高速铁路cfg桩施工工艺及质量控制研究

方国强

摘 要：本文通过对高速铁路施工过程中有可能出现的工程质量问题进行分析，结合实际工程施工状况，分析高速铁路建设中cfg桩的主要使用工艺，并对cfg桩建造施工过程中质量控制的相关策略进行探究，为更好地发展铁路工程建设提供参考。

关键词：cfg桩;施工工艺;质量控制;铁路建设

中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）03-0116-02

0 引言

cfg桩是一种强度不高的混凝土桩，但可以有效利用桩间土、地层等，通过荷载作用，将石桩承受的荷载力向更深的地基土层分散，使得桩间土承载力减小，在铁路地基建设中得到了广泛的应用，这样从整体上提升了高速铁路地基的承载力，在铁路使用过程中，减少了因火车重力造成的变形，并且cfg桩不使用其他的钢筋材料，用材成本低，使得铁路建设的工程造价更低，这种地基建设技术在高速铁路建设中得到了广泛的应用。

1 铁路建设工程概况

本文探讨的高速铁路建设路段为宿迁特大桥的路基DK133+105.1～DK135+385.45，用到的铁路桩基总共19616根，桩基设计采用cfg桩加固的方式，在工程施工过程中，cfg桩质量检验的主要参考指标是：施工记录、混合物料的坍塌度、cfg桩数量、位置偏差、cfg桩标高和质量、cfg桩桩身强度等。cfg桩成桩28天之后，可以对cfg桩的桩身强度，单桩的承载能力以及在复合地基中的承载能力检测，在cfg桩建造过程中，要对cfg桩进行抽样检测试块，防止建桩过程中存在影响建桩质量的因素积累。单桩的施工工艺主要采用长螺旋钻孔芯灌装混合料的工艺形式。根据施工放样的工程设计图示，计算和测量边桩桩位对应的坐标，并借助全站仪等精密的仪器进行定位测量，通过测定一个中心桩位，确定其他桩位，

2 cfg桩的施工工艺探讨

2.1 铁路建设地基加固方案策划

铁路桩基建设施工前要进行地基加固方案的选择和策划，根据铁路建设的具体自然条件，工程设计尺寸，地基深度和地基加固后的承载能力以及对于变形量的控制要求，共同决定铁路地基建设的方案。根据文中所探讨工艺条件，确定cfg桩复合地基的直径大小，并且深刻理解cfg桩复合型地基的主要原理。

2.2 铁路地基建设施工准备

第一，施工前需要准备好工程所需的各类机械设备，打桩机优先选择履带式的，运行功率尽量选择较高的，这样就能保证打桩机的工作性能基本满足施工需求，综合考虑阴雨天气施工条件，地泵选择柴油机形式的，以降低施工过程中对电力资源的应用，确保施工安全。

第二，需要准备工程建设材料，选定工程材料时要对各种材料进行检测，选择符合标准的合格材料，着手准备cfg桩制造原料的混合配比试验。施工前所有工程建设人员的监督人员必须熟悉工程设计，在此基础上对现场施工条件进行勘查，根据实际的施工现场条件规定现场施工的控制点，对施工过程中的设计以及安全管理等进行明文化规定，将工程施工各个环节的责任落实到每位施工人员身上，在施工前对工程施工的具体情况要进行详细的交底，并且进行专业的工程培训。为了防止确定好的桩位在复杂的工程环境中变模糊或者丢失，可以采用钢钎打点定位的方式，然后再进行一定的标注。

第三，进行试桩工作。完成试桩施工之后，对成桩进行工艺试验，检验工程施工地点的各类设备条件以及工艺设计、施工顺序等是否符合实际的建设需求，在此基础上确定cfg桩的制作材料混合比例和材料混合的时间、混合搅拌的速度等造桩工艺参数。对施工过程中的抽样试块检测，一般一个台班做三块，

试块尺寸为150mm×150mm×150mm，并且要限定28天的抗压检测期。混合料28天龄期标准试块抗压强度不小于10Mpa。桩身完整性检测：cfg桩建成七天之后，运用低应变动力的检测技术，对桩身完整性进行检测。单桩承载力检测：成桩28天之后，再对桩身的承载里进行测验。取芯检验：完成桩身检测之后，提取不同深度的桩芯试样进行桩芯强度检测，取芯检测后空洞的桩芯用水泥砂浆进行灌注密封。开挖检验：经上述检验过程发现桩身存在问题时，要对桩身进行剖析检测。

第四，桩定位测量放样。cfg桩在工程施工之前，先要將施工地基挖至一定的深度，将地基压平实。根据详细的工程设计图示，准确规划和测量相应的放样控制点。

2.3 单桩施工工艺及方法

根据本文所探讨的铁路地基建造工程所确定的工艺条件，相关的工程施工流程如图1所示。

第一，要根据布桩图计算边位桩的中心坐标，根据中心坐标标注出其他桩位的位置信息，并且为了防止桩位标注模糊造成施工定位不精确，可以用钢钎打出桩位定位，罐白灰或者进行明显的标记。

第二，本文所探究的铁路地基cfg桩采用的是长螺旋钻机钻孔的技术。钻机准备就位之后，利用液压支撑和滑道共同完成钻孔工作。根据cfg桩桩位的允许偏差为纵横向5厘米的规定，在钻机就位之前对钻机的位置要进行测量和准确的定位，保证桩位偏差不超过允许范围。

第三，钻机校正。钻机就位之后，要利用钻机周围的垂直标杆对钻机的位置进行校正，保证钻机的钻杆能够垂直对准标定的桩位中心位置，提高cfg桩的垂直偏差度符合设计要求，为了保证施工过程的精确度，技术人员还需要全程进行工程监督。

第四，建桩原料混合搅拌。建桩的而原料由统一的拌合站集中生产，按前期实验研究确定的配合比进行原料配比，搅拌的时间也规定为前期实验确定的，根据施工方法和工艺要求确定的加水量和坍塌度。

第五，钻进成孔。钻进成孔时要注意打桩的顺序;开始打桩钻孔之前，检查钻机状况，确保良好;注意调整钻进过程中速度，根据工作面的高度，适当调整标高高度。

第六，灌注及拔管。钻孔完成之后，开始灌注混合料。灌注工作由长螺旋钻机直接泵送入孔，先将钻机的导管插入钻好的桩孔底部，再灌注混合料，当钻杆的管芯中充满混合料后开始提钻，始终保持钻杆的导管没入混合料1米左右。提钻的速率控制在2.0-3.0m/min左右，保持均匀的拔管速度直至桩顶，桩顶要超灌50厘米以上的混合料以确保桩身的质量，成桩之后要加以覆盖保护。桩身灌料的量不能低于设定值，在灌料过程中不能停泵待料。

第七，清理桩间土，挖出桩头，并着手开始铺设工程。成桩28天之后，首先要清理桩间土，从横向开始，利用小型的辅助工具进行清土，靠近桩头部分采用人工清除桩间土，然后采用切割机进行切桩至设计标高。

3 cfg桩施工过程中质量管理控制的要点

3.1 堵管

第一，建桩的混凝土比例不符合设计要求，混凝土中的骨料和粉煤灰的用量不达标的时候，混合料的和易性差，容易造成物料堵管，所以要严格控制物料配比，将坍塌度控制在16cm-20cm之间。

第二，工程施工操作不合规范。当钻机钻孔达到设计标高之后，要开始进行灌注工作，当钻杆的芯管内还留有一部分原料时拔管，如果提钻花费时间较长，就会造成泵里的原料喷出，这样很容易造成管路堵截，所以，要注意拔管的速度。

第三，冬季施工保护措施不到位。冬季气温偏低，施工过程中要对混合原料的输送管道做防护措施，如果防冻措施不到位，就会造成管道中的混合原料结块，这样也会导致管路堵截，所以要注意冬季施工的防冻措施，采用热水加热的办法，防止管路堵塞，对水温的控制也有严格的要求，温度过高则会导致管内的混合原料提前凝固，堵塞管道。

第四，原料输送管道设计不合理，存在缺陷，也容易造成原料积压管道堵塞，要严格要求输送管道的设计合理性。

3.2 窜孔

發生窜孔的原因主要有：加固的土层中含有大量的散砂;钻机的钻杆在钻进过程中叶片剪切作用力过大，使周围其他土层松动;土层收受到剪切作用力，土体发生变化，形态不稳定。

控制窜孔的相关措施：打桩过程中采用隔断跳打的方式，减小打桩过程中造成的应力集中现象;对容易发生窜孔区域的，要控制打桩的排数，防止个桩孔之间产生干扰;控制钻机钻孔过程中的速度，使土层稳定。

3.3 缩径、夹泥

控制钻进过程中钻机的提钻速率，防止提钻速率过快造成的周围土体向孔内坍塌的现象发生，使得桩孔直径缩小，不能满足工程设计要求，并且这样使得桩孔内残留大量的泥土，使得桩孔不符合工程需求，要严格控制灌料管没入的深度以及拔管的速度。

3.4 cfg桩桩身混合原料填充不饱满造成空芯现象

这样的施工问题主要是因为混凝土灌注过程中，排气阀工作性能不佳，使得钻机工作过程中，管内留有大量的空气，在输送混合原料的时候排气阀不能有效将空气排出，导致混合原料输送管道存有大量的空气，使得桩身在原料填充过程中因存在大量空气出现不饱满的现象，所以在时刻注意排气阀的状况，出现问题及时解决。

4 结语

总的来说，cfg桩在铁路地基建设过程中，是十分重要的基础工程建设，cfg桩制造过程中，还可能存在桩长小于设计长度的现象，这主要和钻机的标识有很大关系，所以，在施工过程中要加强施工人员的培养和管理，确保工程施工达到设计要求。

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