高速鐵路軟土地基處理工程中CFG樁的應用

張彥龍 中鐵二十二局集團有限公司中級工程師

1 工程案例分析

在某鐵路工程里程DK441＋500～DIK444＋350中，沿線地基的條件十分特殊，軟土和松軟土所占的數量較大。因此，在該標段的施工過程中應當結合施工的實際情況進行地基的處理工作，采用相關的技術手段來對軟土地基進行處理，避免施工完成后軟土地基產生下降的情況，從而對鐵路的運營造成不良的影響。由于軟土地基在施工的過程中具有一定的特殊性，所以應嚴格按照行業內的規范進行施工，根據相關勘測資料與數據分析，該標段的施工最終選擇長螺旋鉆管內泵壓混合料的方式進行處理與施工[1]。

2 CFG樁的施工工藝流程分析

2.1 施工方法

首先，應做好測量放線的工作，該工作是CFG樁施工的基礎，也是在施工開始之前必須特別重視的工作內容之一。工作人員應先進行清槽處理，然后使用全站儀等精密性的儀器進行側放清土標高以及邊線的處理。一般而言，保證放線工作的準確性，應當選擇施工部位的基坑邊線和內部兩個區域進行放線處理，以5～10 m為間隔依次在指定的位置打入一定規格的鋼筋材料，兩根鋼筋之間可以拉小線，但是在這個過程中一定要確保其清土標高以及邊線標高的合理性。

其次，安排鉆機進入到施工現場中，并且按照施工的總體要求到達指定位置，做好相關設備的檢查與核驗。在到達位置后要對鉆機的垂直情況進行仔細地檢查，盡可能地保證鉆桿與樁位中心線實現良好的重合，保證其工作質量，再進行混合料的攪拌工作[2]。混合料應當按照業內的施工強度要求，按照已經計算出來的配合比進行充分地攪拌，要求28 d齡期的混凝土強度不應低于設計要求的強度。混合料的塌落度一般控制在160～200 mm之間，其中需要我們注意的是，混合料的運輸需要由專門的攪拌運輸車完成。

再次，要進行鉆進成孔的工作。在該工作開始之前，應先將鉆頭的閥門關閉，漸漸向下移動，使鉆桿能夠直接接觸到地面，然后再由工作人員啟動馬達來開始正式的施工作業。鉆進成孔一般要遵循由慢到快的工作原則，這樣可以充分地保證鉆桿的穩定性，而且可以對施工過程中不盡人意的地方進行及時調整。在鉆進作業過程中，鉆桿非常容易產生大幅度的搖晃，如果出現這種情況，工作人員應在原有的基礎上，進一步降低鉆進速度，避免因大幅度的搖晃而產生樁孔偏斜的情況。

最后，要進行灌注以及拔管的工作。在鉆進成孔達到標高后，要立刻停止鉆進工作，并且由工作人員適當地向上提升鉆頭，保證鉆頭與孔底之間的距離，保持在10 cm的范圍內，這樣可以輕松地打開鉆頭底部的閥門，為混合料的輸送提供了順暢的通道。在拔管的過程中應嚴格按照行業標準規范來進行操作處理，嚴格禁止出現先拔管后送料的行為。同時，拔管的速度應當控制在2～4 m/min之間，在混合料的灌注過程中，工作人員應對混合料的數量進行監控，避免因混合料的供應不足而產生停機待料的情況[3]。

此外，在樁體施工完畢后，要做好移機工作，但需要注意的是，只有當這一根樁滿足了行業內的各項要求后，才能將鉆機移動到下一根樁的施工中。CFG樁的施工工作量是非常大的，在施工的過程中非常容易出現渣土堆積的情況，尤其是在支撐腳作用下樁會出現位移的情況，所以在移動鉆機之前必須對樁位進行復核與校驗，避免出現大幅度的位移情況。

2.2 成樁檢驗

在CFG樁施工完畢后，應當組織專業的人員進行成樁的檢驗工作，其中需要注意的是，在CFG樁的施工過程中，每臺班都應當對配合的混合料作出全面的檢查，除了要實現28 d強度外，還需要對地基的承載力情況進行重點檢查與核驗。

2.3 施工工藝的主要控制要點

需要對樁的長度以及垂直度的相關情況進行良好的控制，在控制之前需要結合相關數據信息計算出樁底標高與地面標高之間的差值，并且在對應的位置清楚地標注出來。這樣有助于工作人員觀察樁長的變化，從而保證CFG樁的長度能夠達到行業內的要求。在預制混合料的配比過程中，應當嚴格按照相關的參數內容進行配比設計，攪拌時間以及坍落度均應控制在合理范圍內。

在樁體的施工強度達到預期要求后，才能將預留的樁頭全部鑿除，在這個過程中需要借助水準儀進行相關部位的測量與標注。在具體的操作過程中，應當由施工人員手持鋼釬，從外向內插入到樁體內部，當樁體的上部被切斷后，然后再使用小鋼釬從頂部開始修剪[4]。我們可以清晰地看出，原樁位在施工的過程中很容易受到鉆機側壓的影響，進而會產生位移現象。在施工的過程中如果出現這種情況，就需要立即停止施工，然后進行再一次的定位，避免樁體出現較大范圍的誤差，對整個工程產生不利的影響。

3 高速鐵路軟土地基處理工程中CFG樁施工的常見問題及控制措施分析

3.1 堵管現象分析及控制措施研究

鉆機在施工的過程中，尤其是在軟土地基的施工過程中，是非常容易出現堵管情況的，產生這種現象的原因可以從以下三個方面進行分析：第一，配比失衡。在這種情況下工作人員需要對具體的情況進行勘察，靈活地增加或減少粉煤灰和細骨料的數量，從而改善混合料的整體性能。第二，攪拌的效果沒有達到預期要求。需要做好攪拌前的準備工作，尤其要對骨料中的含水率進行重點計算，并且以含水率為主要標準來調整相關的配合比。如果在施工的過程中選用了自動計量系統的攪拌機，那么就要保證攪拌機的時間不能低于90 s。第三，設備出現了問題。當設備出現問題時，工作人員在進行接管工作的時候，應盡可能地避免使用軟管、彎管等，在混合料的輸送過程中還應減小泵送的阻力。在泵送工作的過程中應制定出合理的參數，避免因為壓力過大而產生嚴重的堵管狀況。

3.2 斷樁現象分析及控制措施研究

目前施工過程中所出現的斷樁現象一般可以劃分為兩種類型：第一種是淺部的斷樁，通常發生于樁頂下0.8～1.5 m的范圍內，產生這樣的原因一般是工作人員在操作過程中沒有嚴格執行樁間土的清理工作，也沒有對樁頭進行有效地控制。當發生這種情況時，可以用人工破除的方法代替機器破除。第二種是深處的斷樁現象。該現象的發生主要與成樁作業過程中的鉆桿提速過快有關，如果速度太快坑壁就非常容易產生坍塌現象。針對這種現象，如果在地質條件比較差的軟土地基中施工，應更加有效、合理地控制拔管的速度，不能過快地拔管，也不能進行停泵的送料操作[5]。

3.3 樁身縮徑分析及控制措施研究

樁身縮徑也是軟土地基施工過程中非常容易產生的一種現象。產生樁身縮徑的原因有很多種，一方面是因為在長期的鉆孔工作中，鉆頭的磨損十分嚴重，而工作人員也并未及時更換鉆頭，進而導致施工精度的偏差，引起樁身縮徑的現象。所以在施工的過程中，應先對鉆頭的質量以及直徑等要素進行重點檢查，確保鉆頭的磨損程度能夠符合施工的總體要求。另一方面，由于拔管的速度過快，混凝土材料在受到坑壁的擠壓后，也會產生比較嚴重的樁身縮徑情況。所以，在具體的施工過程中，應合理地控制混合料的輸送數量以及泵送的數量，在拔管的過程中應當根據實際的運行情況合理地調整拔管的速度。同時，還需要嚴格地控制每一根樁的投料量，至少應當保證其投料量與設計灌注量保持一致。

此外，在施工的過程中還會出現樁頭或者樁心的空芯情況，這種情況的危害較大，而這種現象通常是在拔管的過程中因排氣閥異常造成的。排氣閥在施工的過程中無法正常使用，管內的空氣就難以及時地排解出去，使大量的空氣滯留在管體內部，形成了顯著的空芯情況。為了避免這種情況的發生，在具體的施工環節中應定期檢查排氣閥的性能，防止空氣閥在應用的過程中出現堵塞的情況。

4 結語

高速鐵路的施工工程數量越來越多，人們對于高速鐵路的施工質量也提出了更高的要求。在這樣的環境背景下，高速鐵路的施工環境也越來越惡劣，尤其是在某些區域中，軟土地基的處理面臨著巨大的挑戰。所以在以后的施工過程中要更加注重優化軟土地基的處理技術，而CFG樁的施工就是解決軟土地基的一種很好的辦法。但是從目前的施工效果來看，CFG樁的施工還存在著各種各樣的問題，尤其是一些細節方面的失誤，往往降低最終施工質量，進而為鐵路的運行埋下不安全的因素。希望本文的撰寫能夠為行業發展提供一些有價值的參考。