高速鐵路載體樁復(fù)合地基施工技術(shù)研究

林從福

摘 要： 我國(guó)的高速鐵路事業(yè)持續(xù)發(fā)展，工程建設(shè)力度不斷增強(qiáng)，但是由于不同地區(qū)地質(zhì)條件存在明顯差異，所以在高速鐵路施工中打造堅(jiān)實(shí)、牢固的地基，是保障高速鐵路行車安全的基礎(chǔ)前提。高速鐵路施工中，載體樁復(fù)合地基施工技術(shù)實(shí)際應(yīng)用，有別于常規(guī)地基施工技術(shù)，地基加固效果可觀，具有良好的經(jīng)濟(jì)性、適用性特點(diǎn)，在高速鐵路施工中得到了廣泛應(yīng)用。文章就高速鐵路載體樁復(fù)合地基施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行探究，分析優(yōu)缺點(diǎn)所在，尋求合理措施應(yīng)用在實(shí)處，實(shí)現(xiàn)高速鐵路地基加固處理。

關(guān)鍵詞： 載體樁復(fù)合地基;高速鐵路;地基加固

【中圖分類號(hào)】TU753.3 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.056

載體樁技術(shù)在公路、建筑等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，隨著應(yīng)用范圍延伸拓展，技術(shù)水平也在不斷提升。載體樁復(fù)合地基施工技術(shù)在高速鐵路施工中應(yīng)用，可以大大提升單樁承載力，降低加固深度和施工成本，為后續(xù)工程建設(shè)夯實(shí)牢固基礎(chǔ)。尤其是在軟土地基處理中，載體樁復(fù)合地基施工技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)鮮明，對(duì)于地基沉降控制要求嚴(yán)格，需要合理選擇地基加固處理方法，改善路基不均勻沉降問題，切實(shí)提升高速鐵路地基施工質(zhì)量。

1 載體樁的優(yōu)劣和加固機(jī)理

1.1 載體樁的優(yōu)劣

復(fù)合載體樁是在夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)上延伸而來(lái)，主要材料有混凝土和建筑垃圾等材料。有別于混凝土材料，載體樁端持力層壓實(shí)效果和擠密效果，較之混凝土材料更加突出，并且可以減少施工成本，為工程夯實(shí)牢固基礎(chǔ)。就載體樁優(yōu)點(diǎn)來(lái)看，單樁承載力高，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益良好，操作便捷，易于變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)[1]。同樣的，載體樁也有多種缺點(diǎn)，施工中如果遇到承壓水層，成樁難度較高，擠土樁可能對(duì)周圍構(gòu)造物帶來(lái)擠土效果;載體樁的地下水位可能較高，所以施工前要做好止水工作，避免地下水對(duì)載體樁復(fù)合地基帶來(lái)不良影響。

1.2 載體樁加固機(jī)理

載體樁復(fù)合地基中包含填充料、干硬性混凝土和擠密土體等材料，整合為復(fù)合載體，施工期間借助細(xì)長(zhǎng)錘夯擊，各項(xiàng)指標(biāo)符合技術(shù)要求后，控制護(hù)筒底深度，將混凝土和填充料填充如孔洞中，反復(fù)多次夯實(shí)，密實(shí)度符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)施工環(huán)節(jié)開始奠定基礎(chǔ)。載體樁屬于復(fù)合載體，基于側(cè)摩阻力傳遞部分荷載到樁側(cè)土體，基于樁基礎(chǔ)受力來(lái)傳遞荷載，朝著樁周圍土體和復(fù)合載體傳遞，并將大多數(shù)的荷載傳遞給下層土體[2]。

2 載體樁復(fù)合地基施工技術(shù)在高速鐵路施工中應(yīng)用

2.1 跳打施工

在載體樁復(fù)合地基施工中，如何保證樁柱施工質(zhì)量，契合工程項(xiàng)目實(shí)際情況和地質(zhì)勘察資料，選擇跳打方法進(jìn)行施工。擠密灌注樁，打樁期間遵循中間-兩側(cè)的順序施工。通常情況下，混凝土如果處于流態(tài)狀，打樁被影響次數(shù)最多2次，混凝土初凝狀態(tài)時(shí)，隔天打樁被影響次數(shù)最多1次。如果是特殊環(huán)境下，充分夯實(shí)填料，如果套管不及時(shí)，相鄰樁填料施工活動(dòng)結(jié)束后方可灌漿。

2.2 錘擊根管施工

使用細(xì)長(zhǎng)錘對(duì)地基夯實(shí)，應(yīng)始終保持一定距離，夯擊次數(shù)大概為3到5次，樁位和護(hù)筒對(duì)應(yīng)，并適當(dāng)?shù)脑黾渝N距，夯擊成孔。遵循相應(yīng)錘擊原則，護(hù)筒隨著細(xì)長(zhǎng)錘施工[3]。通常情況下，控制錘出護(hù)筒長(zhǎng)度為0.3m～0.8m，軟土層中含水率過高，以0.3m最佳。在具體施工期間，同時(shí)錘擊和反壓護(hù)筒施工，達(dá)到樁底標(biāo)高后控制錘距，各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。成孔過程中如果發(fā)現(xiàn)障礙，應(yīng)第一時(shí)間清理，如果清理不干凈則上報(bào)相關(guān)部門。

2.3 重錘填料

成孔符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，選擇適量填充料置于投料口施工。綜合考量施工土層含水量，選擇最佳的材料類型和施用量，以吸水性較強(qiáng)的材料為主，如碎磚，便于將水分充分吸收，實(shí)現(xiàn)土體固結(jié)處理。填充料期間，遵循前多后少原則，所當(dāng)?shù)目s小落距，把控填充量，避免破壞土體結(jié)構(gòu)[4]。一般情況下，錘落距不超過6m，碎石填充料2cm～5cm，護(hù)筒底部深度大概為0.3m。具體施工期間，如果發(fā)現(xiàn)樁底有地下水滲透，可以將水泥材料置于樁底，用于樁柱防護(hù)，改善滲水問題的同時(shí)，持續(xù)填充一定量的碎石，地基夯實(shí)牢固。

2.4 三擊貫入度檢測(cè)

上述環(huán)節(jié)結(jié)束后，檢測(cè)三擊貫入度，大概錘擊次數(shù)為3次。遵循逐步遞減原則進(jìn)行錘擊，如果檢測(cè)復(fù)合載體各項(xiàng)參數(shù)不符合要求，應(yīng)持續(xù)夯實(shí)滿足施工質(zhì)量要求。結(jié)合三擊貫入度檢測(cè)要求，應(yīng)不超過10cm。

2.5 填干硬性混凝土

載體樁復(fù)合地基具體施工中，可能由于操作不當(dāng)，或是受到材料因素出現(xiàn)斷樁情況，如何有效改善此類問題，持續(xù)增強(qiáng)樁身承載力，保證后續(xù)成樁質(zhì)量，可以加入適量的干硬性混凝土材料。此類材料坍落度偏低，保證干硬性混凝土和填充料體積比為3：10，優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)。對(duì)護(hù)筒底部夯擊處理，護(hù)筒長(zhǎng)度在5m以上，確保所有干硬性混凝土均可從護(hù)筒內(nèi)擊出。具體施工過程中，干硬性混凝土單樁填筑量大概為0.2m3，填入次數(shù)3次即可，保證混凝土填筑施工質(zhì)量[5]。

2.6 樁身灌注

載體樁灌注混凝土過程中，如果和易性較差，拔管期間可能導(dǎo)致摩擦力增加，即便完全拔出混凝土也難以第一時(shí)間擴(kuò)散。此類問題的存在，可能造成斷樁問題出現(xiàn)，影響到混凝土施工質(zhì)量。施工全過程中，操作人員如果拔管太快，可能出現(xiàn)管內(nèi)混凝土不足，混合料無(wú)法完全填充底部導(dǎo)致縮頸問題出現(xiàn)，所以要加強(qiáng)拔管速度的把控。結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，控制樁身灌注充盈系數(shù)，最少1.0，樁頂超灌0.5m，每分鐘灌注0.8m的混凝土，如果發(fā)現(xiàn)有縮頸情況出現(xiàn)及時(shí)補(bǔ)救，全方位保證施工質(zhì)量。

結(jié)論：綜上所述，高速鐵路基礎(chǔ)是工程的施工重點(diǎn)，載體樁復(fù)合地基施工技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)充分契合施工區(qū)域的土層情況，尤其是軟土區(qū)域，充分跟發(fā)揮載體樁復(fù)合地基施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)，降低土層含水率，灌注混凝土提升土層整體密實(shí)度，為后續(xù)工程施工質(zhì)量和安全提供保障。

參考文獻(xiàn)

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[5] 張淑媛.高速鐵路載體樁與CFG樁復(fù)合地基沉降特性對(duì)比試驗(yàn)研究[D].西南交通大學(xué)，2012.