CFG樁試樁在高鐵路基施工中的應(yīng)用

黎文精

摘 要：CFG樁被廣泛的運(yùn)用在中國高鐵工程建設(shè)施工里，通過實(shí)踐表明，CFG樁極易在承載水平與施工工藝方面發(fā)生問題。所以，針對施工應(yīng)用而言，研究CFG樁試樁發(fā)揮著舉足輕重的作用。本文分析了CFG樁試樁在高鐵路基施工里的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：CFG樁；試樁；高鐵路基施工

中圖分類號：U23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

CFG樁的全稱是水泥粉煤灰碎石樁，其是通過粉煤灰、碎石還有石屑與適當(dāng)?shù)乃嗉铀纬傻幕旌狭?，隨之選擇螺旋鉆管內(nèi)泵壓施工形成的粘結(jié)性較強(qiáng)的樁基。CFG樁展現(xiàn)出了沉降小、穩(wěn)定時間短等優(yōu)勢，可以被廣泛運(yùn)用到飽和和非飽和粘性土中，同時可可以被用在擠密效果不高的土體。

1 CFG樁試樁在高鐵路基施工中的應(yīng)用

1.1 工程概況

合福鐵路客運(yùn)專線閩贛把DK372+ 123～DK372+238段路基里的3根CFG樁當(dāng)成是試樁。此地段路基CFG樁根據(jù)正方形進(jìn)行規(guī)劃，樁半徑為0.25m，樁間距是1.8m，樁長維持在2.47m～16.66m，樁身混合料強(qiáng)度規(guī)劃級別是C20。

1.2 試樁目的

根據(jù)CFG樁試樁施工，進(jìn)一步審核CFG樁樁身品質(zhì)與單樁豎向承載水平，如實(shí)現(xiàn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，才能開展CFG樁施工。

根據(jù)CFG樁試樁施工，檢測成樁工藝，從而審核地質(zhì)信息和裝置、工藝，施打步驟恰當(dāng)與否，明確混合料配合比等所有的工藝指標(biāo)。

1.3 試樁內(nèi)容

（1）試樁現(xiàn)場地質(zhì)勘察。掌握土層的分布形勢和所有土層的力學(xué)特點(diǎn)，給持力層的使用與復(fù)合地基承載水平和沉降研究帶來幫助。

（2）成樁工藝試驗(yàn)。審核施工裝置還有施工工藝的適用性；得到混凝土泵送速率，鉆桿提升速率等相關(guān)的信息，從而促進(jìn)施工工藝的拓展使用；讓現(xiàn)場施工計劃和監(jiān)管經(jīng)驗(yàn)變得更加多樣化，磨合施工群體和施工機(jī)械裝置。

（3）樁身品質(zhì)驗(yàn)證。驗(yàn)證樁身整體性，樁身混合料強(qiáng)度審核，給完善施工參數(shù)與混凝土配合比打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

（4）單樁承載力驗(yàn)證。審核樁側(cè)摩還有樁端兩種阻力，掌握樁的承載功能，給持力層的妥善使用創(chuàng)造條件。

1.4 施工方法及工藝

1.4.1 設(shè)計和現(xiàn)場勘察

CFG樁選定的是正方形結(jié)構(gòu)，對深度穿透軟弱土層進(jìn)行固定，實(shí)現(xiàn)無壓縮層下面的0.5m，樁半徑為0.25m，樁上端設(shè)計兩層一次性聚丙烯土工格柵，它的最大抗拉水平需超過260kN/m。

1.4.2 施工準(zhǔn)備

（1）測量準(zhǔn)備：施工準(zhǔn)備階段測量清楚，參考樁位設(shè)計圖安置樁位，樁位中心位置通過釬子填埋地下，同時通過白灰進(jìn)行明示。

（2）技術(shù)準(zhǔn)備：參考方案文件需編制好樁位平面結(jié)構(gòu)圖，選擇妥善的施工工藝，使用恰當(dāng)?shù)氖┕ぱb置，配備一定的工作人員。

（3）選擇的水泥等原材料需達(dá)到方案的標(biāo)準(zhǔn)，同時根據(jù)有關(guān)規(guī)程加以檢驗(yàn)。

（4）現(xiàn)場準(zhǔn)備：CFG樁施工準(zhǔn)備階段，清理干凈場地、分層回填C組細(xì)粒土到樁頂標(biāo)高，隨之建立0.5m的工作墊層，才能進(jìn)行打樁。

1.4.3 施工方法

CFG樁施打策略：選擇跳樁法進(jìn)行施工，防止引起緊挨著的樁斷樁，此外防止串孔問題發(fā)生。

（1）布置樁點(diǎn)：場地整理干凈，根據(jù)樁點(diǎn)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行放樣布點(diǎn)。

（2）鉆機(jī)就位：移動鉆機(jī)準(zhǔn)備好，通過塔機(jī)塔身四周的豎直標(biāo)桿審核塔身導(dǎo)桿，校正地點(diǎn)，讓鉆桿可以豎直和樁位中心保持一致。

（3）混合料攪拌：根據(jù)試驗(yàn)配合比來配料同時讓混合料均勻。所有料攪拌時間需超過兩分鐘。混合料坍落度維持在160mm～180mm，成樁結(jié)束樁上端浮漿厚度需小于200mm。

（4）鉆進(jìn)成孔：讓鉆頭閥門不再運(yùn)行，轉(zhuǎn)移鉆桿到鉆頭和地面相連，開啟馬達(dá)逐步加快鉆進(jìn)，降低鉆桿搖晃，審核鉆孔是否和設(shè)計的吻合。在成孔時候，找出鉆桿搖晃及不易鉆情況下，能減慢進(jìn)尺速率，防止引起樁孔偏斜、移位，以至于讓鉆桿、鉆具受到影響。在鉆頭實(shí)現(xiàn)方案樁長預(yù)定標(biāo)高情況下，在動力頭下端停留地點(diǎn)有關(guān)的鉆機(jī)塔身位置標(biāo)明，當(dāng)成是施工過程中掌控孔深的參考資料。在動力頭底端到達(dá)標(biāo)記位置樁長也就是實(shí)現(xiàn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。施工過程中也應(yīng)衡量施工工作面的標(biāo)高的不同，進(jìn)行一定的增減。

（5）灌注和拔管：灌注準(zhǔn)備階段試驗(yàn)工作者驗(yàn)證拌和料，舉例來說：坍落度審核，設(shè)置150×150×150mm標(biāo)準(zhǔn)的28d抗壓強(qiáng)度試塊。成孔實(shí)現(xiàn)方案樁底不再進(jìn)行鉆進(jìn)。泵送混合料，在鉆桿芯被填埋了混合料時逐步進(jìn)行拔管，切記不能第一拔管再泵料。混合料的泵送總數(shù)和拔管速率要保持一致，拔管速率需維持在2m/min～ 3m/min。施工樁頂標(biāo)高需大于設(shè)計標(biāo)高的半米。待灌注成樁完畢，對樁頭加以維護(hù)。

（6）移機(jī)：一根樁施工結(jié)束時，鉆機(jī)移位，實(shí)施接下來的樁施工。

（7）棄土處理：CFG樁施工過程中，需要加以清表，表土轉(zhuǎn)移至棄土場。樁體施工結(jié)束2～3h基礎(chǔ)之上，對打樁棄土進(jìn)行挖除，棄土轉(zhuǎn)移至棄土場進(jìn)行處理。

1.4.4 施工質(zhì)量控制

（1）原材料進(jìn)場需審核產(chǎn)品品質(zhì)證明文件，同時開展抽樣工作，待達(dá)標(biāo)才能使用。

（2）鉆進(jìn)階段里，每鉆進(jìn)1m需對地基土層沿樁長改變方向進(jìn)行審核。

（3）混合料灌注時候需維護(hù)混合料面一直超過鉆頭面，鉆頭小于混合料面15cm～25cm為最佳值。

（4）混合料施工過程中施工樁頂標(biāo)高需超過方案標(biāo)高超過0.5m，CFG樁實(shí)現(xiàn)方案強(qiáng)度時候，樁頭0.5m領(lǐng)域需去除。

鑿樁頭方法：選擇小型機(jī)具協(xié)助人工去除樁間土，隨之選擇切割機(jī)來切割樁體鋼筋外部的混合料，清土與截樁過程中禁止引起樁頂標(biāo)高下面的樁身破壞與影響樁間土和樁體，直接減弱樁的整體性。

（5）所有樁的投料需要超過方案澆筑總數(shù)。

1.4.5 施工注意事項(xiàng)

（1）施工里確保排氣閥有序進(jìn)行，施工過程里規(guī)定每工班進(jìn)行常規(guī)審核排氣閥工作，避免排氣閥被水泥漿所堵塞。

（2）樁機(jī)移機(jī)到下一樁位施工過程中，需參考軸線及四周地點(diǎn)審核應(yīng)施工的樁位，確保樁位無誤。

（3）鉆桿需選擇靜止提拔，施工過程中需進(jìn)一步掌控鉆桿提拔速率與混凝土泵的泵送總數(shù)，同時確保不間斷的提拔，施工過程中杜絕發(fā)生超速提拔。

2 試樁檢驗(yàn)

2.1 檢驗(yàn)內(nèi)容

（1）審核與檢測單樁低應(yīng)變動力，確保樁的整體性。

（2）靜荷載檢測，清楚樁的單樁承載水平。

2.2 檢驗(yàn)策略

（1）靜荷載驗(yàn)證

施工地點(diǎn)單樁載荷驗(yàn)證選定的是慢速維持荷載法，單樁豎向承載水平審核根據(jù)承載水平方案值2倍進(jìn)行加載，承壓板選擇的是1.5m×1.5m鋼質(zhì)方板。參考量測數(shù)據(jù)制作Q-S與s-lgt曲線、單樁承載水平特征值對應(yīng)沉降結(jié)構(gòu)表，從而確定單樁承載力特征值和沉降有沒有實(shí)現(xiàn)方案標(biāo)準(zhǔn)。

（2）低應(yīng)變反射波法檢測

反射波法是把一維波動方程當(dāng)成是理論前提條件的樁基檢測策略，波在進(jìn)行樁體傳播的時候發(fā)生在樁身里具有的波阻抗不同的界面，還有樁身截面調(diào)整情況，會發(fā)生反射波。樁頂?shù)募铀俣葌鞲衅鹘邮罩饕鎏幨菢渡聿灰粯游恢玫姆瓷湫盘?，根?jù)濾波和研究處理基礎(chǔ)之上，獲取速度時程曲線，也就是能得到平均波速。參考被測波型、波速、與工程地質(zhì)和施工方案緊密連接起來，則可以全面決策樁身的整體性。參考測試信息、圖形，確定樁是整體不整體、在幾類樁范圍之內(nèi)。

3 試樁檢測分析判定

3.1 承載力分析判定

（1）參考沉降在荷載發(fā)生變化基礎(chǔ)之上展現(xiàn)出的特征進(jìn)行斷定：針對陡降型Q-s曲線，取它出現(xiàn)清楚陡降的起始位置有關(guān)的荷載值。

（2）參考沉降在時間變化基礎(chǔ)之上的特征進(jìn)行斷定：取s-lgt曲線后端發(fā)生清楚往下彎曲的前一段的荷載值。

（3）發(fā)生終止加載背景下第2款狀況，取前一層次的荷載值。

（4）針對緩變型Q-s曲線能參考沉降量進(jìn)行斷定，需取S=40mm有關(guān)的荷載值；在樁長超過40m情況下，需衡量樁身具有的彈性壓縮量；對直徑超過和800mm保持一致的樁，能取S=0.05D有關(guān)的荷載值。

（5）在根據(jù)以上四項(xiàng)抉擇樁的豎直抗壓承載水平?jīng)]有實(shí)現(xiàn)最大值的情況下，樁的豎直抗壓極限承載水平需取極限的試驗(yàn)荷載值。

4 CFG樁試樁結(jié)論及體會

合福鐵路客運(yùn)專線閩贛段路基里當(dāng)成是試樁的3根CFG樁加載都實(shí)現(xiàn)了計劃的上限試驗(yàn)荷載值，不再進(jìn)行加載。試驗(yàn)加載直至452kN情況下，沉降量各自是5.16mm、3.29mm還有5.29mm；試驗(yàn)加載至904kN情況下，整體沉降量各自是19.72mm、17.53mm還有22.88mm，同時Q～s曲線波動不明顯，沒有清晰的陡降段，所以試樁的3根基樁單樁承載水平具有的特征值均≥452kN，都實(shí)現(xiàn)了方案標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)CFG樁試樁在高鐵路基施工里發(fā)揮的作用，根據(jù)CFG樁樁身品質(zhì)與單樁豎向承載水平審核，深入展現(xiàn)了研究CFG樁試樁是極其關(guān)鍵的，驗(yàn)證了設(shè)計地質(zhì)信息，明確了裝置、施作策略等所有的工藝指標(biāo)信息，針對相同的CFG樁施工應(yīng)用發(fā)揮著重要作用。

結(jié)語

以CFG樁試樁被廣泛使用在高鐵路基施工里，表明了研究CFG樁試樁是相當(dāng)關(guān)鍵的，復(fù)核了規(guī)劃地質(zhì)信息，明確了裝置、施作策略等一系列的工藝指標(biāo)，針對相同的CFG樁施工應(yīng)用帶來很大的幫助。

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