铁路路基长螺旋钻机施工CFG桩质量控制策略

邹青

（中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司，福州 350000）

1 工程概况

新建沪渝蓉高铁WYZQ-6标段起讫里程为DK216+180.85～DK269+780，桥梁27座；单洞双线隧道6座；路基24段，总长7.65 km，其中，区间路基长5.67 km，站场路基长1.98 km。当阳西站中心里程为DK256+580，当阳西站双线正线起止里程DK255+898.89～DK257+882.090，前后分别接高桥河特大桥及沮河特大桥；当阳西站到发场包括到发线2条；当阳西站综合维修工区包含安全线1条、工区走行线1条。当阳西站位于水平地段且位于直线上，正线线间距5.0 m，站线线间距6.5 m，工区站线线间距5.0 m。当阳西站路基包含正线路基、站线路基、维修工区路基。主要工程项目包含地基处理、地基加固、路基排水、土石方、过渡段、护肩、路基边坡防护以及综合接地，接触网立柱基础等与站后有关接口工程。本文主要讨论地基处理中CFG桩施工内容。

2 施工工艺流程

本工程CFG桩采用长螺旋钻成孔，施工流程为：原地面处理→测量放样→钻机就位→钻杆垂直度检查与调整→钻孔至设计深度，记录施工设备贯入地层的反应，核查地质资料→泵送混合料，钻杆内充满混合料后开始拔管→均匀拔管并泵压混合料直至桩顶，拔管速度符合工艺试验标准，投料量不得少于设计灌注量→清土→钻机移至下一桩位→桩间土开挖→桩头处理→成桩质量检测。

3 CFG桩施工工艺及控制要点

3.1 原地面处理

CFG桩施工前对原地面进行清表、碾压至设计桩顶高程，处理质量满足设计及验收标准要求，施工前彻底清除路基范围内原地面表层树根、草皮，挖除根系，并做好地下水出露的处理及临时排水[1]。

3.2 测量放样

测量放样人员根据图纸计算出来的CFG桩坐标放样出施工区域范围，并采用白石灰做好标线，桩位定位现场插短木棍，短木棍插入土深度不少于20 cm，并用白石灰做标记。

3.3 钻孔施工

3.3.1 钻机就位

钻机就位后，校正对中，使钻杆对准桩中心位置，观察测量塔机塔身前方、左侧的垂直指针，检查钻杆的垂直度，保证钻杆垂直度偏差不超过1%。用钢卷尺检查螺旋钻头直径，直径不小于0.5 m。现场的工程技术人员在每一根桩施工前都要进行核对桩位中心及钻杆垂直度的检查，符合要求后开始钻进，做好桩位偏差和垂直度记录[2-3]。长螺旋钻孔法CFG桩成桩工艺示意图如图1所示。

图1 长螺旋钻孔法CFG桩成桩工艺示意图

3.3.2 钻进成孔

钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时启动马达钻进。先慢后快，以降低钻杆晃动幅度，同时查看垂直标杆，检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。

施工桩长按照设计图纸横断面上的桩长作为指导控制数据，根据试桩成果总结报告，进入持力层（进入粗圆砾土层）电流由100 A±20 A瞬间增加至150～190 A时，作为最终控制桩深，以此成孔桩来验证设计单桩承载力。具体方法如下：对照设计地质勘查报告核实地质情况，根据打桩系统确认桩长满足设计要求，同时主机电流由100 A±20 A瞬间增加至150～190 A时，此时可终孔；在长螺杆钻杆上，每20 cm标注红油漆作为长线刻度标识，每米标注数字刻度标识，以此来查看及记录钻机实际进尺深度。

3.4 混凝土施工

3.4.1 混凝土搅拌及运输

混凝土由拌和站集中拌和供应，原材料均应符合要求。混凝土所用材料技术指标：碎石最大公称粒径31.5 mm、中粗砂、水泥采用普通硅酸盐42.5水泥、粉煤灰采用二级粉煤灰、水采用检验合格的井水、外加剂采用检验合格产品[4]。根据配合比生产混凝土，每盘料搅拌时间控制在2 min，混凝土坍落度控制在160～200 mm。运输采用混凝土罐车。

3.4.2 拔管灌注混凝土

当钻进到设计标高时，观测主机电流变化情况，根据试桩成果总结报告，主机电流由100 A±20 A瞬间增加至150～190 A时方可停止钻进，开始泵送混凝土，提钻杆前，检查钻杆芯管内是否充满混凝土，禁止先提钻杆后泵料，拔管过程必须连续，混凝土的泵送量与拔管速度相匹配，始终保持混凝土高于钻头面约1 m。控制好拔管速度确保泵送混凝土对钻头形成有效挤压（确保混凝土灌注的连续性），拔管速度控制在2～2.5 m/min，整个拔管过程要匀速进行，如遇淤泥或淤泥质土，拔管速度适当放慢，通过两侧高程控制边线控制现浇桩桩顶高程，桩身混凝土应灌至桩顶高程以上30 cm，确保桩身混凝土质量。在灌注混凝土时，混凝土的灌入量通过理论计算值（0.196 m3/延米）和实际混凝土的投料量进行对比，控制好混凝土的投料量，确保每根桩的投料量不小于设计灌注量。施工过程中专人记录好每根桩的灌注时间、终孔电流、拔管速度、混凝土坍落度和混凝土实际灌注量。

4 拔管灌注过程中的注意事项

1）检查每辆混凝土运输车中的混凝土方量，数量不足时不得灌注混凝土。安排专用车辆供应混凝土，确保施工连续，避免停工待料。

2）启动地泵输送混凝土，将管道内的混凝土填充满再启动拔管。

3）拔管过程中禁止旋转钻头，防止钻头和孔壁的泥土掉入桩中造成断桩。

4）钻至孔底后，停止钻进，空钻10～30 s后停钻，提钻时先将钻杆提升约50 cm，开始输送混凝土，混凝土填充满管道后再匀速提钻灌注；通过管道顶端的排气孔检查管道内混凝土是否填满。

5）根据试桩总结确定的提钻速度施工，完成后及时进行桩身检测，确认成桩质量。

6）为保证桩头质量，在提钻至桩顶后停止提钻，继续泵送混凝土10～30 s。

7）在提钻灌注过程中，提钻、放料和混凝土泵的配合要专人指挥，用必要的通信工具联系，以保证配合一致。

5 CFG桩工后处理

社，2018.

[2]苗青山.铁路路基工程中的CFG桩软基加固施工技术[J].工程建设与设计，2022（4）：117-119+132.

[3]中铁四局集团有限公司.高速铁路路基工程施工技术：Q/CR9602—

1）不得扰动未终凝的桩体混凝土。

2）CFG桩施工隆起的弃土需待桩施工完7 d后开挖，采用小型挖掘机配合人工开挖，严格控制开挖范围，铲斗与桩边之间保持安全距离，同时避免对桩间土造成扰动和对设计桩顶高程以下的桩体造成损害。

3）CFG桩施工逐桩退打，严格控制施打顺序和机械走行，避免挤压已完成的桩体。

6 质量通病及防治措施

相关质量通病以及具体防治措施见表1。

表1 质量通病及防治措施表

7 结语

CFG桩的施工质量关系到铁路路基的稳定，采取有效的质量控制措施极为必要。因此，在施工过程中，要针对工程的实际地质情况，总结施工参数，严格控制各项工序，从而有效地保障施工质量。