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1、武广客运专线路基CFG桩加固施工技术 摘 要：结合武广客专的建设，主要介绍CFG桩的施工程序，质量控制要点，常见质量缺陷的原因及控制。关键词：武广客专 CFG桩 施工技术 1 前言武广客运专线XXTJ标二工区内软土分布广泛，岩溶地基（主要分布在咸宁车站）较普遍，且岩溶多呈串珠状分布，为为控制路基工后沉降、保证满足无碴轨道技术和质量要求，客运专线路基部分地段采取了复合地基（CFG）进行基底处理。本工区内CFG桩施工总长度达106328m，主要集中在新咸宁车站范围内。2 施工技术2.1 CFG桩的形式及布置CFG桩设计直径一般为0.5m，呈正方形或三角形布置，桩长、桩间距按各工点具体情况设计。桩顶
2、铺0.6m碎石垫层，垫层内铺设双向高强土工隔栅。桩长原则上必须穿透软土至硬底。2.2 施工流程为了进行设备选型，项目部选取了地质情况具有代表性的地段对振动沉管和长螺旋钻机两种设备都进行了CFG桩试钻。结合现场情况，振动沉管施工至原地面2-3m时无法继续下沉，而长螺旋钻机可以施工至全风化层面1m。所以决定选用长螺旋钻机设备进行CFG桩施工。经过试桩总结出施工流程如下：场地平整 测量放样 机具定位 钻进成孔 灌注砼 机具移位 桩头处理、场地余土清理 质量检测 褥垫层施工2.3 材质及配合比要求桩体原材料采用碎石、粉煤灰、水泥、砂配合而成，材料按C15砼配比。水泥应为PO32.5级及以上的普通硅酸盐
3、水泥，砼28天龄期标准试块抗压强度不小于C15砼标准。混合料搅拌按配合比进行配料，采用拌和站集中拌和。每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制，控制在60120s，塌落度控制在160mm180mm。2.4 施工操作与工序控制（1）施工准备提前作好施工方案、桩位布置平面图、施工技术交底、钻孔深度控制交底、截桩的桩顶标高控制交底等技术工作。平整压实施工场地，复核场地的地面标高。场地标高控制为设计基底标高以上50cm。利用先导孔法进行地质核对，通过取土样与设计进行核对，土样有变化的请设计确认。开挖场地四周排水沟，保证场地内有组织排水。测量放样由测量班对场地进行桩位控制桩的放样，放样必须采用钉钉
4、的木桩，减小桩位偏差；根据实测标高计算出施工时的钻孔深度。具体桩位放样由施工队根据控制桩引测，作好孔位偏差记录；场地附近的水准点交付施工队。（2）钻机就位：钻机就位后，使钻杆垂直对准桩位中心，确保桩位偏差5cm，确保CFG桩垂直度偏差不大于1%。采用在钻架上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，每根桩施工前都有专人进行桩位对中及垂直度检查，满足要求后，方可开钻。（3）混凝土搅拌：混凝土搅拌按配合比进行配料。每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制，控制在60120s，塌落度控制在160mm200mm。具体搅拌时间由搅拌站集中控制室进行控制，并在电脑中有详细记录。混合料通过砼运输车运
5、至现场。对于每盘混合料，现场试验人员都要进行坍落度的检测，合格后方可进行混凝土的投料，在成桩过程中抽样做混凝土试块，测定其28天抗压强度。（4）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及地面时，启动马达钻进。先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中，根据电流变化控制进尺或发现钻杆摇晃或难钻时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、钻杆位移、钻具损坏等。根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计深度，停止钻进。（5）灌注及拔管：钻孔至设计桩底标高后，停止钻进。通过砼运输车把混合料输送至钻杆芯管内，钻杆芯管充满混合料后开始灌注，边灌注边拔管，每根桩的投料量应不少于设计灌注量。钻杆采用静止
6、提拔，泵送量应与拔管速度相配合且拔管连续，压灌混凝土时一次提钻高度小于25cm,提管速率控制为2.02.5m/min，施工桩顶高程高出设计高程50cm，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。（6）移机：上一根桩施工完毕，钻机头进行保护，移位，进行下一根桩的施工。（7）截桩头：规范中明确要求，CFG桩顶端浮浆应清除干净，直至露出新鲜混凝土面，且截桩过程中，不得造成桩顶设计标高以下的桩体断裂和扰动桩间土。本段所施工CFG桩采用软截桩的方式进行截桩，每根CFG桩在灌注完成24内用小挖机进行截桩，并预留1020cm进行人工清除。（8）桩的检测情况：本段CFG桩施工完成后，桩身质量、完整性以及处理后的复
7、合地基承载力、压缩模量检验严格按客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准执行。成桩28d后及时进行桩身质量、完整性检测或复合地基承载力检测，同时测定标准试块的抗压强度，确保混合料28天龄期标准试块抗压强度不小于15MPa，桩体压缩模量不小于80Mpa。小应变检测数量不少于总数的10，平板载荷试验桩数不少于总数的2且每检验批不少于3根。 (9)褥垫层施工CFG桩检验完毕，并满足设计要求后，进行褥垫层施工。一般CFG桩桩顶面铺设0.5m厚碎石垫层，碎石粒径宜为820mm，最大粒径不宜大于30mm，垫层中铺设一层强度不小于110kN/m双向土工格栅，土工格栅上下各铺设0.05m厚中粗砂保护层。垫层材
8、料虚铺后用静力压实。土工格栅铺设时应铺平拉紧。搭接宽度，横向搭接50cm，纵向搭接50cm。3常见质量缺陷的原因及控制31导管堵塞由于混凝土配比或塌落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密（1）保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和塌落度符合要求。（2）灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净。（3）加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。 32偏桩 一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。 控制措施： （1）施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜； （2）放桩位时认真仔细，严格控制误差。（
9、3）桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。43断桩，夹层由于提钻太快泵送混合料跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。控制措施： （1）保持砼灌注的连续性，可以采取加大混合料泵量，配备储料罐等措施。 （2）严格控制提速，确保中心钻杆内有0.1m3以上的混凝土，如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混合料的初凝时间时，应重新成孔灌桩。 34桩身混合料强度不足压灌桩受泵送混合料技术要求，塌落度一般不小于16-20cm，因此要求和易性好。混合料中有粉煤灰，这样混合料前期强度低，加上粗骨料粒径小，如果不注意对用水量的控制仍容易造成混合料强度低。 控制措施： （1）优化粗骨料级配。大
10、塌落度砼一般用0.5-1.5cm碎石，根据桩径及地下水情况可以加入部分2-4cm碎石，并尽量不要加大砂率。（2）合理选择外加剂。尽量用早强型减水剂代替普通泵送剂。（3）粉煤灰的选用要经过配比试验以确定掺量，粉煤灰至少应选用II级灰。35桩身砼收缩桩身回缩是普遍现象，一般通过外加剂和超灌予以解决，施工中保证充盈系数1。控制措施：（1）桩顶至少超灌0.5m，并防止孔口土混入。（2）选择减水效果好的减水剂。36桩头质量问题多为夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等，一般是由于操作控制不当造成。 控制措施： （1）及时清除或外运桩口出土。 （2）保持钻杆顶端气阀开启自如，防止砼中积气造成桩顶砼含气泡。 （3）桩顶浮浆多因孔内出水或砼离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩。 （4）按规定要求进行振捣，并保证振捣质量。4 结语CFG桩与桩间土以及与基础地面间的褥垫层共同组成复合地基，具有承载力高、沉降小、变形稳定快、施工方便、易于控制施工质量、工程造价低的特点。根据上述施工技术指导施工的我项目部CFG桩通过了相关的质量检测，地基加固效果优良。参考文献：1 铁建设2005160号，客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准.2 TZ2122005，客运专线铁路路基工程施工技术指南.3武广客运专线XXTJ标施工图纸及设计文件；4铁路工程桩基无损检测规程。
