（中铁电气化局西安铁路工程公司，陕西西安710055）
摘要：铁路交通运输是促进我国经济发展的前提保障，同时也是人们出行的必要交通工具。在当前铁路客运专线建设过程中，确保路基及其地基处理强度满足变形要求是保证线路平顺、列车平稳、舒适安全运营的前提条件，CFG桩复合地基处理技术在当前客运专线软弱地基处理得到广泛应用，本文结合津秦客专CFG桩施工的实践，对过程施工技术、质量管理进行了阐述
关键词：铁路运专线；CFG桩复合地基；技术和质量管理
前言
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。对于客运专线时速350KM\H无喳轨道的标准，为了有效地控制地基沉降，在软土和松软土地基中以提高地基承载力和减少地基变形为主要目的地基加固，大量采用CFG桩进行地基处理，其处理深度30米以内较经济，对于成孔要求质量高的工程，宜使用长螺旋钻机管内泵压成桩。
1有关CFG桩复合地基设计的标准和说明
1.1 CFG桩布置的设计要求
（1）桩径采用0.5m（0.4m），桩长原则上须穿透松软土至硬层。对于第四系土层，一般应嵌入基本承载力不小于0.18MPa的土层内不小于1.0m，对于下伏基岩地段应嵌入全风化层不少于0.5m。加固处理范围为边坡护坡基础以内基底范围。
（2）设计桩间距：设计桩间距根据检算确定，一般为3～5倍桩径，其布置原则为混凝土底座应力扩散角以内正方形布置，间距1.5m；以外长方形布置，纵向间距1.5m，横向间距1.6～1.8m，横向最外两排桩横向桩间距可适当放大但不得大于2.0m。
（3）CFG桩设计桩身强度为C20，即要求桩身28天龄期立方体抗压强度不小于20MPa。
1.2 CFG桩原材料的设计要求及施工说明
（1）材料
CFG桩桩体混合料由水泥、卵石（或碎石）、石屑或砂、粉煤灰（必要时加适量泵送剂），加水在搅拌机中强制搅拌而成。混和料的密度一般为2.1～2.3t/m3。振动沉管法混和料塌落度为30～50mm，浮浆厚度不宜超过200mm；长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注法混和料塌落度为160～200mm。
（2）施工场地
a.场地施工前应挖除地表植物根系并将场地整平至设计桩顶标高+0.5m，地表碾压至K30≥60MPa/m。
b.场地内地表水、地下水及施工用水水质进行取样复测。不得使用有侵蚀性水作为施工用水。
c.施工前应根据相关专业设计文件对路基范围内的管线进行调查核实和迁改，对没有迁改而施工中又可能对其造成影响的管线，须注意加强施工防护。
（3）室内配比试验
CFG桩施工前进行室内配合比试验，以确定混和料的配比，要求桩体混合料试块（边长15cm）标准养护28天立方体抗压强度不小于20MPa。
（4）成桩工艺性试验
施工前应进行成桩工艺性试验（每工点不少于2根），以复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，确定配合比、塌落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数。试验桩竖向全长钻取芯样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题，修改施工工艺或桩体材料配合比重新试验直至满足要求并报监理单位确认后方可施工。
2 CFG桩施工工艺和作业标准
2.1施工要求
（1）施工准备
a.对照设计文件，进行现场核查地质资料。
b.进行满足桩体设计强度的配合比试验，确定各种材料的施工用配比。
c.平整场地，清除障碍物，标记处理场地范围内地下构造物及管线。
d.施工场地两侧开挖临时排水沟。
e.测量放线，定出控制轴线、打桩场地边线并标识。测设CFG桩桩位，桩位误差≤5mm，经复核确认后，插入标志签准确放出桩位点，并放出定位桩。
f.施工前清除地表耕植土，进行成桩工艺试验，确定施工工艺和参数，结合设计参数，选择合适的施工机械和施工方法。
（2）施工顺序
a.长螺旋钻管内泵压混合料灌注施工工艺流程
原地面处理→测量放样→钻机就位→钻进至设计深度→停钻→泵送混合料→边泵边均匀拔管至桩顶→钻机移位。
2.2施工步骤
（1）CFG桩钻机就位后
应用钻机塔身的前后和左右的垂直标杆检查塔身导杆，校正位置，使钻杆垂直对准桩位中心,桩位偏差≤5cm，杆臂垂直度偏差≤1.0%。
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（2）混合料搅拌
混合料搅拌要求按配合比进行配料，计量要求准确，搅拌时间不得少于1min。
（3）钻进成孔
钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动马达钻进。一般应先慢后快，这样既能减少钻杆摇晃，又容易检查钻孔的偏差，以便于及时纠正。在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，否则较易导致桩孔偏斜、位移，甚至使钻杆、钻具损坏。当钻头到达设计桩长预定标高时， 在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记, 作为施工时控制孔深的依据。
灌注及拔管
CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆心充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。成桩的提拔速度控制在试桩工艺参数内，成桩过程应连续进行。灌注成桩完成后，桩顶采用湿粘土封顶，进行保护。施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量。
（5）移机
当上一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根的施工。施工时由于CFG桩的钻渣较多, 经常将相邻桩位覆盖。有时还会因钻机支撑脚压在桩位旁，使原标定的桩位发生移动。
注意事项：a.涵洞两侧路堤、桥头路堤CFG桩施工应在涵洞或桥台施工之前进行； b.CFG桩施打顺序采用从线路中心向两侧顺序推进。
2.3桩间土开挖
成桩7天后，在桩四周各加宽20cm撒灰线，在用小型挖机（采用小斗）开挖，20cm以内采用人工开挖，严格控制标高，不得超挖。并采用小型自卸车运输桩间土，清运时不得扰动基底土，防止形成橡皮土，在基坑边缘设置排水沟。
2.4桩头处理
用水准仪按照设计桩头标高对CFG桩四周进行放线标记（用红油漆标记，标记线宽不小于1cm），桩头标高偏差为0～+2cm，用截桩机按照标记进行切割，切割面积不小于CFG桩截面面积1/2。截桩后用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高。
2.5桩帽施工
（1）CFG桩桩端持力层为低压缩性土或CFG桩距桥头40m～80m范围地基处理过渡段范围，CFG桩桩顶设C25钢筋混凝土桩帽，桩帽施工应在桩检测合格后进行，尺寸为长100cm，宽100cm，高30cm。
（2）桩帽模板拆除后桩帽四周应回填与垫层同种类碎石并碾压密实。
（3）注意事项：a.对中：桩帽中心与CFG桩要进行对中，保证中心重合；b.严格控制保护层厚度（侧面5cm）；c.严格控制桩帽顶标高；d.振捣：采用振动棒振捣，振捣时与模板保持5～10cm距离，振捣至至无气泡，表面平坦、泛浆为度；e.压光：在混凝土初凝前进行二次抹面压光；f.拆模：混凝土强度达到2.5MPa且不小于2天时方可拆模；g.养护：初凝后及时洒水养护，拆模后进行塑料布覆盖养护不小于7天。
3 CFG桩复合地基的质量控制
3.1质量控制
（1）在工程桩施工前，同一工点，相同地质条件应先做不少于2根试验桩，并在竖向全长钻取芯样，检查桩身混泥土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题修订施工工艺。
（2）CFG桩的数量、布置形式及间距符合设计要求。
（3）桩长、桩顶标高及直径应符合设计要求。
（4）CFG桩施工中，每台班均须制作检查试件，进行28d强度检验，成桩28d后应及时进行单桩承载力或复合地基承载力试验，其承载力、变形模量应符合设计要求。
（5）为保证施工中混合料的顺利输送，施工中采用自动计量搅拌站集中拌和。
（6）桩身每方混合料掺加粉煤灰量及坍落度控制根据设计和采用的施工方法按工艺试验确定，并经监理工程师批准的参数进行控制。
（7）清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
（8）冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。
（9）整个施工过程中，安排质检人员和监理旁站监督，并作好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单孔混合料灌入量、堵管及处理措施等。
（10）CFG桩施工属隐蔽工程，施工完毕报监理签认后方可进行下一道工序施工。
3.2检验
（1）CFG桩施工完成并检测合格后按要求设置沉降、位移观测设备进行沉降、位移观测，观测结果应纳入竣工文件。
（2）施工用水应符合规范要求，施工中产生的废水、废碴应根据当地环保要求不得随意排放、堆弃，做到文明施工。
（3）CFG桩施工完成28天内不得有任何机械在上面行走。施工完成28天以后，按要求进行桩身质量、单桩及复合地基承载力检测。检测合格后，方可进行上部路基施工。
4结语
由于CFG桩具有施工简单、加固效果好、节省材料、无污染等特点，施工中加强技术管理、质量控制，确保处理质量效果，将在以后的建设施工中得到大量的应用。
参考文献：
[1]运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准[S]
[2]JGJ/T93-95基桩低应变动力检测规程[S]
论文作者:戚家华,唐亚芳
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年11月上
论文发表时间:2016/9/19
标签：地基论文; 标高论文; 钻机论文; 钻杆论文; 间距论文; 桩头论文; 场地论文; 《建筑建材装饰》2015年11月上论文;