林世虎

（中鐵十九局集團(tuán)第三工程有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110136）

1 工程概況

工程段為新建銀川至西安鐵路甘寧段YX-SG-ZQ-3 標(biāo)段一工區(qū)管段路基，里程范圍為DK215+263.86～DK228+419.34，路基長(zhǎng)度為10 076.74 正線公里。工區(qū)管段路基3 段，總長(zhǎng)度10 076.44 m，里程為DK216+396.14～DK218+783.04；DK219+497.5～DK220+609.34；DK221+666.66～DK228+244.66。項(xiàng)目所在區(qū)域?yàn)檐浕匦?，挖方?7×104m3，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)采用CFG（Cement Flyash Gravel，水泥粉煤灰碎石樁）樁施工工藝。

2 高速鐵路軟基處理中CFG 樁施工要點(diǎn)

（1）前期準(zhǔn)備工作，主要涉及到場(chǎng)地整平、精確測(cè)量放線等。

（2）試樁，基于此方式確定適用于本工程的工藝參數(shù)[1]。

（3）鉆進(jìn)與灌注，持續(xù)鉆進(jìn)并到達(dá)指定深度后停止，便可使用符合工程質(zhì)量要求的混合料展開(kāi)灌注施工，通過(guò)試驗(yàn)的方式檢驗(yàn)樁體質(zhì)量。

（4）設(shè)置樁頂墊層，結(jié)束此工作后即可展開(kāi)后續(xù)CFG 樁施工作業(yè)。

大量工程經(jīng)驗(yàn)表明，CFG 樁雖然在軟土地基中具有適用性，但易出現(xiàn)斷樁等問(wèn)題[2]?；诖?，針對(duì)其展開(kāi)探討，分析引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題的原因：①堵管主要受到了混合料質(zhì)量的影響，諸如配比不合理，此外還與輸送管道運(yùn)行有關(guān)。需要確定合適的混合料配比，運(yùn)輸與灌注等環(huán)節(jié)嚴(yán)格遵循既定規(guī)范展開(kāi)，針對(duì)輸送管展開(kāi)泌水性試驗(yàn)，有效清理管道；②斷樁主要與應(yīng)力分布不合理有關(guān)，同時(shí)與鉆進(jìn)也存在一定關(guān)聯(lián)，上述均會(huì)導(dǎo)致斷樁現(xiàn)象。施工過(guò)程中針對(duì)不同的斷樁形式采取針對(duì)性處理措施，淺層斷樁以接樁為主，若遇到深層斷樁，則需要通過(guò)補(bǔ)樁的方式提升其完整性；③樁頭空芯主要與排氣閥運(yùn)行性能欠佳有關(guān)，伴隨混合料泵送的持續(xù)推進(jìn)，管道內(nèi)氣體逐漸增多。工作人員有必要定期檢查排氣閥，若出現(xiàn)堵塞需隨即清理。

3 CFG 樁

根據(jù)工區(qū)需求，CFG 樁共計(jì)140 205 m。

3.1 施工工藝

以長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)為主，實(shí)行管內(nèi)泵壓混合料灌注的方式。CFG樁施工流程如圖1 所示。

3.2 施工方法

（1）測(cè)量放樣?；谌緝x精確放樣出樁控制位，綜合考慮樁位布置圖，得到精確的CFG 樁位并加以標(biāo)記，隨即復(fù)核CFG樁軸線定位點(diǎn)。

（2）鉆機(jī)就位。啟動(dòng)鉆機(jī)設(shè)備并對(duì)準(zhǔn)樁位，合理調(diào)節(jié)鉆桿位置，最終垂直度偏差需控制在1%內(nèi)。

（3）鉆進(jìn)成孔。剛開(kāi)始鉆孔時(shí)，要求鉆頭閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，持續(xù)施工且鉆頭與地面接觸后，需運(yùn)行鉆桿，持續(xù)下沉并達(dá)到指定標(biāo)高處，隨即關(guān)閉電機(jī)，將鉆孔殘留渣土清理干凈。鉆進(jìn)遵循先慢后快原則，此過(guò)程中鉆桿不可大幅度搖晃，及時(shí)分析鉆桿位置[3]。

（4）混合料攪拌。嚴(yán)格遵循試驗(yàn)配比配制混合料，要求坍落度控制在160～200 mm，至少經(jīng)過(guò)1 min 攪拌。

（5）灌注及拔管。待成孔且滿足既定標(biāo)高要求后便可暫停鉆進(jìn)施工，啟動(dòng)設(shè)備泵送混合料，若鉆桿芯管達(dá)到完全充滿狀態(tài)便可拔管，不可出現(xiàn)先拔管后泵料的行為。以試樁所得結(jié)果為準(zhǔn)，合理控制拔管速度，通常需在1.2～1.5 m/min 范圍內(nèi)，部分工程環(huán)境特殊，在遇到淤泥質(zhì)土?xí)r有必要放慢拔管速度，工程施工需持續(xù)進(jìn)行，非特殊情況下不可中途暫停施工作業(yè)。

（6）移機(jī)。分析下一根樁的位置情況，在樁位足夠精確的前提下移機(jī)，在條件允許時(shí)可清洗鉆頭與鉆桿。

圖1 CFG 樁施工工藝流程

（7）樁基檢測(cè)。將樁周邊的土層挖除干凈，有效處理樁頭，需通過(guò)低應(yīng)變檢測(cè)的方式分析樁身質(zhì)量，經(jīng)由復(fù)合地基載荷試驗(yàn)分析樁結(jié)構(gòu)的承載力，要求各項(xiàng)參數(shù)都滿足工程要求。

（8）樁帽施工。通過(guò)檢驗(yàn)后綁扎鋼筋，結(jié)束立模后便可施工樁帽。

3.3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）原材料控制。本工程使用到水泥、粗骨料等重要原材料，各材料的種類(lèi)、性能等都要得到檢驗(yàn)。

（2）展開(kāi)成樁工藝性試驗(yàn)。為給后續(xù)施工提供指導(dǎo)，成樁工藝試驗(yàn)必不可少，分析設(shè)備性能，確定合適的工藝參數(shù)。

（3）混合料強(qiáng)度控制。遵循既定的配合比有效拌制混合料，要求每班抽檢3 次，重點(diǎn)分析混合料坍落度，同時(shí)形成1 組試件，對(duì)其展開(kāi)28 d 強(qiáng)度檢測(cè)。

（4）單根樁所需混合料用量。以設(shè)計(jì)方案中的灌注混合料為基準(zhǔn)，不可低于該值。

（5）樁身整體質(zhì)量控制?；诘蛻?yīng)變檢測(cè)的方式分析樁身質(zhì)量，必須滿足工程要求。

（6）樁頭質(zhì)量控制。相較于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高而言，經(jīng)施工后所得CFG 樁的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)值略高出0.5 m 或更多，以便經(jīng)截樁處理后樁頭的完整性。

（7）長(zhǎng)螺旋鉆管混合料控制。①分析鉆進(jìn)狀態(tài)，若鉆桿穩(wěn)定性欠佳，要求放慢進(jìn)尺；②以設(shè)計(jì)配比為指導(dǎo)展開(kāi)混合料的配制作業(yè)，使用攪拌機(jī)提升材料均勻性，通過(guò)工藝試驗(yàn)合理控制坍落度等指標(biāo)，要求拌和時(shí)間至少1 min。嚴(yán)格控制混合料配比至關(guān)重要，將直接影響到混合料坍落度等指標(biāo)，是有效避免泌水、離析問(wèn)題的重要前提。本工程使用到粉煤灰原料，其用量以70～90 kg/m3為宜，經(jīng)拌制后所得混合料坍落度需穩(wěn)定在160～200 mm；③經(jīng)一段時(shí)間的鉆孔作業(yè)并達(dá)到既定深度后，便可進(jìn)入混凝土泵送施工環(huán)節(jié)，在此之前要利用排氣閥去除殘留于管內(nèi)的空氣，確保提鉆時(shí)間的精確性，若超出合理時(shí)間點(diǎn)，在泵送壓力的影響下水泥漿液被持續(xù)擠出，進(jìn)而引發(fā)管路堵塞；④避免竄孔問(wèn)題。一旦發(fā)生竄孔，將直接影響到成樁質(zhì)量，需采取可靠的預(yù)控措施：較為可行的有隔樁、隔排跳打的方法；立足于工程實(shí)況，適當(dāng)加大樁距，以免在打樁過(guò)程中發(fā)生剪切擾動(dòng)；注重對(duì)竄孔區(qū)域的處理，需適當(dāng)減少打樁推進(jìn)排數(shù)，緩解能量堆積問(wèn)題；還可提升鉆進(jìn)速度；⑤施工過(guò)程中，需確保排氣閥處于穩(wěn)定工作狀態(tài)，每次開(kāi)班都要檢查排氣閥，消除水泥漿堵塞，否則將制約空氣排出效率，在樁體內(nèi)形成氣囊；⑥待CFG 樁成孔后，便完成了鉆進(jìn)施工，此時(shí)進(jìn)入到泵送混凝土環(huán)節(jié)，重點(diǎn)分析鉆桿芯管填充狀態(tài)，在達(dá)到設(shè)計(jì)要求后開(kāi)始拔管；⑦采用靜止提拔方式，施工人員需展開(kāi)工藝性試驗(yàn)，且要嚴(yán)格遵循監(jiān)理工程師許可的各項(xiàng)參數(shù)展開(kāi)作業(yè)，將鉆桿提拔速度控制在合理范圍內(nèi)，達(dá)到持續(xù)且勻速提拔的效果。不可超速提拔，否則將會(huì)引發(fā)縮徑斷樁現(xiàn)象；⑧將樁機(jī)移動(dòng)至后續(xù)施工樁位，以軸線為基準(zhǔn)對(duì)樁位加以復(fù)核，全面提升樁位的準(zhǔn)確性。

3.4 施工質(zhì)量檢測(cè)

（1）低應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)?？刂茩z測(cè)樁數(shù)量，為全面分析CFG 樁的整體質(zhì)量，要達(dá)到總量的10%以上，分析CFG 樁的完整程度。

（2）取芯檢驗(yàn)。成樁28 d 后，安排工程人員使用雙管單動(dòng)取樣器取樣，此環(huán)節(jié)檢驗(yàn)數(shù)量需達(dá)到總量的0.2%，同時(shí)滿足不低于3 根的要求。結(jié)束取芯作業(yè)后，需使用水泥砂漿灌注的方式在第一時(shí)間處理好孔洞。

（3）靜載荷試驗(yàn)。待滿足成樁28 d 條件后，展開(kāi)單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)，此環(huán)節(jié)所檢測(cè)數(shù)量應(yīng)為總量的2‰，且單個(gè)工程項(xiàng)目中檢測(cè)數(shù)量至少為3 個(gè)。分析復(fù)合地基承載力，不可小于工程提出的承載力要求。

（4）開(kāi)挖檢測(cè)。將由上述提及的方式檢驗(yàn)CFG 樁質(zhì)量，針對(duì)有疑問(wèn)之處可以對(duì)樁體做進(jìn)一步開(kāi)挖處理，主要分析加固柱體的搭接質(zhì)量以及完整性。

4 結(jié)束語(yǔ)

高速鐵路工程常遇到軟土地基環(huán)境，基于CFG 樁的方式可有效解決軟土地基施工中的固有問(wèn)題，地基的加固質(zhì)量大幅提升。本文針對(duì)CFG 樁的應(yīng)用展開(kāi)探討，提出一些可行的應(yīng)用要點(diǎn)，同時(shí)針對(duì)成樁后的質(zhì)量驗(yàn)證工藝做出分析，給出多種試驗(yàn)檢測(cè)方法，在有效控制軟土地基質(zhì)量、推動(dòng)鐵路工程的發(fā)展上具有積極意義。