桩以及散体材料桩。CFG桩具有置换和挤密的作用，它属于高粘度桩，其桩体模型体积比散体大，能够发挥侧面阻力。桩越长，复合地基的承载力就增强，则铁路的地基承载力幅度升高后，地基沉降减小。同时，设计时，要保证桩端落在硬土上。

（二） CFG桩地基处理技术的作用

1.置换作用和挤密作用。

由于CFG桩体的强度和模量超过桩间土，在负载的作用下，桩顶受力比桩间表面大，桩承载大部分压力，从而桩间土承载的外在压力减小，这是桩的置换作用。而桩的挤密作用就是利用振动沉管法使桩间孔中松散的粉土、砂石、填土等压实，密度增强，提高桩间土强度。

2.褥垫层作用。

桩的基础处理技术是一种由桩和桩间土荷载的深基础技术，CFG桩体与桩基础等级相同，它们在应力时明显不同。CFG桩体上设置了褥垫层，褥垫层是由碎石、砂等散材料构成，协调了桩体和桩间土的受力比例。设置垫层后，在竖向负载后，桩的模量转移到桩间土，桩间土变形的比较大，桩向褥垫层沉入。当褥垫层的厚度过大，桩的承载力小，随即复合地基承载力低；当褥垫层厚度过小时，桩间土的承载力也发挥不到位。因此，褥垫层的厚度要适中，宜为桩径的0.5倍左右。

二、CFG桩处理技术在铁路中的应用

（一）工程的概况

某铁路路基的3根CFG桩作为试桩。此路段是根据正上方进行规划，桩的半径约为0.25m，桩间距是1.8m，桩维持在2.5m～16.7m间，桩的混合料强度级别为C20。

（二）试装的内容

1.试装现场勘查。

全面掌握土层的力学特点以及分布的形式特征，为桩间土承载力等研究提供相关的分析帮助。

2.试装的工艺实验。

审核施工设施和施工的工艺流程以及方案可行性。如测量钻杆的提升速率以及混凝土的输送速率，为工作开展提供帮助。

3.桩身品质保证。

桩身是否合格，受力能力都能够影响到施工的正常进行。

（三）试桩的目的

根据CFG相关的分析数据等，对桩的质量以及施工工艺以及施工的步骤提供完善的设计方案。

（四）施工工艺

1.现场勘查。

CFG桩选定张方形的固定结构，对深度穿透软土层固定，实现了无压缩层下0.5m处，桩半径0.3m，桩的上层设计能最大抗拉能力超过260kn/m

2.施工准备。

（1）测量准备：施工阶段测量清楚桩中心的位置。

（2）技术准备：参考图纸结构平面图，选择恰当的施工结构图，配备一定的工作人员。

（3）现场准备：清理现场，对桩顶进行标高，建立工作垫层，然后打桩。

3.施工方法。

CFG桩打策略：选择跳桩法施工，防止断桩挨断桩，也能防止窜孔问题发生。

（1）布置桩点：现场清理干净，根据桩点设计结构土设点放样。

（2）钻孔就位：准备好钻孔机械，通过塔机身四周的标直杆校准地点，使得钻杆和桩位中心保持一致。

（3）混合料的搅拌：根据实验的合理比例混合砂石、填土的原料，保持原料的搅拌超过2分钟，使得粘合度更深。

（4）钻进成孔：让钻头阀从钻杆到钻头与地面相连，钻进打孔，审核钻孔与设计的是否一致。成孔时，找出钻杆摇晃不易钻的情况，慢速钻进，，避免钻孔偏移，影响钻杆、钻具的使用。施工时应当衡量施工工作面的标高不同，进行相应的增减。

（5）灌注和拔管：灌注准备前，技术人员搅拌合料。比如说：经过审核，设置150*150*150mm的28d抗压强度试块，成孔实现后就不继续进行钻孔。泵送原料时，要不断进行拔管，保持拔管速度2m/min，施工才能正常实施。

（6）转移位置：当每根桩施工结束后，钻机要进行移位，实施接下来的桩施工。

（7）弃土处理：在CFG桩施工中，会出现大量废土，需要在桩施工结束2到3小时内进行弃土处理，保证施工正常进行。

4.施工质量控制。

（1）原料进场时需要现场审核产品证明文件，并对原料进行抽样检查，合格后方能使用。

（2）钻孔进行阶段，每深入地基钻进1m，就需要对钻孔的成孔到桩长改变方向进行测量审核。

（3）原料混合灌注时需要维护混合面高于钻头面。

（4）混合料施工桩的桩顶应大于方案标高的0.5m，除非CFG实现方案中桩强度，才能去除那0.5m高度。在凿桩头的方面，应选择小型机械协助技术人员去除桩间的土层，禁止桩顶标高破坏影响桩的整体性。

（5）桩的投料必须都要超过方案的预设值，确保施工工程的稳固性。

5.桩体检验。

（1）审核每个桩的抗压能力，保证桩的稳定性。

（2）静荷载检测，清楚桩的承载水平。

6.检验的方法原理。

（1）静荷载验证

施工的现场单桩的荷载是选定慢速维持的方法，单桩竖向的负载水平审核是方案值的两倍，选择1.5*1.5m的钢制承压板。参考相应的数据值，确定单桩的承载能力值与沉降没有实现的标准。

（2）反射波检测

低应变的反射波检测就是把一维的波动方程作为桩检测的理论前提。其波在进行的时候应当发生在桩身具有波阻的一面。桩身截面能反射波长。根据滤波等相关科学技术研究，可以获取到平均的波速。施工工作人员能够将研究出的数据与施工方案紧密结合，确定桩的整体性。

三、施工注意事项

（1）施工过程中，确保排气阀正常有序运行，施工中规定固定时间检查排气阀工作情况，避免水泥将排气孔堵塞。

（2）桩的机械每移动一个桩位就需要参考轴线与四周施工的桩位的对应距离，选择合适的桩位，确保工作无误。

（3）钻杆要选择静止的提拔，施工时用泵输送混泥土时，不断要进行正确速度的提拔，杜绝发生超速提拔。

该项工程状况实现试桩的上限荷载值后，不再进行加载，使其都在方案正常标准内。根据CFG桩处理技术在铁路运用中，桩的品质与其承载能力，是研究关键，明确装置以及策略方法，流程等，能够减小工作中的失误。

四、结束语

综上所述，CFG桩基础处理技术在铁路工作中被广泛利用，CFG是一种重要的施工技术，所以在施工应用中，应当严格按照施工的工艺流程进行，同时对实际现场进行勘查，不符处应当根据实际情况对方案进行调整。才能确保桩处理技术的正确运用。

[1]黎文精.CFG试桩在高铁路路基施工中的应用[J].中国技术新产品，2016（7）：112-113.

[2]刘小红.CFG桩复合地基在工程中的应用[J].运城市建筑设计研究院，2015（5）：38-40.

[3]顾克喜，许高利.CFG在复合地基处理中的应用[J].港工技术与管理，2016（2）：46-49，60.