高速鐵路軟基處理CFG樁施工

汪盛樓

摘要：在高速鐵路路基軟基施工中，CFG樁是一種重要的軟基處理手段，可以很好的解決路基的質量問題。由于CFG樁的主要成分是水泥粉煤灰混凝土，具有較好的強度和剛度的性質，施工時對施工工藝綜合考慮，在使用中可以獲取較大的社會經濟利益。本文圍繞高速鐵路軟基處理的施工內容，整體分析CFG樁施工工藝，希望可以提高建設者的技術水平。

關鍵詞：高速鐵路；軟基處理；CFG樁施工

在建設高速鐵路過程中，路基發揮了十分關鍵的作用，很大程度上決定了鐵路的建成質量，但不是所有鐵路都能通過地基承載力較好的路基，經常會遇到地基承載力不理想、固位能力不佳的軟基地段，甚至無法達到固位要求。要想在軟基中成功構建固位穩定的路基，設計人員要不斷創新、嘗試新工藝來加強軟基的承載力，CFG樁也就應運而生。

一、施工原理

（一）樁體置換

在復合地基中，水泥、粉煤灰等發生水解與水化反應，形成的結晶化合物十分穩定，碎石與石屑空隙通過這些化合物填充，并將各種骨料膠結在一起，強化樁體的抗剪能力與變形模量。

（二）擠密效應

利用振沖沉管法操作，憑借一定程度的擠密處理樁間土。結合振沖荷載功能，整體處置松散單粒結構，使這部分結構逐步密實和穩定，相應改進了土體物理力學性能，提升了單樁的承載力水平，增加了復合地基承載強度。

（三）褥墊層調整受力均化

在樁頂設置一層60cm厚度的褥墊層，一定程度上減輕單根樁需要承受的承載力，主要利用樁間土的承載作用，相應均化、調節了樁底基底的壓力，確保樁與樁間土一起受力。

（四）排水效應

整個軟弱地基段的土體通過與樁體的擠密作用，且樁與樁之間的距離較小，樁體表面表現出較強的滲透性，樁體與土體形成較好滲透功能的豎向排水和減壓渠道。

二、施工設計原則和關鍵點

（一）原則

在設計中，認真遵守科學原則，重視樁體擠土作用，綜合考慮鉆孔樁松弛功能，施工過程中整體把握地質和環境特點，有效調節樁型與變形因素。關注施工情況，降低摩阻力對樁基的影響程度。結合各個方面提升應用的合理性，相應提高處理水平。

（二）關鍵點

CFG樁的鉆孔設備的選擇，目前振動沉管法和長螺旋鉆管內泵壓混合料的工藝，都能得到理想的擠密效果，同時配置裝載機和挖掘機等設備。根據當地地材的供應及水泥和粉煤灰等原材料質量，合理選配施工配合比。施工放樣時，采取8mm短鋼筋豎直進行標記。鉆孔過程中認真檢查鉆桿垂直情況，避免產生移動。當達到設計標高后，停止鉆進，開始灌注混凝土，嚴格控制混凝土塌落度，保證混凝土的攪拌時間?；炷帘盟蜁r，禁止先拔管后泵送混凝土，采用邊拔管邊灌注的方法，一定要掌握好拔管速度。混凝土灌注時一定要保證灌注的連續性，中間不得停頓，混凝土灌注的標高要高出設計標高0.5m[1]。

三、施工應用

（一）工程情況

西成客專成都至江油DK18+969-DK19+387.655段，CFG樁軟基處理段落總長416.7m，本段其中挖方26.5萬方，路基填方為10.6萬方，CFG樁5436根，共計41031延米，采用C15的混凝土灌注。

（二）施工流程

本段軟基處理CFG樁的施工，結合現場實際情況，采用長螺旋鉆機，并使用管內泵壓混合料灌注成樁，具體施工流程如下：

第一，鉆機準備，平整施工場地及放線測量后，準備好鉆機，嚴控樁位偏差數據，提升鉆桿保持垂直，與樁位中心對齊。在進行大規模施工前，應選擇不少于樁總數的3%進行試樁，確定本段CFG樁施工的相關參數。

第二，拌制混合料，在拌合站集中拌制，罐車運輸至現場，對各原材料嚴格把關，采用用普通硅酸鹽水泥，二級粉煤灰，5-31.5mm碎石等[2]。

第三，攪拌混合料，每盤混合料保證攪拌時間為120s，同時檢測混凝土出站的坍落度等。

第四，鉆入成孔，速度先慢后快，有利于找出地質差異，在鉆進時發生鉆桿搖晃、鉆進困難的現象時，應放緩鉆進速度，避免傾斜樁孔以及損壞鉆具等。

第五，灌注混合料，結合試驗樁明確拔管速度等參數，注意保持勻速提拔。為保證樁頭質量，實際灌注的樁頂標高比設計樁頂高0.5m。灌注結束后，應對樁位反復檢驗，準確無誤后可進入下一根樁的施工。

第六，鉆機移動，上一根樁結束后，鉆機轉移至下一個樁位繼續鉆孔。由于長螺旋鉆機可連續長時間施工，因此鉆出來的土大量堆積，并覆蓋周圍樁位，要求再次對樁位進行復測，核準后才能連續鉆孔[3]。

第七，樁頭處置，按照設計的標高，對高出設計樁頂標高的部分進行破除，采用風鎬或電鎬破除，嚴禁采用液壓破碎錘進行破樁頭，然后再平整場地。

（三）控制要點

第一，施工中，做好CFG樁的鉆進記錄表，詳細記錄地質情況的變化情況。

第二，可以通過跳樁施工減輕對剛完成混凝土澆筑的樁基的影響，等樁體混凝土強度超過設計強度75%。

第三，泵送混合料量合理拔管速度，并持續保證泵料泵送，避免中斷。

第四，對鉆頭磨損、變形情況定期進行檢查，確保樁孔徑符合設計要求。

第五，施工設備對場地平整度要求較高，平整場地時，使用推土機整平后采用壓路機壓實處理[4]。

本段CFG樁施工完成后，進行單樁樁身完整性及復合地基承載力的檢測，各項指標均達到設計要求。

四、結束語

當前，由于CFG樁的施工工藝已經很成熟，可以確保施工時軟基的處理效果，但CFG樁屬于隱蔽工程，若施工質量把控不嚴，很難發現其質量缺陷而留下質量隱患，甚至在后期運營中發生路基沉降問題，從而增加了維管難度。因此，在CFG樁的施工中，施工工藝的過程控制是重點，質量驗收是保證。

參考文獻：

[1]賈志剛，吳雄志，焦利國.長螺旋CFG樁施工質量缺陷及改進措施實例[J].山西建筑，2017（3）：117-118.

[2]史存林，張千里，韓自力.鐵路客運專線路基主要技術標準與施工關鍵技術[J].鐵路客運專線施工技術，2017（3）：5-6.

[3]劉利群.碎石與CFG組合樁在高速公路軟基處理中的應用研究[D].長沙：湖南大學，2016：12.

[4]洪寶寧，陳析.CFG樁在高速公路滑塌路段軟基處理中的應用[J].公路交通科技，2017（3）：18-21.

（作者單位：中鐵十七局集團第一工程有限公司）