苗青山

（中鐵十二局集團第一工程有限公司，西安 710038）

1 工程概況

新建鐵路湖州—杭州西—杭黃鐵路連接線，本分部線路起訖里程DK99+482.125～DK111+275，正線全長11.569 km。施工現(xiàn)場分布有軟基地質(zhì)，其加固施工采用的是CFG 樁，樁徑0.5 m，樁長4～15 m，樁間距1.6～1.8 m，呈正方形布置。樁體施工中，于樁頂鋪設(shè)厚度為0.6 m 的墊層，在該結(jié)構(gòu)層中鋪設(shè)雙向土工格柵。樁頂采用擴大樁頭，該部分高度0.6 m，頂寬1.0 m。

2 CFG樁施工的準備工作

1）現(xiàn)場處理。根據(jù)要求，準確界定施工范圍，對該區(qū)域做整平處理，提高平整性與密實性。經(jīng)調(diào)查后，確定臨近的高壓電纜、通信電線等既有管線設(shè)施，加強防護，以免其在施工期間受損。

2）混凝土是重要的施工材料，包含水泥、粉煤灰、碎石、外加劑等，材料進場時加強檢驗，確定各類材料的質(zhì)量，確保投入使用的材料均滿足質(zhì)量要求。

3）各類原材料的質(zhì)量要求。水泥：42.5 級普通硅酸鹽水泥。卵石或碎石粗骨料：嚴格控制級配，松散堆積密度應(yīng)＞1 500 kg/m3，最大粒徑＜25 mm。砂：中粗砂，要求其具有潔凈的特點，含泥量＜5%，否則易由于含沙量過多而影響施工效果。粉煤灰：細度不超過45%，等級達到Ⅲ級及以上水平。石屑：此類材料的關(guān)鍵控制指標在于石屑率，將該值穩(wěn)定在0.25～0.33。泵送劑：此類材料的作用在于優(yōu)化混凝土泵送施工條件，具體根據(jù)實際情況而定，例如，混合料泵送性能達標時，不摻泵送劑；施工現(xiàn)場的氣溫偏高或是水泥摻量較低時，根據(jù)具體條件選擇適量的泵送劑。

4）按規(guī)范組織室內(nèi)配合比試驗，目的在于確定合適的配合比。水泥∶粉煤灰∶細骨料∶粗骨料∶外加劑∶水=1∶0.43∶2.69∶3.87∶0.014∶0.57。按照該要求選取適量的原材料，拌和時間控制在90～120 s，得到均勻性較好的混合料。

5）其他方面。在本工程的CFG 樁施工中，強度以及可泵性均要滿足要求，坍落度穩(wěn)定在160～200 mm，在該條件下可順暢灌注施工，避免堵管問題。根據(jù)工藝性試驗結(jié)果可以得知，鉆桿芯管充滿混合料后可拔管，速度全程穩(wěn)定在2.5 m/min。

根據(jù)前述的基本要求，按特定的流程施工。CFG 樁施工流程見圖1。

圖1 CFG樁施工流程

3 CFG樁施工技術(shù)的應(yīng)用要點

3.1 樁位放樣

由專員用全站儀測放路基縱向控制樁，嚴格按照設(shè)計圖中的布孔圖紙確定樁點位置，作為施工的控制依據(jù)；嚴格以樁位布置圖為參照，精準放出樁位，并在各處用石灰做標記，控制樁體偏差，確保樁體偏差不超出允許范圍。經(jīng)樁位放樣后，從位置、數(shù)量幾個方面做詳細的檢查，確保其能夠滿足要求。最后再根據(jù)確定的樁點位置編制鉆機工作路線，防止因為重復移動而對樁點精度產(chǎn)生不利影響，提高施工效率。

3.2 鉆機就位

鉆機就位前，先對樁點做十字定位處理，并在施工現(xiàn)場設(shè)定樁位，以便后續(xù)及時檢查，明確孔位偏差的具體情況。以設(shè)計樁長為準，確定機架的合適高度；鉆機就位后，使鉆頭位置準確對準樁中心，兩者形成的誤差以100 mm 以內(nèi)為宜。借助設(shè)置在鉆機塔身周邊的垂直標桿，對塔身導桿的位置情況做詳細的檢查，并根據(jù)實測結(jié)果予以校正，直至鉆桿垂直對準樁位中心處為止。

3.3 混合料攪拌

以預先確定的配合比為準，選取適量質(zhì)量達標的材料，于3#拌和站生產(chǎn)，得到均勻性較好的混合料。每盤攪拌時間以120 s 為宜，具體根據(jù)實際攪拌施工情況而定。遵循隨拌隨用的原則，及時使用產(chǎn)出的混合料，以免因中途間隔時間過長而出現(xiàn)材料性能退化的情況[1]。

3.4 鉆進成孔

鉆孔時關(guān)閉閥門，向下移動鉆桿直至其所處位置到達地面為止，在此前提下啟動馬達，開始鉆進施工。鉆孔施工條件錯綜復雜，初期慢速，鉆進一定距離并且無異常狀況后，開始加快速度，按照正常速度鉆進施工，此方式可減少鉆桿搖晃量，也有利于及時發(fā)現(xiàn)偏差并予以糾正。成孔施工階段，若鉆桿搖晃或是難以繼續(xù)向下鉆進（在相對較長的時間內(nèi)無明顯的進尺量），則放慢進尺，否則成型的孔位易偏斜，甚至有鉆進作業(yè)工具受損的情況。在鉆孔深度達到設(shè)計值后，操作人員應(yīng)確保動力底面停留位置與鉆機塔身一一對應(yīng)，同時做好標記，以便為后期的樁長確定提供參考。

3.5 灌注混凝土及拔管

隨CFG 樁成孔施工進程的推進，待其達到設(shè)計標高后，暫停鉆進施工，進入混合料的泵送環(huán)節(jié)，其間加強對鉆桿芯內(nèi)部情況的檢查，若該部分充滿混合料，則反向旋轉(zhuǎn)提升鉆桿。此時嚴格控制提升和旋轉(zhuǎn)兩項操作的速度，形成相適配的關(guān)系。通常，成樁的提拔速度為1～2 m/min，成樁作業(yè)進程連續(xù)推進，以免因材料供應(yīng)不足或是其他因素而停機等料。若有某些特殊原因而無法實現(xiàn)連續(xù)灌注，則綜合考慮勘察報告以及現(xiàn)場的土質(zhì)條件，合理規(guī)劃停機位置，不可在飽和沙土以及粉土層中停機。灌注施工結(jié)束后，用水泥袋蓋好樁頭，起到防護的作用。施工成型后，樁頂高程超過設(shè)計樁頂50 cm，用濕挖法挖除樁頭，再向該部分覆蓋薄膜。

3.6 整機移位

上一根樁施工成型后，按照計劃將鉆機移動至下一施工點位，開始后續(xù)的施工。CFG 樁的土較多，施工時容易由于控制不當?shù)仍蚨鴮⑴R近的樁位覆蓋，部分情況下會使原標定的樁位發(fā)生改變。針對此類問題，在下一根樁施工前，應(yīng)復核樁位，切實提高樁位的準確性。單根樁灌注至控制標高后，進入下一根樁的施工環(huán)節(jié)，全過程中均應(yīng)采用連續(xù)法，將樁位偏差控制在10 cm 以內(nèi)。

3.7 混凝土工程性能的現(xiàn)場試驗

混合料的工程性能將直接對CFG 樁的施工效果帶來影響，因此，試驗人員需安排坍落度測試，明確每車混合料的實際質(zhì)量，若達標則用于灌注施工。成樁時，抽樣制作混凝土試塊，每組數(shù)量分別為3 塊，每塊均為邊長150 mm 的立方體，檢測后確定該材料的28 d 抗壓強度。

4 CFG樁施工中的注意事項

4.1 CFG樁成孔

1）向下移動鉆桿，直至鉆頭與地面保持接觸為止，此時啟動馬達鉆機，進入正式鉆進施工環(huán)節(jié)。

2）鉆機施工人員與讀尺人員密切溝通，聯(lián)合作業(yè)。每鉆進1 m 后，均及時通知樁機操作手，若實測結(jié)果表明電流存在變化，則及時與現(xiàn)場讀尺人員溝通，準確掌握實際的鉆機進尺以及土層特性，并完整記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)電流顯示結(jié)果判斷施工情況，若鉆進位置已經(jīng)到達硬土層，則加大對進尺的控制力度，提高進尺作業(yè)的精細化水平，使每次進尺量均得到有效的控制，以免嵌入深度不達標。鉆孔至持力層后，檢查地質(zhì)條件并記錄信息。

3）鉆孔深度范圍內(nèi)的地質(zhì)類型豐富，在鉆進時注重對實際地質(zhì)條件的分析，若與設(shè)計要求不符，則及時通知設(shè)計單位，深入現(xiàn)場做詳細的檢查，予以確認，進而安排后續(xù)工作。

4）鉆孔時，若鉆桿有搖晃或是鉆進難度偏大的情況，適當放慢進尺，否則容易產(chǎn)生較明顯的樁孔偏差，甚至出現(xiàn)位移以及鉆具受損等異常狀況。鉆進至持力層后，開始靜止提拔。

4.2 樁頭的處理

緩慢地將鉆具提離孔口，施工人員沿地面標高清理樁間土，直至露出樁頭為止（此項操作的時間較為關(guān)鍵，應(yīng)當在混凝土初凝前完成）；對樁頭1 m 高度內(nèi)的混凝土做振搗處理，切實提高樁頭部位的施工質(zhì)量；人工清理樁頭50 cm 高度內(nèi)的混凝土，對該部分做收面抹平處理，用塑料薄膜覆蓋樁頭，使混凝土在得到有效防護的前提下成型，進而構(gòu)成結(jié)構(gòu)完整、受力穩(wěn)定可靠的CFG 樁。當CFG 樁達到設(shè)計強度時，應(yīng)清理多余混凝土，以人工開挖為主，輔助小型機械運輸?shù)姆绞綄额^進行清理，在此過程中必須確保樁身強度達到設(shè)計要求，并且要保證樁身的連續(xù)性，避免引發(fā)斷樁問題或?qū)χ車鼗a(chǎn)生干擾。清土處理完畢后，采用人工截樁的方式，配合使用鋼釬楔入CFG 樁，順利完成截樁作業(yè)。在截樁過程中，若CFG樁頂遇到裂縫缺陷，施工人員要對斷面進行鑿毛處理，再涂刷素水泥漿，最好再采用高一級混凝土對裂縫進行填補處理，保證樁身的完整性與施工質(zhì)量。

4.3 技術(shù)控制要求

l）在運用CFG 樁對路基軟基進行處理施工過程中的每一個環(huán)節(jié)，都要嚴格按照設(shè)計方案中的要求以及相應(yīng)的規(guī)程和規(guī)范進行質(zhì)量檢測和管理控制。

2）在施工前期的準備階段，要加強對混合原材料的質(zhì)量監(jiān)控，做好施工原材料的管理，開展不同種類的原材料質(zhì)量檢測工作。同時，還要嚴格按照配合比的規(guī)定進行材料的稱量和匹配[2]。

3）嚴格執(zhí)行混合料配比方案，控制混凝土坍落度，確保其不超出100 mm 的控制范圍。結(jié)合鐵路路基施工實際，調(diào)整檢測頻率與次數(shù)，同時還應(yīng)預留混凝土檢測樣品，以備在30 d 后開展混凝土抗壓性能試驗檢測。

4）強化施工現(xiàn)場的監(jiān)督觀測工作。施工前后都要測量場地的標高，以便及時掌握和發(fā)現(xiàn)是否有斷樁情況的出現(xiàn)。

5）對于塑性指數(shù)較高的飽和軟土，需要采用靜壓振拔的成樁技術(shù)進行處理。簡單說，完全依靠樁機自身的重力將套管沉降至預定的標高處，填上混合料后再啟動電動機，通過振動拔出套管[3]。

6）在施工過程中，要嚴格檢測和控制鉆桿和鉆孔的垂直度，分別在施工現(xiàn)場的2 個不同方向架設(shè)監(jiān)測儀器，專門對鉆桿和鉆孔的垂直度是否達到標準進行監(jiān)督和觀測。

7）CFG 樁施工過程中，技術(shù)人員可以針對每臺班制作檢查試件進行為期28 d 的無側(cè)限抗壓強度檢測。成樁28 d 后應(yīng)及時進行單樁承載力試驗或復合地基承載力試驗，檢驗其承載力和變形模量是否符合設(shè)計方案中的基本要求。

8）雨季和冬季施工一定要嚴格按照雨季和冬季的施工要求開展，并嚴格按相關(guān)規(guī)范中軟基處理工序進行施工，避免因操作不規(guī)范對CFG 樁產(chǎn)生不利影響。

5 結(jié)語

綜上所述，CFG 樁地基加固是改善路基失穩(wěn)狀態(tài)的重要方法，常見于鐵路路基施工中。但CFG 樁施工技術(shù)的應(yīng)用要點較多，工程人員應(yīng)高度重視原材料準備、樁位放樣、鉆進成孔、混凝土灌注施工等內(nèi)容，全面保證CFG 樁的施工質(zhì)量。本文通過對CFG 樁施工技術(shù)的分析，提出一些關(guān)鍵的應(yīng)用要點，希望可以作為類似工程的參考。