芻議鐵路軟基處理中CFG樁的使用

仝鑫

摘要：鐵路對車站、橋涵與涵洞基底有著較高的承載力要求，當(dāng)這部分結(jié)構(gòu)物處在軟弱地基區(qū)域時(shí)，必須加固處理。CFG樁的全新技術(shù)一定程度上提升了承載力，縮小了施工沉降，并表現(xiàn)出較強(qiáng)穩(wěn)定性。大量實(shí)踐說明，在加固鐵路軟基中CFG樁可以得到較好的效果，節(jié)省了施工時(shí)間，并有效控制施工質(zhì)量，對廢料合理應(yīng)用，有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)可行性。

關(guān)鍵詞：鐵路軟基處理；CFG樁；使用

CFG樁主要通過混合粉煤灰、碎石、水泥等材料共同產(chǎn)生粘結(jié)強(qiáng)度較強(qiáng)的樁，與樁間土和褥墊層統(tǒng)一產(chǎn)生復(fù)合地基。自從CFG樁產(chǎn)生以后，不僅大量推廣應(yīng)用在加固的建筑地基中，還可以得到理想的經(jīng)濟(jì)成果，初步應(yīng)用在鐵路路基沉降中。相對來講，在不均勻沉降路基中科學(xué)應(yīng)用CFG樁，與鐵路的平順性要求相符。

一、CFG樁概述

在建設(shè)鐵路過程中，路基狀況發(fā)揮了巨大作用，一定程度決定了鐵路建設(shè)成功與否，但絕不是全部鐵路都經(jīng)過穩(wěn)固的地方路基，大多數(shù)地方路基不具備優(yōu)良的條件，缺乏固位能力的軟基，甚至不具備固位能力，簡單木樁類型的固位難以達(dá)到建設(shè)鐵路的需求。

要想徹底化解軟基中的固位穩(wěn)定路基問題，相關(guān)人員設(shè)計(jì)的全新方法強(qiáng)化固位不良的軟基，即CFG樁。具體包含碎石、石屑、粉煤灰、水泥和水，這部分原材料結(jié)合根據(jù)科學(xué)比例有效混合，凝固以后產(chǎn)生CFG樁。其無法產(chǎn)生較高強(qiáng)度，是低強(qiáng)度樁，與土形成協(xié)同作用，可以憑借樁間土的承受力和泥土統(tǒng)一發(fā)揮功能，向土壤深層傳遞全部受力，與處理地基中形成的復(fù)合地基類似。結(jié)合地基特點(diǎn)決定應(yīng)用哪種施工技術(shù)，如此強(qiáng)化了穩(wěn)定性，具有一定的經(jīng)濟(jì)可行性[1]。

二、應(yīng)用CFG樁實(shí)際原理

首先，CFG混合體包括各種材料，體現(xiàn)出混合各種材料的特殊強(qiáng)度，這一強(qiáng)度并不大；此外，由于碎石、石屑等共同組成CFG樁材料，形成粗糙的樁體，與附近土產(chǎn)生巨大摩擦力從而提升抵抗水平，當(dāng)列車通過鐵路時(shí)，通過樁體傳遞鐵路承載力的同時(shí)，向路面作用反向力，獲得平衡受力。相較于地基土的壓縮特點(diǎn)，CFG樁獲得極小壓縮性，在傳導(dǎo)力的過程中，樁體承受大部分集中應(yīng)力，無法對軟路基產(chǎn)生較大壓力。

其次，CFG樁的排水通道十分理想，當(dāng)降雨量較大或地基底部聚集大量雨水時(shí)，極有可能對路基軟化產(chǎn)生負(fù)面影響，水通過路基底部順延CFG樁流入地面進(jìn)行蒸發(fā)，如此，地基底部的水持續(xù)向上滲出，提高了固化地基底部水平，蓄積水不斷對地基造成影響，加快軟化速率。

最后，CFG長螺旋鉆孔成樁技術(shù)體現(xiàn)出核心特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)復(fù)合地基過程中，可以添加褥墊層，形成荷載力的同時(shí)，樁與土共同形成一個(gè)綜合體，對力有效承擔(dān)[2]。

三、項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)例

（一）項(xiàng)目背景

浙江沿線鐵路項(xiàng)目，采取CFG樁加固處理軟基，合理設(shè)計(jì)樁間距，采取振動(dòng)沉管灌注樁方法開展施工。樁頂選擇0.5m厚級(jí)配碎石墊層，將兩層土工格柵合理鋪設(shè)。樁身利用一般硅酸鹽水泥，并有效融合抗侵蝕防腐劑，嚴(yán)控添加水泥的量和水泥及粉煤灰比例，設(shè)計(jì)樁身強(qiáng)度必須低于5MPa。由于軟土地基產(chǎn)生6-10m地面標(biāo)高，難以產(chǎn)生平坦的自然橫坡。通常線路是通過填方，上覆海積層、淤泥、粉砂等。由溝水、塘水、河水等共同構(gòu)成地表水[3]。

（二）施工工藝

施工操作之前對場地有效平整，對障礙物及時(shí)清除，產(chǎn)生成樁操作飾演，對地質(zhì)材料和設(shè)備功能有效審核，明確配合混合料的比例，結(jié)合試樁問題調(diào)整施工技術(shù)。

第一，對施工場地有效平整并填筑較厚砂礫墊層，利用全站儀和尺子結(jié)合樁位圖設(shè)計(jì)樁位，做好記錄。第二，鉆機(jī)與鉆孔就位，準(zhǔn)備鉆機(jī)，提升穩(wěn)固和平整水平，將標(biāo)尺設(shè)置在機(jī)架上，有利于對孔深進(jìn)行記錄。鉆桿下方，對準(zhǔn)鉆頭與樁位，對鉆桿垂直水平科學(xué)調(diào)整。第三，攪拌混凝土，施工過程中選擇正規(guī)試驗(yàn)室配合混合料，統(tǒng)一實(shí)施攪拌，并對涂料仔細(xì)計(jì)量以及加水均勻攪拌。第四，混凝土灌注，成孔以后，積極提升鉆桿，借助高壓泵對混凝土有效灌注，嚴(yán)格控制提升與泵送操作產(chǎn)生的速度，保證中心管內(nèi)部產(chǎn)生足量混凝土，灌注操作中科學(xué)調(diào)節(jié)泵送量。若由于突發(fā)狀況等待時(shí)間明顯比初凝時(shí)間長，應(yīng)再一次開展鉆孔成樁操作。第五，孔口認(rèn)真清理，對樁頂合理封住。結(jié)合操作流程合理設(shè)計(jì)樁位，之后安排之后施工。

四、施工控制

經(jīng)過全面推斷與分析施工方式與沉管方法，在施工中應(yīng)用這一方法時(shí)，增加了樁體縮徑、吊腳問題出現(xiàn)的幾率，迫切需要解決樁身的完整性。

（一）完整性控制

樁頭與套管垂直水平、提升套管能力、拔管速率等共同影響施工流程，在具體操作中必須保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，嚴(yán)格控制。在沉管操作之前，盡量調(diào)整平衡樁機(jī)，垂直向樁頭套入套管，強(qiáng)化二者結(jié)合水平，防止由于接觸不緊密而在套管中擠入淤泥。沉管操作時(shí)，對錘頭落距嚴(yán)格控制，防止形成較大落距從而嚴(yán)重分離套管與樁頭。結(jié)合施工特點(diǎn)，對拔管高度嚴(yán)格把握，每一操作結(jié)束后應(yīng)停拔，并結(jié)合施工實(shí)際特點(diǎn)有效明確。拔管操作中，分階段逐一添加混合料，確保其在樁管內(nèi)部始終超過拔管高度，提升樁身完整性[4]。

（二）吊腳控制

在沉管內(nèi)部控制停放混合料所需的時(shí)間，避免較長停留引發(fā)離析混合料現(xiàn)象。當(dāng)符合設(shè)計(jì)要求后，將混合料順利注入樁管內(nèi)部，反復(fù)錘擊，錘擊和拔管同步完成，防止樁底產(chǎn)生吊腳問題。

（三）縮徑控制

對拔管操作速率嚴(yán)格控制，當(dāng)借助淤泥層實(shí)施拔管操作時(shí)，應(yīng)有效把控拔管速率，防止產(chǎn)生樁身縮徑問題。因此，在設(shè)計(jì)施工時(shí)，對混合料有效控制，并密切關(guān)注拔管速率和既定高度。當(dāng)前，結(jié)合真實(shí)狀況，我國通常利用按序跳打技術(shù)開展軟基施工。若對橋頭加固，施打方向應(yīng)由背向至填土路堤；若對路基進(jìn)行加固，則選擇路堤內(nèi)部到外部的實(shí)施方向。

五、結(jié)束語

在我國發(fā)展社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)過程中鐵路發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。但建設(shè)中的軟基無形中增加了安全操作難度。CFG樁可以有效加固處理軟基，降低安全威脅，提升鐵路建設(shè)水平，并體現(xiàn)出較大承載力和減少下沉問題，此外表現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)可行性，一定程度擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。經(jīng)過大量實(shí)踐分析，只有對質(zhì)量嚴(yán)格管控，才能有效貫徹落實(shí)施工流程，并及時(shí)解決施工問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]洪寶寧，陳析.CFG樁在高速公路滑塌路段軟基處理中的應(yīng)用[J].公路交通科技，2014（3）：18-21.

[2]彭俊杰，辛酉陽.CFG樁復(fù)合地基在化新高速公路軟基處理中的應(yīng)用[J].粉煤灰綜合利用，2016（6）：48-50.

[3]廖萬明.探究CFG樁在沿海高速公路軟基處理中的應(yīng)用[J].江西建材，2015（11）：146.

[4]彭波.CFG樁在高速公路橋頭深厚軟土處理中的應(yīng)用[J].湖南交通科技，2017（2）：42-45.

（作者單位：中鐵三局集團(tuán)第三工程有限公司）