摘要：近年来国家高速铁路建设发展迅速，高铁路基CFG桩基底处理方式因工艺简单、成桩速度快、成本低等优点被广泛应用，但因CFG桩施工过程各项参数指标难以数字化控制、后序工艺较为繁琐，成品不易保护，造成成桩质量偏低，且记录真实性难以追溯。2017年铁总将“CFG桩等地基处理检测不合格”列入铁路建设管理“十条红线”之一，所以解决CFG桩施工存在的问题势在必行。贵南高铁建设初始，通过多次方案优化，最终采用“信息化+工法创新”措施，即应用北斗精准定位及物联网技术，对CFG桩施工进行全过程、多方位动态监控，通过对工艺创新优化，在质量控制、施工成本节约、节能环保方面成效显著。
关键词：高速铁路；路基；CFG桩；北斗监测；物联网；工法创新；
1、工程概况
贵南高铁DK503+450～DK503+572.028区间路基全长122.028m，路基地基采用CFG桩加固，设计桩径Φ0.5m，桩长4m～13.1m，桩间距2.0m，正方形布置，复合地基承载力不得小于200KPa，单桩承载力不小于300KN，施工工艺采用长螺旋钻钻孔泵压混凝土成孔工艺，桩顶设置直径1.15m，厚度0.35m的圆形钢筋混凝土桩帽。
2、CFG桩质量要求
CFG桩成桩桩长、桩径不得小于设计桩长，垂直度不得大于1%，桩底终孔电流不得小于工艺性试验成桩总结电流，桩体投料量不得小于设计量。桩身完整性和单桩、复合地基承载力满足设计要求。
3、CFG桩施工关键质量控制创新应用
根据长螺旋钻钻孔泵压混凝土成孔工艺工作原理，应用北斗精准定位及物联网技术对CFG桩基施工全过程实时动态监控，实现桩位、桩长、电流、垂直度的精密控制和所有数据的自动记录。
3.1北斗监测系统工作原理
在项目驻地架设北斗定位基站，同时在CFG桩机上安装终端系统，实现桩位、桩长、拔管速的厘米级监控；同时在钻机桅杆安装倾斜传感器、钻机动力系统安装电流传感器，实时采集成桩信息传递至操作人员、监理、技术人员，如发现超限及时报警纠偏，最终成桩信息集成于电脑终端。
.png)
3.2CFG桩终端系统应用
3.2.1导入设计信息
技术人员审核设计文件无误后，根据路基加固边线、中线、桩长、高程等设计参数，布设CFG桩桩位，形成布桩图及布桩坐标，经审核后，导入CFG桩基施工管理终端机载平台。
3.2.2技术复核
管理人员根据设计参数，在系统终端平台上检查、复核设计桩长、布桩形式，量测钻头直径。
3.2.3桩基定位
操作手根据车载终端垂直度校正系统和桩位偏差校正系统，进行精确调整，完成精准对位。
3.2.4开始及灌注
完成钻机精准定位后，监理及技术员根据手机APP监控系统进行复核，对位偏差、钻杆垂直度满足要求后开钻。监控系统界面实时显示过程电流、深度、下钻/提钻速度、倾斜度等控制参数。当终孔电流达及钻进桩均满足设计要求后，开始提钻泵料。泵料完成后，系统自动记录成桩过程信息，并上传铁路工程管理平台。架好激光投线仪，按照设计桩顶标高，清除孔内多余混凝土，进行桩顶，振捣、收面、覆盖养护。
3.2.5桩帽施工
桩体强度满足要求后，无桩帽设计段落，直接进行检桩，有桩帽设计段落，采用旋挖机挖出桩帽范围内的土体，人工清理基底及桩顶面，检桩完成后，施工桩帽。
4、应用成效方面
通过实践应用，北斗监测系统在具体表现在采用北斗定位对点校核，桩间距偏差控制在3cm以内；钻进深度、终孔电流、提管速度、投料量等参数监控系统均自动记录，有效保证了成桩过程的数据真实性；段落桩位均通过设计桩位坐标输入，施工过程系统自动记录统计，有效避免漏打的现象；
同时CFG桩先截法经过进一步施工探索，该工艺在在对地基平整、成桩地表地质、路基基底排水等方面有较高要求外，比传统工艺有明显优势，具体在于桩顶混合料通过振捣、收面，桩顶标高平齐、完整；节省5大工序，无人工找点对位工序、无桩间土开挖、拉运工序、无虚桩截除工序、无基底夯实工序、无桩间土回填夯实工序；投入机械少，单个工作面比传统工艺节省挖机1台、吊车1台、装载机1台、截桩机若干、小型压路机若干、桩帽模板等设备；人员投入仅为传统工艺人员投入的24%。
5、结束语
CFG桩监测系统及物联网技术应用结合先截法工法，监测技术解决了成桩过程中各项参数的量化与实时监测，同时达到了数据共享的目的。先截法的进一步应用，完成了从成桩到检测工序的一步衔接，成功的解决了成桩二次扰动造成大面积断桩的现象，同时在节约了机械、人员等成本投入、缩短了CFG桩施工周期、提高了CFG桩和桩帽的施工质量，无虚桩截除产生的混凝土粉尘对人体、环境造成的影响，在环境保护方面也有较大成效。
参考文献
[1]高速铁路路基工程施工质量验收标准；TB/10751-2018
[2]高速铁路路基工程施工技术规程；Q/CR9602-2015
论文作者:张磊,付涛,王龙龙,杨少龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签：路基论文; 工序论文; 北斗论文; 终端论文; 电流论文; 桩基论文; 工艺论文; 《基层建设》2019年第30期论文;