王 偉/中交第一公路工程局第一有效公司

簡析鐵路CFG樁地基處理技術的應用

王 偉/中交第一公路工程局第一有效公司

CFG 樁是鐵路復合地基應用廣泛的技術，這項新的地基加固技術技術源于20 世紀 80 年代末。目前，該項技術已經(jīng)大量運用在各級鐵路及高層建筑的地基處理技術中。本文將利用文獻綜述法，簡析CFG樁地基處理技術在鐵路的應用。

鐵路；CFG樁地基；處理技術；應用

一、CFG樁地基處理技術工作原理

（一） CFG樁地基處理技術概念

CFG樁通常就是指由水泥、碎石、粉煤等加水攪拌后，往土中灌入攪拌料形成增強體的復合地基。依據(jù)樁體的材料的差異，復合地基的樁體又分為一般粘度樁體、強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)揮側面阻力。樁越長，復合地基的承載力就增強，則鐵路的地基承載力幅度升高后，地基沉降減小。同時，設計時，要保證樁端落在硬土上。

（二） CFG樁地基處理技術的作用

1.置換作用和擠密作用。

由于CFG樁體的強度和模量超過樁間土，在負載的作用下，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，提高樁間土強度。

2.褥墊層作用。

樁的基礎處理技術是一種由樁和樁間土荷載的深基礎技術，CFG樁體與樁基礎等級相同，它們在應力時明顯不同。CFG樁體上設置了褥墊層，褥墊層是由碎石、砂等散材料構成，協(xié)調(diào)了樁體和樁間土的受力比例。設置墊層后，在豎向負載后，樁的模量轉移到樁間土，樁間土變形的比較大，樁向褥墊層沉入。當褥墊層的厚度過大，樁的承載力小，隨即復合地基承載力低；當褥墊層厚度過小時，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樁處理技術在鐵路中的應用

（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特點以及分布的形式特征，為樁間土承載力等研究提供相關的分析幫助。

2.試裝的工藝實驗。

審核施工設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行。

（三）試樁的目的

根據(jù)CFG相關的分析數(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構，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，樁的上層設計能最大抗拉能力超過260kn/m

2.施工準備。

（1）測量準備：施工階段測量清楚樁中心的位置。

（2）技術準備：參考圖紙結構平面圖，選擇恰當?shù)氖┕そY構圖，配備一定的工作人員。

（3）現(xiàn)場準備：清理現(xiàn)場，對樁頂進行標高，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：現(xiàn)場清理干凈，根據(jù)樁點設計結構土設點放樣。

（2）鉆孔就位：準備好鉆孔機械，通過塔機身四周的標直桿校準地點，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）鉆進成孔：讓鉆頭閥從鉆桿到鉆頭與地面相連，鉆進打孔，審核鉆孔與設計的是否一致。成孔時，找出鉆桿搖晃不易鉆的情況，慢速鉆進，，避免鉆孔偏移，影響鉆桿、鉆具的使用。施工時應當衡量施工工作面的標高不同，進行相應的增減。

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

（6）轉移位置：當每根樁施工結束后，鉆機要進行移位，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，需要在樁施工結束2到3小時內(nèi)進行棄土處理，保證施工正常進行。

4.施工質(zhì)量控制。

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

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

（3）原料混合灌注時需要維護混合面高于鉆頭面。

（4）混合料施工樁的樁頂應大于方案標高的0.5m，除非CFG實現(xiàn)方案中樁強度，才能去除那0.5m高度。在鑿樁頭的方面，應選擇小型機械協(xié)助技術人員去除樁間的土層，禁止樁頂標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設值，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)的標準。

（2）反射波檢測

低應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。其波在進行的時候應當發(fā)生在樁身具有波阻的一面。樁身截面能反射波長。根據(jù)濾波等相關科學技術研究，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時，不斷要進行正確速度的提拔，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，不再進行加載，使其都在方案正常標準內(nèi)。根據(jù)CFG樁處理技術在鐵路運用中，樁的品質(zhì)與其承載能力，是研究關鍵，明確裝置以及策略方法，流程等，能夠減小工作中的失誤。

四、結束語

綜上所述，CFG樁基礎處理技術在鐵路工作中被廣泛利用，CFG是一種重要的施工技術，所以在施工應用中，應當嚴格按照施工的工藝流程進行，同時對實際現(xiàn)場進行勘查，不符處應當根據(jù)實際情況對方案進行調(diào)整。才能確保樁處理技術的正確運用。

[1]黎文精.CFG試樁在高鐵路路基施工中的應用[J].中國技術新產(chǎn)品，2016（7）：112-113.

[2]劉小紅.CFG樁復合地基在工程中的應用[J].運城市建筑設計研究院，2015（5）：38-40.

[3]顧克喜，許高利.CFG在復合地基處理中的應用[J].港工技術與管理，2016（2）：46-49，60.