某高速鐵路車站CFG樁試樁工藝淺談

卜春玲

摘要：CFG樁意為水泥粉煤灰碎石樁，該工藝在粉土、砂土、粘土、雜填土以及淤泥質(zhì)土等地基均有廣泛而大量成功的運(yùn)用。目前，高速鐵路路基地段軟土地基處理最常采用的方法即是CFG樁。CFG樁能否達(dá)到地基處理的目的，直接取決于其試樁的準(zhǔn)確性。本文針對(duì)某高速鐵路CFG樁試樁過程，淺析高速鐵路CFG樁試樁工藝。

關(guān)鍵詞：CFG樁；試樁；高速鐵路；長(zhǎng)螺旋鉆孔

某高速鐵路車站，全長(zhǎng)1854.26m，按設(shè)計(jì)要求，軟地基處理采用直徑φ50cm的CFG樁加固。CFG樁成正三角型布置，其樁間距為1.6m。單根樁長(zhǎng)為2.6m～12.2m，總長(zhǎng)15504.5m。

一、地質(zhì)巖層及施工工藝選擇

該段地基上覆第四系全新統(tǒng)沖洪積淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，軟塑狀、粗圓礫土、卵石土；下覆基巖為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組泥巖夾砂巖。

CFG樁可選用以下三種施工工藝：

1、長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注成樁的施工工藝， 此類施工工藝適用于地下水位以上的粉土、粘性土、素填土、中等密實(shí)以上的樁土。

2、長(zhǎng)螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁的施工工藝， 此類施工工藝適用于粉土、粘性土、砂土， 以及對(duì)泥漿污染或者噪聲等相關(guān)要求較為嚴(yán)格的場(chǎng)地。

3、振動(dòng)沉管灌注成樁的施工工藝， 此類施工工藝適用于粘性土、粉土及素填土地基.

根據(jù)本地段地質(zhì)實(shí)際情況，CFG樁施工采用長(zhǎng)螺旋鉆孔，管內(nèi)泵壓混合料灌注法施工。

二、施工技術(shù)要求

1、本段路基軟地基處理采用CFG樁加固，CFG樁樁徑50cm，呈梅花型布置，樁間距1.6m。要求打入持力層（下臥硬土層及全分化層）不小于50cm 。

2、樁體材料：樁體材料采用碎石、砂、粉煤灰、水泥配合而成。樁身水泥采用P·O 42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量不大于200kg/m3，摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰（等級(jí)不小于III級(jí)），粉煤灰摻入量為70～90kg/m3，碎石粗骨料，滿足級(jí)配要求，松散堆積密度大于1500kg/m3。碎石最大粒徑：長(zhǎng)螺旋鉆孔，管內(nèi)泵壓混合料灌注法不大于25mm。樁身28天標(biāo)準(zhǔn)立方體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于15MPa。

3、混合料坍落度控制標(biāo)準(zhǔn)：長(zhǎng)螺旋鉆孔，管內(nèi)泵壓混合料灌注法為160～200mm。

4、CFG樁施工樁頂標(biāo)高宜高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高不少于0.5m，對(duì)樁頂以下2.5m內(nèi)進(jìn)行振動(dòng)搗鼓措施。施工完成后應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)高截除樁頭。

5、CFG樁成樁7天內(nèi)，采用低應(yīng)變檢查樁身完整性。檢查數(shù)量為總樁數(shù)的10%，且不小于3根。

6、CFG樁成樁28天后，進(jìn)行CFG樁單樁承載力檢驗(yàn)。檢驗(yàn)數(shù)量為總樁數(shù)的2‰，且不小于3根。

三、試樁的目的

1、確定CFG樁的各項(xiàng)施工參數(shù)：

（1） 確定不同樁長(zhǎng)、不同土層長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的鉆孔速度。

（2）確定長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)在不同樁長(zhǎng)、不同土層及巖層分界時(shí)的電流大小。

（3）確定長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)的施工工藝以及施工順序。

（4）確定長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)在50cm持力層中的鉆進(jìn)速度及電流大小。

（5）確定混合料的配合比、坍落度、攪拌時(shí)間。

（6）確定成樁過程中的拔管速度。

（7）確定每延米CFG樁混合料的用量。

（8）核對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)與設(shè)計(jì)地質(zhì)是否一致。

2、積累各種參數(shù)，便于指導(dǎo)CFG樁的后續(xù)施工，保證CFG樁的施工質(zhì)量。

四、CFG試樁施工方案

1、CFG樁試樁樁位選擇及試樁方案

為確定CFG樁施工的各項(xiàng)參數(shù)，試樁樁位應(yīng)選擇在該路基段具有代表性的CFG樁進(jìn)行成樁工藝性試驗(yàn)。本工程CFG樁成樁工藝性試驗(yàn)施工選在D4K476+190～D4K472+220段，該段路基地表以下約2.5～4.3m為粉質(zhì)粘土，[σ]=180kpa；軟粉質(zhì)粘土以下約4m為卵石土持力層，[σ]=400kpa。

該段路基CFG樁長(zhǎng)3～4.8米，選擇6根，樁間距為1.6米，成梅花形布置。

2、試驗(yàn)施工工藝流程概述

首先，需要測(cè)量放線，使用新型儀器全站儀測(cè)放出線路的中線與邊線，并利用CFG樁平面布置圖在坡腳線的外側(cè)處做好每根樁施工樁位位置放置，然后利用白灰或者是竹簽進(jìn)行標(biāo)示。其次，鉆機(jī)安放工作，鉆機(jī)安放的步驟是要先定位，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求，讓鉆機(jī)處于一個(gè)水平狀態(tài)，并且讓鉆桿能處于一個(gè)垂直狀態(tài)，垂直的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是低于1.0%度，鉆頭要向孔位中心對(duì)準(zhǔn)，偏差范圍控制在低于50mm內(nèi)，同時(shí)讓鉆桿與鉆孔方向處于一個(gè)方向。再次是進(jìn)行鉆進(jìn)成孔，這個(gè)工作需要注意的是在鉆孔一開始，就需要關(guān)閉鉆頭閥門，并移動(dòng)鉆桿，移動(dòng)鉆桿方向是朝下，直到鉆頭能觸及地面為止，然后打開電機(jī)，把鉆桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)下降，位置應(yīng)至設(shè)計(jì)標(biāo)高點(diǎn)，再關(guān)閉電機(jī)，并進(jìn)行鉆孔周圍塵土的清理工作。需要注意的是，鉆進(jìn)成孔時(shí)應(yīng)秉承先慢后快的速度，這個(gè)速度不但能夠及時(shí)檢查并糾正鉆桿偏位的差值，還能保持鉆桿平穩(wěn)。第四是灌注和拔管工作。灌注工作是在鉆進(jìn)行CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后開始的泵送混合料。需要注意的是成樁的提拔速度要按照預(yù)定的速度進(jìn)行，避免供料出現(xiàn)停機(jī)待料過程一定是連續(xù)進(jìn)行的。第五，移機(jī)。移機(jī)前的準(zhǔn)備工作，首先需要清理辨識(shí)下一根樁的樁位，目的是保證樁位的準(zhǔn)確性。同時(shí)還注意清洗鉆桿和鉆頭的工作。第六，CFG樁。在灌注結(jié)束后，鉆桿移除地面位置，檢查成樁樁頂標(biāo)高是不是與設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高相吻合后，再用粒狀材料或濕粘性土封頂。第七，處理樁頭。在CFG樁成樁一個(gè)星期后，先找出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后采用切割機(jī)將多余樁頭切除。

3、試驗(yàn)要點(diǎn)

首先，保持混合料坍落度的適度。一旦混合料坍落度過高就會(huì)使得樁頂浮漿過多，樁體強(qiáng)度過低。

其次，保護(hù)樁長(zhǎng)。在基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)切掉在成樁中先設(shè)定加長(zhǎng)的樁長(zhǎng)，保護(hù)樁長(zhǎng)取50cm。

再次，開槽及樁頭處理。開挖時(shí)為避免擾動(dòng)、損壞樁體和樁間土，應(yīng)留置足夠的人工開挖厚度，應(yīng)采用機(jī)械切割機(jī)切除樁頂，以保持頂面的平整度。

第四、成樁檢測(cè)項(xiàng)目

（1）無損低應(yīng)變應(yīng)力檢測(cè)；

（2）成樁28天后單樁承載力檢測(cè)。

五、試樁總結(jié)

嚴(yán)格根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況及質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果做出試驗(yàn)報(bào)告，試驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容應(yīng)包含有試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)過程、施工工藝和參數(shù)表、應(yīng)用范圍、控制措施、質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)、質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果等相關(guān)的內(nèi)容。試驗(yàn)報(bào)告按有關(guān)規(guī)定經(jīng)項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人審核后報(bào)監(jiān)理等單位批準(zhǔn)，按批準(zhǔn)的各項(xiàng)內(nèi)容用于指導(dǎo)同等類型地質(zhì)情況的CFG樁施工，并嚴(yán)格按試驗(yàn)結(jié)果執(zhí)行。

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