临近既有线施工路基CFG桩工艺分析

朴树朋

（中交一公局集团华中工程有限公司，湖北武汉 430000）

0.引言

进入新时期，施工线路越发复杂，大量复杂地质的施工给施工管理增加难度，在这种情况下，文章结合实际案例分析该工艺的实际运用，该段路基全程接近1000m。由于施工比较复杂，因此文章结合实际内容进行详细分析，阐述施工的具体运用。

1.工程案例

本次项目位于山岭地区，地质属于侵蚀低丘、丘间山谷地区，低丘山体自然坡度为20°～35°，局部地势险峻陡峭，整体相对高度的约有35m～55m，植被主要是松树与灌木林，当地多山谷，干线少交通不方便。谷地呈现多条带状分布，农田分布多，道路沿线有零星水塘，地质孔隙发育，呈地下水分布，主要是大气降水为补给。本次路基CFG桩的直径为0.5m，桩间距为1.8m，将整个桩布设为四边形。在桩长设计中，长度为5m～16m，施工使用插筋 CFG 桩，钢筋笼插入地下3m以上，后插筋地段填料粒径不大于2cm。在地段顶端基层底层0.3m范围之内，铺设二层聚丙烯土工格栅，该格栅的极限抗拉强度应大于260kN/m。在CFG桩体砼材料需要使用粗骨料和细骨料，如碎石、石屑、粉煤灰等混合配置而成，设计砼强度为C20，对其进行配合之后运用在施工中，使用长螺旋土工法来进行施工。

2.CFG桩工艺价值分析

Cement Flying-ash Gravel pile工艺施工比较普遍，使用材料是混合水泥粉煤碎石，根据施工需要所制作的施工结构。现阶段这种结构常常运用在桩间土层、褥垫层组合的复合地基施工中，运用在高速铁路上，在高速路基施工中起到良好作用，对软土地基有非常积极的作用。因此常常使用在复合地基中，比如地质情况复杂地基构造复杂的施工操作中，在这个过程中需要使用材料有碎石垫层、中粗砂垫层等，这一类材料主要是置换作用。在施工中，要充分发挥水泥的水解、水化反应、凝应反应结晶产物与性能，从而提高桩体的抗剪强度性能。在具体的施工操作中，应考虑挤密效应，即在浇筑材料之后振捣、冲击作用对桩间土体所产生的影响，振捣与冲击操作可以提高桩间土体的强度、地基复合能力、承载能力等，从整体上提高了土体的稳定性。CFG桩施工的褥垫层可以强化桩间的土体性能，根据方案需要，在施工期间需设置厚度约为15cm～35cm的褥垫层，按照设计需要，在材料中添加碎砂石与中砂来提高桩间土的承载能力，以及实现桩体承载力的调整，促进桩体之间的协调。CFG桩施工中，能够排除积水问题，主要是通过对CFG桩的设计与运用，可以强化桩间的排水功能，提高土体整体的固结性能[1]。

3.CFG桩作业原理与优势

施工路基CFG桩工艺在实际操作中具备显著性能，具体有：（1）褥垫层，根据一般是针对复杂地质的使用，常常将其运用在复合地质中，而这种地基内，CFG的桩间土压缩模量低于桩体，桩体的整体作用均匀，而在竖向荷载力的影响下桩体的变形量也会减小，褥垫层作用下的桩体变形量很容易被控制，因此褥垫层可以起到很好的控制变形作用，褥垫层可以对变形起到缓冲量，有利于荷载的均匀协调，确保受力均匀。褥垫层内桩体加入材料之后，材料会通过施工工艺进入桩间土层内，随着土层的挤压作用、相互影响力作用下，出现了沉降情况，但是在路基中仍旧可以发挥良好的承载能力，加上桩间与桩基间的分布情况，也会在这个过程中不断均匀化。（2）置换作用，复合地基地置换作用与性能通过组成桩体的材料来决定，比如按照施工方案设计，在之前配置材料中加入粉煤灰可以提高桩体的粘结强，甚至可以发挥侧阻作用以及提高了CFG桩工艺的置换性能。在桩体长度增加既可以提高桩体的置换能力，也可以提高桩体的承载性能，尤其是进入后期置换CFG桩的性能也会显著提高。一般情况下之CFG桩复合地基面积置换率需要维持在百分之十五以内。在路基施工作业中，CFG桩径需要满足实际需求，施工之前设置合理的桩间距，不考虑对土层的影响，而且有效桩的长度为23m，部分情况下桩体置换率只能达到7.4%。在这种设计下桩间土接近天然地基，考虑到路基的实际需要，混凝土强度为C20。（3）CFG桩的挤密是通过增加桩间对桩侧的挤压力来提高桩的侧摩阻力。

4.CFG桩工艺的实际施工运用

施工材料：按照强度需要准备满足规格的水泥材料，根据实际需要，按照标准检查好水泥的强度、凝结时间等，并且根据实际需要进行试验验证。同时加入粉煤灰提高整体强度；CFG桩在施工中使用长螺旋成孔、芯管混合料施工，在施工中，粉煤灰细度控制在45%之内，粉煤灰等级为III级或者以上。粗骨料在使用过程中，按照相关标准校验含有物质量，结合之前施工操作经验验证CFG桩的强度，根据复合地基的实际情况和CFG桩工艺的需要，需要加入辅助材料辅助，选择C20的砼与之配比，最终强度应满足大于13.4MPa的数值。选择泵送工艺进行混凝土操作，这个内容中需要控制坍落度与搅拌时间[2]。

长螺旋钻机施工在这个过程中可以取得理想的效果，整体上不会对外界环境造成影响，而且也不会造成挤压现象，具备机械化程度高的特征，因此长螺旋钻机施工具备良好效果。具体施工工艺流程如下[3]：

（1）施工现场，施工之前做好试验分析，施工前做到三通一平确保施工现场上空无高压线路存在，地下无埋设的管线设施。

（2）布设桩点，做好现场清理，按照桩点布设放样布点。布点完毕之后按照顺序对CFG桩编号，使用醒目材料做好标记。

（3）钻机进入场地之后，技术人员及时做好检查，比如根据施工需要检查钻机部件性能，启动设备就位后，检查各方面指标，矫正位置与偏差度之后进行施工。

（4）搅拌混凝土材料，使用一部分搅拌站搅合材料，每一盘的搅拌时间不允许小于一分钟。

（5）钻机成孔，将钻头阀门关闭，缓慢移动钻杆到钻头与地面，这个过程一定要钻机的稳定，减少钻机的摇晃可以避免成孔出现偏差。成孔阶段重视钻机的状态，当钻机出现摇晃、钻进速度慢的时候就要放慢速度缓慢推进，避免出现位移等情况，如果出现位移和偏斜很容易导致钻具被破坏。钻机之前提前确定标高，确保标高为设计需求，在满足的基础上进行设计。

（6）灌注，首先严格按照设计操作要点与通常工艺进行操作，在实验中根据实际情况进行调整，确保符合实际情况达到最佳的施工参数。施工钻到一定情况进行调整，达到设计深度之后准确掌握拔杆的时间。操作人员要重视混凝土的泵送量与拔管速度，边灌注边提钻确保作业均匀，灌注均、提速提升，钻头应插入混合料之内。

（7）排气阀必须处于正常工作状态，要求检修人员重视对排气阀的检查，避免出现堵塞等情况，施工完毕一根桩置换移动位置进行下一根的施工，每一根施工完毕都要检查质量，确保达到实际要求。

5.结语

在CFG桩施工作业中，要根据实际需要验证桩设计内容是否合理，通过合理分析，得到设计所需要内容，同时结合路基施工的实际需要，对施工现场合理布设，制定完善的监督管理方案，对施工现场人员操作方式、设备、现场安全管理进行检查，确保施工各方面内容满足实际需求，达到相关标准，施工操作工艺满足施工实际需要。在现场管理内容中，采取精细化管理方式实现对系统的管理。