淺談張呼客運專線CFG樁施工

潘磊

摘 要：本文結(jié)合張（家口）呼（和浩特）客運專線路基施工實踐，就我國華北北部地區(qū)客運專線CFG樁施工關鍵工序和技術控制進行簡要闡述。

關鍵詞：客運專線；路基處理；CFG樁施工；技術控制

呼和浩特至張家口客運專線位于我國華北北部，呈東西走向。線路設計正線全長286.044km，其中，河北省境內(nèi)75.714km，內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)210.330km，為雙線電氣化鐵路。

中鐵十九局集團第六工程有限公司施工的張呼鐵路工程4標2分部共有3段路基全長3.536km。設計路基結(jié)構(gòu)層由上至下分別為基床表層（級配碎石）、基床底層（A、B組填料）、路堤本體（AB組填料及滲水土）。地基處理形式有： CFG樁加固、水泥攪拌樁加固和沖擊碾壓等。本文就CFG樁加固施工的關鍵工序及技術控制進行介紹。

CFG樁是英文Cement Fly-ash Gravel Pile的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機械制成的可變強度樁。通過調(diào)整水泥摻量及配比，其強度等級在C15-C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。

1.施工工藝

CFG樁施工工藝流程：配合比試驗→拌和混合填料試樁→施工放線→樁機就位→調(diào)平機身→鉆孔至設計標高→泵壓混合填料→均勻拔管至樁頂→移機至下（抽取混合填料樣品制作試塊）一樁位

2.施工方法

2.1施工準備：施工前應制定CFG樁布樁圖，圖中注明樁位編號。測量放線，準確確定樁位，檢查施工場地的控制樁點是否會受施工振動的影響。按設計要求由進行配合比試驗，選定合適的配合比，施工時嚴格按配合比配制混合料。

2.2試樁：開工前進行成樁工藝試樁，每個工點試樁不少于2根。根據(jù)試樁確定合理的施工工藝，并對按設計要求（樁徑、樁長、樁距）制成的樁進行單樁承載力、復合地基承載力、復合地基模量試驗，根據(jù)試驗結(jié)果，復核、修正設計，并與設計單位進行溝通。

2.3測量放樣：用全站儀先放樣出控制樁位，根據(jù)控制樁位及樁位布置圖采用鋼尺確定出每根CFG的樁位，用木樁標示。然后復核CFG樁的軸線定位點等。

2.4鉆機就位：操作鉆機就位并對準樁位，然后調(diào)整沉管垂直度，垂直度偏差不大于1%。

2.5鉆進成孔：鉆孔開始時，關閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動電機，將鉆桿旋轉(zhuǎn)下沉至設計標高，關閉電機，清理鉆孔周圍土。鉆進時應先慢后快，這樣能避免鉆桿搖晃，也能及時檢查并糾正鉆桿偏位的差值，在成孔過程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應放慢進尺。

2.6混合料攪拌：按設計配比配制混合料，混合料坍落度宜為160mm～200mm，攪拌時間不得少于1min。

2.7灌注及拔管：CFG樁成孔到設計標高后，停止鉆進，開始泵送混合料，當鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，嚴禁先拔管后泵料。拔管速率應按試樁確定參數(shù)進行控制，成樁的提拔速度宜控制在2m/min～3m/min，成樁過程宜連續(xù)進行，應避免供料出現(xiàn)問題導致停機待料。施工樁頂標高宜高于設計標高50cm。

2.8移機：移機前對下一根樁的樁位進行清理辨識，確保樁位的準確性。必要時，移機后清洗鉆桿和鉆頭。

3.質(zhì)量控制要點

3.1原材料質(zhì)量控制：所用的水泥、粉煤灰和粗骨料品種、規(guī)格及質(zhì)量必須進行檢驗，確保符合設計要求。

3.2進行成樁工藝性試驗：正式施工前，進行成樁工藝試驗，驗證設備性能、混合料坍落度，以及拔管速度等關鍵工藝參數(shù)。

3.3混合料強度控制：嚴格按照配合比拌制混合料，每班抽樣檢查3次混合料坍落度，并制作1組試件，檢測28d強度。

3.4每根樁的投料數(shù)量控制：每根樁投料時數(shù)量不少于設計灌注量。

3.5樁身質(zhì)量、完整性控制：采用低應變檢測樁身質(zhì)量及完整性，確保符合設計要求。

3.6樁頭質(zhì)量控制：在灌注時樁頂高度要考慮鑿除浮漿后滿足設計要求，鑿除樁頭時要露出新鮮的混凝土。一般施工樁頂標高宜高出設計樁頂標高不少于0.5m。CFG樁截斷樁頭采用在同一水平面按同一角度對稱放置2個或4個鋼釬，用大錘同時擊打?qū)额^截斷。最好采用截樁機截樁。樁頭截斷后，用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設計標高，樁頂允許偏差0～+20mm。

3.7泵壓混合料灌注施工控制：

鉆進過程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應放慢進尺。

混合料應按設計配比經(jīng)攪拌機拌和均勻， 坍落度、拌和時間應按工藝性試驗確定的參數(shù)進行控制，且拌和時間不得少于1min，攪拌的混合料必須保證混合料圓柱體能順利通過剛性管、高強柔性管、彎管和變徑管而到達鉆桿芯管內(nèi)。以避免出現(xiàn)混合料配比不合理、混合料攪拌質(zhì)量存在缺陷而造成混合料和易性不好、塌落度太大產(chǎn)生泌水及離析現(xiàn)象、塌落度太小而流動性差等，從而引起堵管現(xiàn)象發(fā)生。一般將粉煤灰摻量控制在70kg/m3～90kg/m3的范圍內(nèi)，坍落度應控制在160mm～200mm之間。

鉆孔進入土層預定標高后，開始泵送混合料，管內(nèi)空氣從排氣閥排出，待鉆桿內(nèi)管及輸送軟、硬管內(nèi)混合料連續(xù)時提鉆。若提鉆時間較晚，在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出，容易造成管路堵塞。

冬期施工時，混合料輸送管及彎頭均需做防凍保護，防凍措施不力，常常造成輸送管或彎頭處混合料的凍結(jié)，造成堵管。冬施時，有時會采用加熱水的辦法提高混合料的出口溫度，但要控制好水的溫度，水溫最好不要超過60℃，否則會造成混合料的早凝，產(chǎn)生堵管，影響混合料的強度。

杜絕竄孔現(xiàn)象。由于竄孔對成樁質(zhì)量的影響，施工中采取有效的預控措施：I.采取隔樁、隔排跳打方法；II.設計人員根據(jù)工程實際情況，采用樁距較大的設計方案，避免打樁的剪切擾動；III.減少在竄孔區(qū)域的打樁推進排數(shù)，減少對已打樁擾動能量的積累；IV.合理提高鉆頭鉆進速度。

施工中應保證排氣閥正常工作，要求每工作班經(jīng)常檢查排氣閥，防止排氣閥被水泥漿堵塞，造成管內(nèi)空氣不能順利排除，導致樁體存在氣囊，形成樁體空芯的質(zhì)量缺陷。

CFG樁成孔到設計標高后，停止鉆進，開始泵送混合料，當鉆桿芯管充滿混合料后立即開始拔管，嚴禁先提管后泵料而造成樁端不飽滿，影響CFG樁的樁端承載力。

鉆桿應采用靜止提拔，施工中嚴格按工藝性試驗確定并經(jīng)監(jiān)理工程師批準的參數(shù)控制鉆桿提拔速度和混合料的泵送量，并保證連續(xù)提拔，施工中嚴禁出現(xiàn)超速提拔而造成縮徑斷樁現(xiàn)象。

樁機移機至下一樁位施工時，根據(jù)軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行復核，保證樁位準確。

4.CFG樁頂帽CFG樁樁帽

4.1施工工藝流程：樁頭整平→樁周基底處理→加工、綁扎鋼筋→模板安裝→鋼筋及模板檢驗→混凝土澆注→混凝土養(yǎng)護→拆模

4.2施工方法

a.施工前整平、壓實碎石墊層，于碎石墊層上鋪設0.1m厚C20素混凝土作為工作面，C30鋼筋混凝土板現(xiàn)場澆筑?；炷翉姸任催_到1.2Mpa以前，不得在其表面來往行走。每塊板之間設0.02～0.03m寬伸縮縫，縫內(nèi)填塞瀝青木板，塞入深度不小于0.2m。

b.底層鋼筋保護墊層采用與混凝土同等級的水泥砂漿墊塊，其墊塊位置相互錯開形成梅花形以保證底層鋼筋保護層厚度。

c.模板采用鋼模板。

d.混凝土由就近拌和站拌和，混凝土罐車運輸，汽車泵泵入模內(nèi)，插入式振搗棒振搗?；炷潦┕ね旰笠龊灭B(yǎng)護。

e.混凝土強度達到設計強度的70%以上時才允許進行下道工序施工。

4.3施工注意事項：

a、冬期施工時混合料入孔溫度不得低于5℃，對樁頭和樁間土應采取保溫措施。

b、施工垂直度偏差不應大于1%；對滿堂布樁基礎，樁位偏差不應大于0.4倍樁徑；對條形基礎，樁位偏差不應大于0.25倍樁徑，對單排布樁樁位偏差不應大于60mm。

5.結(jié)語

通過對以上關鍵工序進行了嚴格控制，中鐵十九局集團第六工程有限公司施工的張呼鐵路CFG樁施工合格率100%，完全滿足設計要求。