嚴寒地區(qū)路基CFG 樁凍脹破壞機理研究

劉慶軍

（中鐵十四局集團第四工程有限公司，濟南 250031）

1 引言

目前，我國在東北嚴寒地區(qū)已建成多條鐵路客運專線并投入運營。后續(xù)多條線路正在施工或即將開工，對于部分軟基段落，一般設計采用CFG 樁進行處理。受工期影響，部分CFG樁需進行越冬施工。根據(jù)哈（爾濱）牡（丹江）鐵路和哈（爾濱）佳（木斯）鐵路的施工經(jīng)驗，CFG 樁在施工完成后如未及時填筑路基需要進行越冬時，需對CFG 樁采取覆土措施，防止凍脹導致出現(xiàn)淺層斷樁【1】。即將外露的CFG 樁頂進行覆土保護，覆土厚度超過凍脹深度，以防止土壤凍脹對CFG 樁造成凍脹破壞。但該項處理措施的理論依據(jù)不足，且處理時需提前覆土，影響了正常施工，同時大量土方倒運，成本較高。為明確凍脹發(fā)育機理對CFG 樁的破壞，本文根據(jù)相關文獻對凍脹作用力進行了理論計算，分析了凍脹發(fā)育機理，提出了新的防凍脹措施，并在牡（丹江）佳（木斯）鐵路施工過程中進行了驗證，明確了CFG 樁受凍脹破壞的影響因素，對嚴寒地區(qū)鐵路路基CFG樁越冬施工具有一定的指導意義。

2 工程概況

牡佳高速鐵路均位于黑龍江省，根據(jù)既有氣象資料表明，沿線各地區(qū)歷年最冷月平均氣溫為-15.3～-18.23℃，累年極端最低氣溫為-32.8～-38.8℃，屬嚴寒地區(qū)，沿線地貌主要為低山丘陵區(qū)及沖洪積平原，土壤最大凍結深度2.4m。鐵路路基軟基段落處理形式多采用CFG 樁形式。以牡佳高鐵佳木斯市樺南縣樺南鎮(zhèn)的CFG 樁段落為例，基底地層結構自上而下分別為黏土（3～5m）、粉質黏土（1～2m）、粗砂（2～4m）、礫砂結構（2～6m），地下水埋深0.8～2.5m，主要賦存于黏性土及砂類土中，由大氣降水入滲補給和地下徑流補給，蒸發(fā)排泄，地下水及土壤對混凝土結構不具侵蝕性。……