簡析鐵路CFG樁地基處理技術(shù)的應(yīng)用

王 偉/中交第一公路工程局第一有效公司

簡析鐵路CFG樁地基處理技術(shù)的應(yīng)用

王 偉/中交第一公路工程局第一有效公司

CFG 樁是鐵路復(fù)合地基應(yīng)用廣泛的技術(shù)，這項新的地基加固技術(shù)技術(shù)源于20 世紀(jì) 80 年代末。目前，該項技術(shù)已經(jīng)大量運(yùn)用在各級鐵路及高層建筑的地基處理技術(shù)中。本文將利用文獻(xiàn)綜述法，簡析CFG樁地基處理技術(shù)在鐵路的應(yīng)用。

鐵路；CFG樁地基；處理技術(shù)；應(yīng)用

一、CFG樁地基處理技術(shù)工作原理

（一） CFG樁地基處理技術(shù)概念

CFG樁通常就是指由水泥、碎石、粉煤等加水?dāng)嚢韬?，往土中灌入攪拌料形成增?qiáng)體的復(fù)合地基。依據(jù)樁體的材料的差異，復(fù)合地基的樁體又分為一般粘度樁體、強(qiáng)粘度樁以及散體材料樁。CFG樁具有置換和擠密的作用，它屬于高粘度樁，其樁體模型體積比散體大，能夠發(fā)揮側(cè)面阻力。樁越長，復(fù)合地基的承載力就增強(qiáng)，則鐵路的地基承載力幅度升高后，地基沉降減小。同時，設(shè)計時，要保證樁端落在硬土上。

（二） CFG樁地基處理技術(shù)的作用

1.置換作用和擠密作用。

由于CFG樁體的強(qiáng)度和模量超過樁間土，在負(fù)載的作用下，樁頂受力比樁間表面大，樁承載大部分壓力，從而樁間土承載的外在壓力減小，這是樁的置換作用。而樁的擠密作用就是利用振動沉管法使樁間孔中松散的粉土、砂石、填土等壓實，密度增強(qiáng)，提高樁間土強(qiáng)度。

2.褥墊層作用。

樁的基礎(chǔ)處理技術(shù)是一種由樁和樁間土荷載的深基礎(chǔ)技術(shù)，CFG樁體與樁基礎(chǔ)等級相同，它們在應(yīng)力時明顯不同。CFG樁體上設(shè)置了褥墊層，褥墊層是由碎石、砂等散材料構(gòu)成，協(xié)調(diào)了樁體和樁間土的受力比例。設(shè)置墊層后，在豎向負(fù)載后，樁的模量轉(zhuǎn)移到樁間土，樁間土變形的比較大，樁向褥墊層沉入。當(dāng)褥墊層的厚度過大，樁的承載力小，隨即復(fù)合地基承載力低；當(dāng)褥墊層厚度過小時，樁間土的承載力也發(fā)揮不到位。因此，褥墊層的厚度要適中，宜為樁徑的0.5倍左右。

二、CFG樁處理技術(shù)在鐵路中的應(yīng)用

（一）工程的概況

某鐵路路基的3根CFG樁作為試樁。此路段是根據(jù)正上方進(jìn)行規(guī)劃，樁的半徑約為0.25m，樁間距是1.8m，樁維持在2.5m～16.7m間，樁的混合料強(qiáng)度級別為C20。

（二）試裝的內(nèi)容

1.試裝現(xiàn)場勘查。

全面掌握土層的力學(xué)特點(diǎn)以及分布的形式特征，為樁間土承載力等研究提供相關(guān)的分析幫助。

2.試裝的工藝實驗。

審核施工設(shè)施和施工的工藝流程以及方案可行性。如測量鉆桿的提升速率以及混凝土的輸送速率，為工作開展提供幫助。

3.樁身品質(zhì)保證。

樁身是否合格，受力能力都能夠影響到施工的正常進(jìn)行。

（三）試樁的目的

根據(jù)CFG相關(guān)的分析數(shù)據(jù)等，對樁的質(zhì)量以及施工工藝以及施工的步驟提供完善的設(shè)計方案。

（四）施工工藝

1.現(xiàn)場勘查。

CFG樁選定張方形的固定結(jié)構(gòu)，對深度穿透軟土層固定，實現(xiàn)了無壓縮層下0.5m處，樁半徑0.3m，樁的上層設(shè)計能最大抗拉能力超過260kn/m

2.施工準(zhǔn)備。

（1）測量準(zhǔn)備：施工階段測量清楚樁中心的位置。

（2）技術(shù)準(zhǔn)備：參考圖紙結(jié)構(gòu)平面圖，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕そY(jié)構(gòu)圖，配備一定的工作人員。

（3）現(xiàn)場準(zhǔn)備：清理現(xiàn)場，對樁頂進(jìn)行標(biāo)高，建立工作墊層，然后打樁。

3.施工方法。

CFG樁打策略：選擇跳樁法施工，防止斷樁挨斷樁，也能防止竄孔問題發(fā)生。

（1）布置樁點(diǎn)：現(xiàn)場清理干凈，根據(jù)樁點(diǎn)設(shè)計結(jié)構(gòu)土設(shè)點(diǎn)放樣。

（2）鉆孔就位：準(zhǔn)備好鉆孔機(jī)械，通過塔機(jī)身四周的標(biāo)直桿校準(zhǔn)地點(diǎn)，使得鉆桿和樁位中心保持一致。

（3）混合料的攪拌：根據(jù)實驗的合理比例混合砂石、填土的原料，保持原料的攪拌超過2分鐘，使得粘合度更深。

（4）鉆進(jìn)成孔：讓鉆頭閥從鉆桿到鉆頭與地面相連，鉆進(jìn)打孔，審核鉆孔與設(shè)計的是否一致。成孔時，找出鉆桿搖晃不易鉆的情況，慢速鉆進(jìn)，，避免鉆孔偏移，影響鉆桿、鉆具的使用。施工時應(yīng)當(dāng)衡量施工工作面的標(biāo)高不同，進(jìn)行相應(yīng)的增減。

（5）灌注和拔管：灌注準(zhǔn)備前，技術(shù)人員攪拌合料。比如說：經(jīng)過審核，設(shè)置150*150*150mm的28d抗壓強(qiáng)度試塊，成孔實現(xiàn)后就不繼續(xù)進(jìn)行鉆孔。泵送原料時，要不斷進(jìn)行拔管，保持拔管速度2m/min，施工才能正常實施。

（6）轉(zhuǎn)移位置：當(dāng)每根樁施工結(jié)束后，鉆機(jī)要進(jìn)行移位，實施接下來的樁施工。

（7）棄土處理：在CFG樁施工中，會出現(xiàn)大量廢土，需要在樁施工結(jié)束2到3小時內(nèi)進(jìn)行棄土處理，保證施工正常進(jìn)行。

4.施工質(zhì)量控制。

（1）原料進(jìn)場時需要現(xiàn)場審核產(chǎn)品證明文件，并對原料進(jìn)行抽樣檢查，合格后方能使用。

（2）鉆孔進(jìn)行階段，每深入地基鉆進(jìn)1m，就需要對鉆孔的成孔到樁長改變方向進(jìn)行測量審核。

（3）原料混合灌注時需要維護(hù)混合面高于鉆頭面。

（4）混合料施工樁的樁頂應(yīng)大于方案標(biāo)高的0.5m，除非CFG實現(xiàn)方案中樁強(qiáng)度，才能去除那0.5m高度。在鑿樁頭的方面，應(yīng)選擇小型機(jī)械協(xié)助技術(shù)人員去除樁間的土層，禁止樁頂標(biāo)高破壞影響樁的整體性。

（5）樁的投料必須都要超過方案的預(yù)設(shè)值，確保施工工程的穩(wěn)固性。

5.樁體檢驗。

（1）審核每個樁的抗壓能力，保證樁的穩(wěn)定性。

（2）靜荷載檢測，清楚樁的承載水平。

6.檢驗的方法原理。

（1）靜荷載驗證

施工的現(xiàn)場單樁的荷載是選定慢速維持的方法，單樁豎向的負(fù)載水平審核是方案值的兩倍，選擇1.5*1.5m的鋼制承壓板。參考相應(yīng)的數(shù)據(jù)值，確定單樁的承載能力值與沉降沒有實現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）反射波檢測

低應(yīng)變的反射波檢測就是把一維的波動方程作為樁檢測的理論前提。其波在進(jìn)行的時候應(yīng)當(dāng)發(fā)生在樁身具有波阻的一面。樁身截面能反射波長。根據(jù)濾波等相關(guān)科學(xué)技術(shù)研究，可以獲取到平均的波速。施工工作人員能夠?qū)⒀芯砍龅臄?shù)據(jù)與施工方案緊密結(jié)合，確定樁的整體性。

三、施工注意事項

（1）施工過程中，確保排氣閥正常有序運(yùn)行，施工中規(guī)定固定時間檢查排氣閥工作情況，避免水泥將排氣孔堵塞。

（2）樁的機(jī)械每移動一個樁位就需要參考軸線與四周施工的樁位的對應(yīng)距離，選擇合適的樁位，確保工作無誤。

（3）鉆桿要選擇靜止的提拔，施工時用泵輸送混泥土?xí)r，不斷要進(jìn)行正確速度的提拔，杜絕發(fā)生超速提拔。

該項工程狀況實現(xiàn)試樁的上限荷載值后，不再進(jìn)行加載，使其都在方案正常標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。根據(jù)CFG樁處理技術(shù)在鐵路運(yùn)用中，樁的品質(zhì)與其承載能力，是研究關(guān)鍵，明確裝置以及策略方法，流程等，能夠減小工作中的失誤。

四、結(jié)束語

綜上所述，CFG樁基礎(chǔ)處理技術(shù)在鐵路工作中被廣泛利用，CFG是一種重要的施工技術(shù)，所以在施工應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工的工藝流程進(jìn)行，同時對實際現(xiàn)場進(jìn)行勘查，不符處應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況對方案進(jìn)行調(diào)整。才能確保樁處理技術(shù)的正確運(yùn)用。

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