文章编号:100926825(2009)0720283202
浅谈CFG 桩在高速铁路软土地基处理中的应用
收稿日期:2008211218
作者简介：刘志东(19662)，男，工程师，中铁三局集团第五工程有限公司，山西晋中 030600
刘志东
摘 要：结合具体工程实例，介绍了CF G 桩的加固处理机理和施工工艺流程，进行了CF G 桩工艺性试桩，阐述了长螺旋
钻钢内泵压混合料施工工艺，并提出了施工控制要点，最后进行了桩基质量检验，从而推广CF G 桩复合地基处理技术。关键词:CF G 桩，地基处理，试桩，施工工艺中图分类号:U416.1文献标识码:A
卷积编码 京沪高速铁路施工地质条件复杂多样，面临着各种挑战，为
了保证高速铁路低工后沉降、高平顺性的要求，大多数天然地基必须进行处理，以满足高速铁路高速、平稳舒适、安全运行的建设要求。CF G 桩是软土地基处理的一种施工方法，属于半刚性桩体，是在素
混凝土桩基工艺的基础上发展起来的新型桩体。桩体主要由碎石、中粗砂、粉煤灰与适量水泥和水拌制而成，桩体与桩间土体加上桩顶褥垫层共同承受着上部荷载，能够提高地基承载力、消除湿陷性和液化性及减少地基变形。
1 工程概况
新建京沪高速铁路土建工程Ⅴ标段D K1109+570.89～D K1110+020.32段路基工程，长449.43m 。地形地貌为剥蚀低丘区及岗地区，地势起伏不大，多辟为水田，一条水渠跨越线路。地层岩性为黏土、淤泥质粉质黏土、粉质黏土。地下水为孔隙潜水及基岩裂隙水，水位埋深为0.57m ～2.23m 。
本段路基D K1109+570.89～D K1109+620,D K1109+890～D K1110+020.32地基采用水泥粉煤灰碎石(CF G )桩加固处理，设计桩径0.5m ，桩间距1.6m ～1.8m ，正方形布置，桩长4.0m ～12.0m 不等，原则上桩长必须穿透软弱层至硬底。桩顶铺0.6m 垫层(0.4m 厚碎石+0.2m 厚中粗砂),DK 1109+910～DK 1110+020.32垫层内铺设一层双向土工格栅,D K1109+570.89～D K1109+620,D K1109+890～D K1109+910段垫层内铺设两层双向土工格栅，土工格栅抗拉强度不小于100kN/m ，延伸率小于10%，铺设土工格栅时，两端回折3.0m 。桩体材料采用碎石、中粗砂、粉煤灰、水泥配合而成，材料按C15混凝土配比，水泥为P.O32.5级及以上普通硅酸盐水泥，混合料28d 龄期标准试块抗压强度标准值不小于10MPa 。褥垫层材料为5mm ～31.5mm 碎石和中粗砂。
2 CFG 桩加固处理机理
1)桩体作用:CF G 桩体是有一定强度的混合料，具有刚性桩
的某些特性，全长桩体与周围土体有粘结性并有较强的摩擦阻
力，桩底落在好土层上时起到了端承桩的作用。在荷载作用下CF G 桩的压缩性比地基土小得多，因此复合地基的附加应力随地基的变形逐渐集中到桩体上，出现了应力集中现象。有研究成果
表明，当桩径与间距之比大于0.25时，饱和砂土地基不会发生液
化。2)排水固结作用:CF G 桩体本身是良好的排水通道，有利于地基中孔隙水沿桩体向上排出，有利于土体加快固结，并降低液化的可能性，增强土体抗液化能力。3)垫层作用：垫层是CF G 桩复合地基的主要组成部分，其与复合地基的不少特性都有关，可优化CF G 桩复合地基的受力状态。垫层为CF G 桩的向上刺入提供了空间，可保证在各种荷载作用下桩间土都参与工作，与桩体共同受力。美籍华人英语
3 CFG 桩施工工艺流程3.1 复合地基施工工艺流程
设备、人员进场→测放桩位、材料采购→试桩施工→桩基顺序施工→清槽至桩顶标高→凿桩头→检测→褥垫层施工→退场。
3.2 单桩施工工艺流程
stephen moyer钻机就位→钻孔→终孔至设计深度→压灌混合料→提钻并压灌混合料至孔口。
4 CFG 桩工艺性试桩4.1 工艺性试桩
在D K1109+570.89～D K1109+620段进行CF G 桩工艺性试桩，桩号为:16214(6m ),17214(4m ),10212(6m )，共计3根(2根6m 和1根4m )，间距为1.6m 。使用材料为江苏鹤林水泥(P.O32.5)、赣江砂、船山碎石(5mm ～31.5mm )、粉煤灰(江苏博特)、减水剂(江苏博特)。设计桩体强度为C15，试桩桩位地质条件、试桩桩长等具有代表性，试桩采用长螺旋钻孔管内泵送混合料灌注成桩施工工艺。
4.2 工艺性试桩结论
1)长螺旋钻机钻进，高压混凝土输送泵泵送混凝土,250kW
发电机和混凝土罐车之间的机械组合能够满足现场的施工需求，保证CF G 桩的施工质量。2)钻机钻进时带出的土质与设计地质条件相符合，整个试桩过程顺利。3)混合料配合比情况。a.混合料施工配合比为1(水泥)∶4.76(砂)∶5.75(碎石)∶0.799(水)∶0.429(粉煤灰)∶0.0129(外加剂)。b.大小碎石比率为4∶6；水泥粉煤灰比率为7∶3；混合料拌合时间为90s ～120s ，能够保证混合料拌
On the effects of the road traff ic safety facility on the traff ic safety
GE Ya 2jun YUAN Jie
Abstract :The paper introduces the main content of the road traffic safety facility ,points out the tting principle of the road traffic safety fa 2cility ,explores deeply the effects of the road traffic safety facility on the traffic safety ,indicates the rational and clear road traffic safety facility tting ,and the facility has important significance in the reduction of traffic accidents and the guarantee of the safe ,s peedy and economic road traffic.K ey w ords :road ,traffic safety facility ,traffic mark ,guardrail
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第35卷第7期2009年3月 山西建
筑SHANXI ARCHITECTURE
Vol.
35No.7Mar. 2009
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和的均匀性。4)混合料坍落度控制在160mm ～200mm ，能满足
CF G 桩的强度要求和可泵性，有效地防止堵管现象发生(施工时尽量使坍落度接近上限)。5)钻杆芯管充满混合料后拔管，拔管速度宜控制在2.5m/min (施工时要结合现场实际情况，在输送泵泵送困难或泵送压力较大时，要及时减小拔管速度，确保桩体的质量)。6)本次试桩总长度为16.3m (含超灌0.3m )，理论混凝土用量为3.19m 3，实际混凝土用量为3.42m 3，证明长螺旋钻管内泵送混凝土施工工艺满足孔径、桩长的要求，扩孔系数为1.072。7)同条件养护试件28d 强度满足设计要求。8)低应变检测桩身质量、完整性、有效长度满足设计要求。
5 长螺旋钻管内泵压混合料施工工艺
1)放线：施工前根据放出的左右中心线，按照桩位布置图统
一测放桩位线，桩位中心点用竹钎插入地下，并用白灰明示，桩位偏差小于5cm 。2)钻机就位：长螺旋桩钻机就位后，用钻机塔身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，确保CF G 桩垂直度允许偏差不大于1%。安排专人检查并将钻头锥尖对准桩位中心点。3)钻进成孔：长螺旋钻机应匀速钻进。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，启动马达开始钻进，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，以便及时纠正。在成孔过程中，若钻杆晃动幅度较大或钻进困难时，应放慢进尺，否则易导致桩孔偏斜、移位，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。当动力头底面到达标记处时，桩长即满足设计桩长，要求成孔深度误差不超过0.1m ，并保证桩端进入持力层深度大于0.2m 。4)灌注及拔管：钻孔到设计标高后，即可停钻，开始泵送混合料。当钻杆芯充满混合料后开始拔管，严禁先提管后泵料。拔管速度控制在2m/min ～3m/min ，灌桩应连续进行，避免因后台供料慢而导致停机待料。灌注混合料前，应检查管路是否顺畅稳固。每班第1根桩灌注前，应用水泥砂浆湿润管路。灌注混合料时，一次拔管高度小于25cm ，混合料埋管深度大于1.0m 。灌注完成后，用湿黏土盖好桩头，进行保护，桩身混合料至少养护24h ，避免扰动。5)移机：上一根桩施工完毕后，钻机移位，进行下一根桩的施工。由于CF G 桩施工排出的土较多，经常将临近的桩位覆盖，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，因此，下一根桩施工时，应根据轴线或周围桩的位置对施工的桩位进行复核，保证桩位准确。
6 施工控制要点
1)钻速：长螺旋钻机应匀速钻进，避免形成螺旋孔。在钻孔
过程中，应先慢后快，以便降低钻杆晃动幅度，及时检查和纠正钻孔的偏差。2)桩长和垂直度：根据地面标高及桩底设计标高之差，在钻机塔身上作醒目标记，作为桩长控制依据,CF G 桩的有效长度应满足设计要求。CF G 桩施工中，要严格控制钻杆(孔)垂直度，保证垂直度符合设计要求。3)混合料搅拌：混合料按配合比进行配料，计量准确。混合料坍落度控制在160mm ～200mm ，拌
合时间一般为90s ～120s 。4)拔管和灌注：当钻杆芯管内填满混合料后，方可提钻杆，严禁先提钻杆后泵料。5)桩顶捣固：通常桩顶混合料密实度差，强度低，因此桩顶以下2.5m 内采取插入式振捣棒捣固的措施。6)桩间土开挖：钻孔排出的土碴应及时清运。小型挖掘机开挖表土时，要由专人负责指挥，不允许碰撞桩体，以免造成断桩。7)凿除桩头：凿除预留桩头，必须在桩体达到一定强度后(一般3d ～7d )进行，水准仪测量每根桩的设计桩顶高程并作标记，人工用钢钎沿桩周向桩心楔入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用小钎修平，直至桩顶高程。严禁重锤或重物横向打击桩体，以免造成桩顶设计标高以下的桩体断裂和扰动桩间土。8)桩位定位：为防止原桩位因钻机支撑脚侧压等原因移动变位，下根桩施工时，应复核桩位，保证桩位符合设计和验标要求。9)在施工过程中，安排技术人员旁站，做好施工原始记录，记录钻压电流值、孔深、单桩混合料灌注量、堵管及处理措施等。
7 质量检验
1)混合料坍落度每台班抽样检验3次，进行现场坍落度试验。2)混合料强度每台班做一组(3块)试块，进行28d 标准养护
试件抗压强度检验。3)CF G 桩的数量、布桩形式应符合设计，计数检查。4)每根桩的投料量用料斗现场计量或混凝土泵自动记录。5)CF G 桩的有效长度测量钻杆长度，并在施工中检查是否达到设计深度标志，施工后检查浮浆厚度，计算出桩的有效长度。6)CF G 桩的桩身质量、完整性采取低应变检测。7)CF G 桩处理后的复合地基承载力采取平板荷载试验检测。
8 结语tupa
高速铁路路基施工，地基处理至关重要，必须认真进行地质调查核查，综合分析各种地基处理方法，通过论证，确认优化的处理方法，保证达到设计要求。CF G 桩具有刚性桩的一些性状特征，具有明显的端承和侧阻作用，适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂性土、杂填土以及湿陷性黄土地基等土层施工。级配砂石褥垫层作为复合地基的重要组成部分，具有调整桩、土荷载分担比，减小基础底面应力集中的作用。实践证明,CF G 桩是一种适用广泛、安全可靠、经济的桩基新技术。参考文献:[1] 《地基处理手册》编写委员会.地基处理手册[M ].北京：中catto
怎么读
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On the application of CFG pile in the soft soil foundation treatment of highw ays
L IU Zhi 2dong
Abstract :By combining with examples ,the paper introduces the intensifying treatment principle of CF G pile and the construction craft pro 2cess ,undertakes the test pile of the CF G pile ,illustrates the construction craft of the long twist auger pump pressure for mixed materials ,points out some construction control points ,and finally has the quality inspection over the pile foundation ,so as to expand the CF Gpile com 2posite foundation treatment technique.stockings world
K ey w ords :CF G pile ,foundation treatment ,test pile ,construction craft
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482・第35卷第7期2009年3月
山西建筑
