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1、淺談鐵路路基CFG樁軟基處理陳曉波（中鐵十八局一公司海口指揮部 571600）【摘 要】 本文主要介紹廈深鐵路XSGZQ-8標段DK385+003DK389+030段的CFG樁軟基處理施工方法、施工工藝比較以及復合地基承載力的數據論證等內容，為今后類似工程施工提供一定的參考。【關鍵詞】CFG樁 復合地基承載力 長螺旋鉆管內泵壓 CFG 樁（Cement Fly-ash Gravel pile）是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強度樁，和樁間土、褥墊層一起形成復合地基。 CFG樁是針對碎石樁承載特性的一些不足加以改進而發展起來的，剛性樁的性狀明顯，可2、以全樁長發揮側阻，樁落在好的土層上時，具有明顯的支承作用。就土性而言，CFG樁可用于填土、飽和及非飽和粘性土，既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土。在我國南方廣大地區，由于多雨潮濕，地基狀況多為半軟基、軟基的情況，因此在南方的鐵路建設過程中尤其適用CFG樁地基加固處理。1、工程概況廈深鐵路第八標段DK385+003DK389+030段位于廣東省海豐縣鲘門鎮西側丘陵區，全長4027m，設計時速200Km/h。其中軟土地基處理工程數量較大，除路塹地段幾乎所有路基均處在軟土路基內，主要加固措施有：CFG樁加固，約21萬米；強夯，57016m2。其中CFG樁加固路堤共計1245m,分別為:D3、K385+120+700、DK385+700DK386+075、DK386+550+750、DK387+075+200。CFG樁樁徑50cm，等邊三角形布置，邊長1.7m，單樁長度417m。主要技術指標要求樁體28天混和料強度不小于10Mpa，DK385+120+700段經CFG樁加固處理后的復合地基承載力不小于180Kpa，DK385+700DK386+075、DK386+550+750、DK387+075+200經CFG樁加固處理后的復合地基承載力不小于165Kpa。2、施工工藝流程及工藝比較單樁施工工藝流程：試樁施工放線樁機就位調平機身配合比試驗鉆孔至設計標高按比例抽取混合填料樣品制作試4、塊拌和混合填料泵壓混合填料鉆具提出孔口及清土移機至下一樁位清楚樁間土、鑿樁頭CFG樁基檢測碎石墊層施工 CFG樁軟基處理工藝流程圖 圖1-12.1 震動沉管CFG 樁施工工藝CFG樁施工前，應做好充足的施工準備，包括建筑物場地的工程地質勘察報告，CFG樁布樁圖，具備“ 三通一平”條件；采取必要的施工技術措施，包括確定施工機具及配套設備，材料供應計劃，試成孔應不少于兩個，以復核地質資料以及設備工藝是否適宜。 （1）樁機進入現場，根據設計樁長、沉管入土深度確定機架高度和沉管長度，并進行設備組裝。（2）樁基就位，調整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%。（3）啟動馬達，沉管至預定標高，停機。（45、）停機后立即向管內投料，直到混合料與進料口齊平。混合料按設計配比經攪拌機加水拌和，拌和時間不得少于1 min，如粉煤灰用量較多，攪拌時間還要放長。加水量按塌落度35 cm控制，成樁后浮漿厚度以不超過20 cm為宜。（5）啟動馬達，留振510s，開始拔管，拔管速率1.21.5 m/min，如遇淤泥質土，拔管速度還應放慢。拔管過程中不允許反插，應考慮保護樁長。 （6）沉管拔出地面，確認成樁符合設計要求后，用粒狀材料或濕粘性土封頂，然后移機進行下一根樁的施工。（7）施工過程中，抽樣做混合料試塊，一般一個臺班做一組（3塊），試塊尺寸為15cm15cm15cm，28 d抗壓強度并測定。2.2 長螺旋鉆管6、內泵壓CFG 樁施工工藝在進行CFG樁施工前，應做好充足的施工準備，包括原材料確定種類、品質，進行化驗和做混合料配合比實驗；施工場地的降水、水電等需滿足CFG樁施工要求，并按設計圖紙施放樁位。（1）鉆機就位。CFG樁施工時，鉆機就位后，應用鉆機塔身的前后和左右的垂直標桿檢查塔身導桿，校正位置，使鉆桿垂直對準樁位中心，確保CFG樁垂直度容許偏差不大于 1%。（2）混合料攪拌。混合料攪拌要求按配合比進行配料，計量要求準確。每盤料攪拌時間不應小于60s。混合料塌落度控制在 1620cm。（3）鉆進成孔。鉆孔開始時，關閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動馬達鉆進。（4）灌注及拔管。CFG樁成7、孔達到設計標高后，停止鉆進，開始泵送混合料，當鉆桿芯管充滿混合料后開始拔管，嚴禁先提管后泵料。成樁的提拔速度宜控制在23 m/min，成樁過程宜連續進行，應避免因后臺供料慢而導致停機待料。（5）移機。下一根樁就位施工時，還應根據軸線或周圍樁的位置對需施工的樁位進行復核，保證樁位準確。2.3 對比分析兩種施工工藝對比分析 表1-1工藝內容振動沉管長螺旋鉆工藝性質非排土樁排土樁對土層穿透能力不宜穿透粉土砂土層不宜穿透厚度較厚粒度很大的卵石層對樁間土的影響對松散土有擠密作用，對密實土有振松作用對樁間土擾動影響很小對相鄰樁的影響對相鄰樁有擠斷的可能施工過程在粉土砂土層有可能出現竄孔對環境的影響有較大的8、振動和噪音無振動低噪音適用情況較空曠地區，地基土為松散的粉細砂或填土施工地點離居民區較近，場地周圍有精密設備儀器車間和實驗室以及對震動比較敏感的管線綜上所述，廈深鐵路XSGZQ-8標段DK385+003DK389+030段位于廣東省海豐縣鲘門鎮西側丘陵區，CFG樁施工區段附近有居民區，且線路下有引水管道通過。因此，經過對比后，優先選取對環境影響較小的長螺旋鉆進行施工。3、布樁形式分析和復合地基承變形及沉降計算方法CFG樁復合地基變形可采用以下假設：復合地基應力分布可按照半無限空間彈性體計算；樁間土的變形有樁間土所受荷載引起；樁間下臥層的變形由復合地基總荷載引起。根據上面的假設，復合地基總變形S9、可表示為：S=S1+S2。式中S1為樁間土的變形，S2為樁間下臥層的變形。設復合地基荷載為ps，樁間土表面平均應力為s ,樁頂應力p，由應力平衡有：ps A=sAp+pAs，式中A、Ap、As分別為復合地基、樁、樁間土的面積。在比較界限點時，復合地基承載力與天然地基承載力和單樁承載力有如下關系：RC= (nQ+ASRS)/A其中RC為復合地基承載力（kPa），Q為單樁承載力(kN)，n 為樁數，A為基礎面積（m2）， AS為樁間土面積（m2），RS 為天然地基承載力（kPa）。由上述計算式可以知道，在施工環境確定的情況下，樁間距、單樁承載力等確定的情況下可以求的復合地基承載力是否和設計要求相符10、。依據上式進行計算可知：廈深鐵路第八標段DK385+003-DK389+030段，CFG樁軟基處理（CFG樁樁徑50cm，等邊三角形布置，邊長1.7m，單樁長度417m。主要技術指標要求樁體28天混和料強度不小于10Mpa，復合地基承載力不小于180Kpa，）是設計參數符合一致的。如下圖（圖1-2、圖1-3）所示為兩種常見布樁形式，廈深鐵路布樁形式為圖1-2所示。 圖1-2 圖1-34、施工質量檢驗4.1、水泥、粉煤灰、粗細骨料、土工格柵等原材料的進場檢驗，按照驗標規定的批次進行。4.2、CFG樁混合料塌落度每臺班抽樣檢驗3次。樁間土檢測:施工后可取土做室內土工試驗，考查土的物理力學指標的變化11、。樁間土擠密：做現場靜力觸探和標準貫入試驗，與地基處理前進行比較。4.3、CFG樁檢測：成樁過程中，抽樣做混合料試塊，每臺機械一個臺班做一組試塊，標準養護，測定28d抗壓強度。4.4、樁身的完整性：抽取不少于總樁數10%的樁進行低應變動力檢測樁身的完整性。4.5、單樁靜載試驗測定樁的承載力：不少于總數0.2%且不少于3根。4.6、復合地基承載力：復合地基承載力試驗在施工結束28d后進行。 5、施工工藝質量控制要求5.1、施工中CFG樁施工的樁位、傾斜度的允許偏差、檢驗數量及檢驗方法見下表：CFG樁施工允許的偏差、檢驗數量及檢驗方法 表1-2序號檢驗項目允許偏差施工單位檢驗數量檢驗方法1樁位（縱12、橫向）50mm按成樁總數的10%抽樣檢查。且每檢驗批不少于5根用經緯儀或鋼尺測量2樁體垂直度1%用經緯儀或吊線測鉆桿傾斜度3樁體有效直徑不小于設計值開挖50100cm后。鋼尺測量5.2、施工時保證起重機設備平穩，導向架與地面垂直，且垂直高度偏差不大于1%，樁位偏差不大于50mm。5.3、要嚴格把好材料質量關，各種材料必須經試驗合格后方可施工，碎石級配必須滿足試驗配合要求。5.4、開挖表土，截樁不得造成樁頂設計標高以下的樁體斷裂和擾動樁間土。5.5、清楚鉆孔余土，應在CFG樁鉆機移位后，在混凝土初凝前及時采用小型挖土機清楚余土。5.6、碎石墊層采用靜壓法施工，碎石墊層的厚度和密實度必須復合設計要13、求。5.7、CFG樁施工完畢后，按照設計要求進行基底沉降觀測，從觀測結果及綜合分析樁間土測試結果可知，經處理后淺層復合地基承載力基本值不低于180kpa，路基沉降量小且穩定，比地基處理前的樁間土高。6、工程實際情況6.1 DK385+658.01+678.01段位于紅源中橋路基過渡段位置，且處于河岸部位，地質情況差，大部分為淤泥狀，經研究并經監理同意，決定對該處的CFG樁間距縮短進行施工，為下步工序的正常進行提供保障；6.2 廈深鐵路XSGZQ-8標段DK385+003DK389+030段，18處涵洞位于該段，其中6處涵洞下部基礎原設計為水下灌注樁，但是工程量較少且比較分散，從施工安排和經濟上14、考慮均不合算。經變更設計后，涵洞下部基礎變更為CFG樁處理。施工完成后，經過基礎檢測及長期的沉降觀測，結果均滿足規范設計要求。7、施工意義廈深鐵路XSGZQ-8標段DK385+003DK389+030段的CFG樁施工完成過程中，業主監理多次現場檢查、抽查，均給予了良好的考評，并且對我們的上部工程的施工質量表示放心。8、結束語近幾年來，由于 CFG樁復合地基技術具有施工速度快、工期短、質量容易控制、工程造價低廉等特點，目前已在多條鐵路客運專線中設計采用，成為鐵路領域應用最普遍的地基處理技術之一。8.1 由本工程證明應用CFG樁軟基處理方案，質量易控制，造價相對較低，施工進度快，經濟效益明顯，有極15、大的發展潛力。8.2 CFG樁軟基處理是一種效果明顯的處理方法。用CFG樁加固后的復合路基抗變形能力增強，路基沉降穩定。8.3 CFG樁地基加固處理在結構物的建設中也是適用的，并且可以滿足設計要求。參考文獻1 JGJ94-94 建筑樁基技術規范S。2 客運專用線鐵路路基工程施工技術指南TZ2122005。3 公路軟土地基路堤設計與施工技術規范（JTJ 017-9696S。4 CFG樁復合地基變形計算分析（張東剛 “建筑科學”1993年第四期）5 CFG樁復合地基沉降計算方法的分析（李憑雨 吳文經 陶連金 “山西建筑”2007年第10期）陳曉波于2007年石家莊鐵道學院交通工程系本科畢業，現就職中鐵十八局集團第一工程有限公司海口市政工程指揮部做工程科長。通訊地址： 海南省海口市奧林匹克花園郵政編碼：571600