仝鑫
摘要:鐵路對車站、橋涵與涵洞基底有著較高的承載力要求,當這部分結(jié)構(gòu)物處在軟弱地基區(qū)域時,必須加固處理。CFG樁的全新技術(shù)一定程度上提升了承載力,縮小了施工沉降,并表現(xiàn)出較強穩(wěn)定性。大量實踐說明,在加固鐵路軟基中CFG樁可以得到較好的效果,節(jié)省了施工時間,并有效控制施工質(zhì)量,對廢料合理應(yīng)用,有較強的經(jīng)濟可行性。
關(guān)鍵詞:鐵路軟基處理;CFG樁;使用
CFG樁主要通過混合粉煤灰、碎石、水泥等材料共同產(chǎn)生粘結(jié)強度較強的樁,與樁間土和褥墊層統(tǒng)一產(chǎn)生復合地基。自從CFG樁產(chǎn)生以后,不僅大量推廣應(yīng)用在加固的建筑地基中,還可以得到理想的經(jīng)濟成果,初步應(yīng)用在鐵路路基沉降中。相對來講,在不均勻沉降路基中科學應(yīng)用CFG樁,與鐵路的平順性要求相符。
一、CFG樁概述
在建設(shè)鐵路過程中,路基狀況發(fā)揮了巨大作用,一定程度決定了鐵路建設(shè)成功與否,但絕不是全部鐵路都經(jīng)過穩(wěn)固的地方路基,大多數(shù)地方路基不具備優(yōu)良的條件,缺乏固位能力的軟基,甚至不具備固位能力,簡單木樁類型的固位難以達到建設(shè)鐵路的需求。
要想徹底化解軟基中的固位穩(wěn)定路基問題,相關(guān)人員設(shè)計的全新方法強化固位不良的軟基,即CFG樁。具體包含碎石、石屑、粉煤灰、水泥和水,這部分原材料結(jié)合根據(jù)科學比例有效混合,凝固以后產(chǎn)生CFG樁。其無法產(chǎn)生較高強度,是低強度樁,與土形成協(xié)同作用,可以憑借樁間土的承受力和泥土統(tǒng)一發(fā)揮功能,向土壤深層傳遞全部受力,與處理地基中形成的復合地基類似。結(jié)合地基特點決定應(yīng)用哪種施工技術(shù),如此強化了穩(wěn)定性,具有一定的經(jīng)濟可行性[1]。
二、應(yīng)用CFG樁實際原理
首先,CFG混合體包括各種材料,體現(xiàn)出混合各種材料的特殊強度,這一強度并不大;此外,由于碎石、石屑等共同組成CFG樁材料,形成粗糙的樁體,與附近土產(chǎn)生巨大摩擦力從而提升抵抗水平,當列車通過鐵路時,通過樁體傳遞鐵路承載力的同時,向路面作用反向力,獲得平衡受力。相較于地基土的壓縮特點,CFG樁獲得極小壓縮性,在傳導力的過程中,樁體承受大部分集中應(yīng)力,無法對軟路基產(chǎn)生較大壓力。
其次,CFG樁的排水通道十分理想,當降雨量較大或地基底部聚集大量雨水時,極有可能對路基軟化產(chǎn)生負面影響,水通過路基底部順延CFG樁流入地面進行蒸發(fā),如此,地基底部的水持續(xù)向上滲出,提高了固化地基底部水平,蓄積水不斷對地基造成影響,加快軟化速率。
最后,CFG長螺旋鉆孔成樁技術(shù)體現(xiàn)出核心特點,在設(shè)計復合地基過程中,可以添加褥墊層,形成荷載力的同時,樁與土共同形成一個綜合體,對力有效承擔[2]。
三、項目應(yīng)用實例
(一)項目背景
浙江沿線鐵路項目,采取CFG樁加固處理軟基,合理設(shè)計樁間距,采取振動沉管灌注樁方法開展施工。樁頂選擇0.5m厚級配碎石墊層,將兩層土工格柵合理鋪設(shè)。樁身利用一般硅酸鹽水泥,并有效融合抗侵蝕防腐劑,嚴控添加水泥的量和水泥及粉煤灰比例,設(shè)計樁身強度必須低于5MPa。由于軟土地基產(chǎn)生6-10m地面標高,難以產(chǎn)生平坦的自然橫坡。通常線路是通過填方,上覆海積層、淤泥、粉砂等。由溝水、塘水、河水等共同構(gòu)成地表水[3]。
(二)施工工藝
施工操作之前對場地有效平整,對障礙物及時清除,產(chǎn)生成樁操作飾演,對地質(zhì)材料和設(shè)備功能有效審核,明確配合混合料的比例,結(jié)合試樁問題調(diào)整施工技術(shù)。
第一,對施工場地有效平整并填筑較厚砂礫墊層,利用全站儀和尺子結(jié)合樁位圖設(shè)計樁位,做好記錄。第二,鉆機與鉆孔就位,準備鉆機,提升穩(wěn)固和平整水平,將標尺設(shè)置在機架上,有利于對孔深進行記錄。鉆桿下方,對準鉆頭與樁位,對鉆桿垂直水平科學調(diào)整。第三,攪拌混凝土,施工過程中選擇正規(guī)試驗室配合混合料,統(tǒng)一實施攪拌,并對涂料仔細計量以及加水均勻攪拌。第四,混凝土灌注,成孔以后,積極提升鉆桿,借助高壓泵對混凝土有效灌注,嚴格控制提升與泵送操作產(chǎn)生的速度,保證中心管內(nèi)部產(chǎn)生足量混凝土,灌注操作中科學調(diào)節(jié)泵送量。若由于突發(fā)狀況等待時間明顯比初凝時間長,應(yīng)再一次開展鉆孔成樁操作。第五,孔口認真清理,對樁頂合理封住。結(jié)合操作流程合理設(shè)計樁位,之后安排之后施工。
四、施工控制
經(jīng)過全面推斷與分析施工方式與沉管方法,在施工中應(yīng)用這一方法時,增加了樁體縮徑、吊腳問題出現(xiàn)的幾率,迫切需要解決樁身的完整性。
(一)完整性控制
樁頭與套管垂直水平、提升套管能力、拔管速率等共同影響施工流程,在具體操作中必須保持嚴謹?shù)膽B(tài)度,嚴格控制。在沉管操作之前,盡量調(diào)整平衡樁機,垂直向樁頭套入套管,強化二者結(jié)合水平,防止由于接觸不緊密而在套管中擠入淤泥。沉管操作時,對錘頭落距嚴格控制,防止形成較大落距從而嚴重分離套管與樁頭。結(jié)合施工特點,對拔管高度嚴格把握,每一操作結(jié)束后應(yīng)停拔,并結(jié)合施工實際特點有效明確。拔管操作中,分階段逐一添加混合料,確保其在樁管內(nèi)部始終超過拔管高度,提升樁身完整性[4]。
(二)吊腳控制
在沉管內(nèi)部控制停放混合料所需的時間,避免較長停留引發(fā)離析混合料現(xiàn)象。當符合設(shè)計要求后,將混合料順利注入樁管內(nèi)部,反復錘擊,錘擊和拔管同步完成,防止樁底產(chǎn)生吊腳問題。
(三)縮徑控制
對拔管操作速率嚴格控制,當借助淤泥層實施拔管操作時,應(yīng)有效把控拔管速率,防止產(chǎn)生樁身縮徑問題。因此,在設(shè)計施工時,對混合料有效控制,并密切關(guān)注拔管速率和既定高度。當前,結(jié)合真實狀況,我國通常利用按序跳打技術(shù)開展軟基施工。若對橋頭加固,施打方向應(yīng)由背向至填土路堤;若對路基進行加固,則選擇路堤內(nèi)部到外部的實施方向。
五、結(jié)束語
在我國發(fā)展社會主義經(jīng)濟過程中鐵路發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。但建設(shè)中的軟基無形中增加了安全操作難度。CFG樁可以有效加固處理軟基,降低安全威脅,提升鐵路建設(shè)水平,并體現(xiàn)出較大承載力和減少下沉問題,此外表現(xiàn)出經(jīng)濟可行性,一定程度擴大了應(yīng)用范圍。經(jīng)過大量實踐分析,只有對質(zhì)量嚴格管控,才能有效貫徹落實施工流程,并及時解決施工問題。
參考文獻:
[1]洪寶寧,陳析.CFG樁在高速公路滑塌路段軟基處理中的應(yīng)用[J].公路交通科技,2014(3):18-21.
[2]彭俊杰,辛酉陽.CFG樁復合地基在化新高速公路軟基處理中的應(yīng)用[J].粉煤灰綜合利用,2016(6):48-50.
[3]廖萬明.探究CFG樁在沿海高速公路軟基處理中的應(yīng)用[J].江西建材,2015(11):146.
[4]彭波.CFG樁在高速公路橋頭深厚軟土處理中的應(yīng)用[J].湖南交通科技,2017(2):42-45.
(作者單位:中鐵三局集團第三工程有限公司)