CFG樁替代水泥攪拌樁在廣珠貨運鐵路軟基處理中的應用

王 喜

(中鐵十二局集團第二工程有限公司，山西太原 030032)

1 工程概況

廣珠鐵路貨運鐵路由廣州樞紐江村編組站牽出，經佛山、江門至珠海高欄港，正線全長187 km，沿線處于沖積平原區，主要為菜地、苗圃、魚塘，局部為居民或廠房等，地表水稍發育，地質條件復雜。

廣珠鐵路Ⅱ標起訖里程為DK16+500—DK60+900，全長為44.4 km，其中 DK28+080.00—DK28+320.47段軟土路基處于魚塘地段。原設計軟基處理采用水泥攪拌樁加固，攪拌樁樁徑0.5 m，正三角形布置，樁間距1.0～1.2 m，樁長4～18 m，水泥攪拌樁無側限抗壓強度不小于1.2 MPa，單樁極限承載力不小于156 kN。成樁試驗結果表明水泥攪拌樁不能滿足設計要求，后采用CFG樁，成樁試驗檢測結果表明，CFG樁樁身無側限抗壓強度和單樁承載力均能滿足設計規范要求。

2 水泥攪拌樁和CFG樁成樁試驗

2.1 水泥攪拌樁成樁及檢測

對DK28+080.00—DK28+320.47段軟土路基進行了水泥攪拌樁現場試樁試驗，水泥攪拌樁的水泥用量、施工工藝和施工參數為:水泥采用英德龍山水泥有限公司海螺牌P.C32.5水泥，摻量為52 kg/m。施工工藝為兩噴四攪，注漿壓力為0.4～0.6 MPa，鉆進速度為0.7～1.1 m/min;提升速度為0.6～1.2 m/min;漿液水灰比為0.55(不大于0.60)。水泥攪拌樁試樁達到齡期后，單樁承載力、無側限抗壓強度檢測結果見表1和表2。

表1 水泥攪拌樁單樁承載力檢測結果

表2 水泥攪拌樁無側限抗壓強度檢測結果

水泥攪拌樁單樁承載力檢測結果顯示，DK28+089.3處9#-8號樁和DK28+109.1處28#-12號樁單樁豎向極限承載力小于設計值156 kN，且沉降量較大。水泥攪拌樁無側限抗壓強度檢測結果顯示，在被檢測的2根水泥攪拌樁中，水泥土芯樣不均勻，夾泥嚴重;通過對芯樣的上、中、下3塊進行無側限抗壓試驗，各個試塊的無側限抗壓值均小于設計值1.2 MPa，水泥攪拌樁抽芯芯樣見圖1和圖2。因此，水泥攪拌樁成樁的樁體連續性、均勻性均較差，且樁身無側限抗壓強度和單樁承載力均不能滿足設計要求，該段路基不適于采用水泥攪拌樁進行軟土處理。

圖1 DK28+089.3處9#-8號水泥攪拌樁

圖2 DK28+109.1處28#-12號水泥攪拌樁

2.2 水泥攪拌樁承載力不足原因分析

根據DK28+080.00—DK28+320.47段鉆探地質情況和試驗結果顯示，地基軟土層為粉質黏土，且塑性指數偏大，黏性強，水泥攪拌樁樁機鉆頭攪不開，有效進漿量不足，攪拌不均，大量漿液溢出地表，成樁效果差，見圖3和圖4。

圖3 水泥攪拌樁施工過程中黏土包裹樁機鉆頭情況

圖4 水泥攪拌樁施工過程中水泥漿溢出情況

2.3 CFG樁替代水泥攪拌樁施工

經過對水泥攪拌樁試樁不能滿足設計要求的原因分析，決定用CFG樁替代水泥攪拌樁，并進行CFG樁試樁。

2.3.1 施工工藝

施工用水泥為海螺牌P．C32.5袋裝水泥，碎石用官窯石場的碎石;砂使用官窯砂場的中砂;粉煤灰用黃埔電廠的Ⅱ級粉煤灰。

CFG試樁的配合比為水泥∶細骨料∶粗骨料∶水∶粉煤灰 =1∶3.17∶4.75∶0.83∶0.25。每立方混凝土用料量為:水泥240 kg;細骨料760 kg;粗骨料1 140 kg;水200 kg;粉煤灰60 kg。

1)就位。樁機按設計樁位就位。

2)沉管。沉管先開主動卷揚機，離合沉樁鋼索卷筒，脫離加壓鋼索卷筒的離合器，進行靜壓沉管，當靜壓沉管壓力不夠時(此時表現出樁架前部被提起)啟動振動錘，邊振動邊加壓沉管，直至達到設計要求的深度為止，停止振動和卷揚機。

3)混合料攪拌及灌注。用強制式攪拌機拌合水泥、粉煤灰、碎石混合料，檢查其坍落度，坍落度控制在100～160 mm，拌合時間不得少于1.0 min。

4)拔管。沉管至設計深度后，灌入混凝土直至加滿整個料斗，開始振動錘振動，留振5～10 s使混凝土振實后，再加混凝土到進料斗平，然后邊振邊拔，每拔1 m左右，停止振動10 s左右，使拔樁速度控制在0.8 m/min至1.2 m/min的范圍內，保證混凝土的密實度。一般情況下，一次灌入的混凝土量是不夠的，要根據樁的長度進行二、三次灌混凝土，拔管到一定高度時，在空中邊拔管邊灌入足夠的混凝土，必須注意二次灌注混凝土時，管內至少要保留1.5 m的高度。另外，為了保證樁的頂部混凝土質量，要求灌注成功的樁頂面高程比設計高程高出50 cm。

5)樁機移位。樁機移至下一樁位，重復進行上述步驟的施工。

6)施工流程如圖5所示。

圖5 CFG樁振動沉管灌注施工流程

2.3.2 CFG樁試樁質量檢測

CFG樁試樁達到齡期后，對DK28+099.5處15#-10號樁和DK28+113.8處26#-13號樁進行單樁承載力和抽芯檢測，單樁承載力、無側限抗壓強度檢測結果見表3和表4。

表3 CFG樁單樁承載力檢測結果

表4 CFG樁無側限抗壓強度檢測結果

CFG樁單樁承載力檢測結果顯示，DK28+099.5處15#-10和DK28+113.8處26#-13號樁單樁豎向極限承載力大于設計值934 kN，且沉降量較小，滿足設計要求。

CFG樁無側限抗壓強度檢測結果顯示，DK28+099.5處編號為15#-10和DK28+113.8處編號為26#-13的CFG樁抽芯、無側限抗壓強度試驗結果為:在被檢測的2根CFG樁中，芯樣均勻、完整，樁身連續;通過對芯樣的上、中、下3塊進行無側限抗壓試驗，各個試塊的無側限抗壓值均大于設計值7.2 MPa，抽芯芯樣見圖6和圖7。

根據CFG樁檢測結果，芯樣均勻、完整，樁身連續;且樁身無側限抗壓強度和單樁承載力均能滿足設計規范要求，其施工工藝、參數可用于對 DK28+080.00—DK28+320.47段軟土路基的施工處理。

3 結語

軟土路基處理之前一定要進行地質鉆探，而且鉆探的孔數要達到一定的頻率和數量，針對不同的地質條件采取不同的軟基處理措施。軟土路基確定了加固處理措施后，一定要按規范要求進行工藝性試樁，試樁經過檢測合格后才能進行大面積施工。

圖6 DK28+099.5處編號為15#-10號CFG樁

圖7 DK28+113.8處編號為26#-13號CFG樁

廣珠鐵路貨運鐵路軟基處理通過試樁，采用CFG樁替代水泥攪拌樁，成功地對本段軟土路基進行了加固，為后續的施工贏得了時間。

［1］中華人民共和國鐵道部．TB10414—2003 J285—2004 鐵路路基工程施工質量驗收標準［S］．北京:人民鐵道出版社，2004．

［2］中華人民共和國鐵道部．TB10218—2008 J808—2008 鐵路工程基樁檢測技術規程［S］．北京:人民鐵道出版社，2008．

［3］王樹棟，婁國充．水泥攪拌樁在天津沿海軟基加固中的應用［J］．鐵道建筑，2008(10):88-89．

［4］龐拓．CFG樁基在武廣鐵路客運專線軟基處理中的應用［J］．鐵道建筑，2008(8):84-85．