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      高速鐵路軟基處理CFG樁施工

      2017-10-21 06:40:32汪盛樓
      名城繪 2017年6期
      關(guān)鍵詞:軟基處理高速鐵路

      汪盛樓

      摘要:在高速鐵路路基軟基施工中,CFG樁是一種重要的軟基處理手段,可以很好的解決路基的質(zhì)量問(wèn)題。由于CFG樁的主要成分是水泥粉煤灰混凝土,具有較好的強(qiáng)度和剛度的性質(zhì),施工時(shí)對(duì)施工工藝綜合考慮,在使用中可以獲取較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)利益。本文圍繞高速鐵路軟基處理的施工內(nèi)容,整體分析CFG樁施工工藝,希望可以提高建設(shè)者的技術(shù)水平。

      關(guān)鍵詞:高速鐵路;軟基處理;CFG樁施工

      在建設(shè)高速鐵路過(guò)程中,路基發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用,很大程度上決定了鐵路的建成質(zhì)量,但不是所有鐵路都能通過(guò)地基承載力較好的路基,經(jīng)常會(huì)遇到地基承載力不理想、固位能力不佳的軟基地段,甚至無(wú)法達(dá)到固位要求。要想在軟基中成功構(gòu)建固位穩(wěn)定的路基,設(shè)計(jì)人員要不斷創(chuàng)新、嘗試新工藝來(lái)加強(qiáng)軟基的承載力,CFG樁也就應(yīng)運(yùn)而生。

      一、施工原理

      (一)樁體置換

      在復(fù)合地基中,水泥、粉煤灰等發(fā)生水解與水化反應(yīng),形成的結(jié)晶化合物十分穩(wěn)定,碎石與石屑空隙通過(guò)這些化合物填充,并將各種骨料膠結(jié)在一起,強(qiáng)化樁體的抗剪能力與變形模量。

      (二)擠密效應(yīng)

      利用振沖沉管法操作,憑借一定程度的擠密處理樁間土。結(jié)合振沖荷載功能,整體處置松散單粒結(jié)構(gòu),使這部分結(jié)構(gòu)逐步密實(shí)和穩(wěn)定,相應(yīng)改進(jìn)了土體物理力學(xué)性能,提升了單樁的承載力水平,增加了復(fù)合地基承載強(qiáng)度。

      (三)褥墊層調(diào)整受力均化

      在樁頂設(shè)置一層60cm厚度的褥墊層,一定程度上減輕單根樁需要承受的承載力,主要利用樁間土的承載作用,相應(yīng)均化、調(diào)節(jié)了樁底基底的壓力,確保樁與樁間土一起受力。

      (四)排水效應(yīng)

      整個(gè)軟弱地基段的土體通過(guò)與樁體的擠密作用,且樁與樁之間的距離較小,樁體表面表現(xiàn)出較強(qiáng)的滲透性,樁體與土體形成較好滲透功能的豎向排水和減壓渠道。

      二、施工設(shè)計(jì)原則和關(guān)鍵點(diǎn)

      (一)原則

      在設(shè)計(jì)中,認(rèn)真遵守科學(xué)原則,重視樁體擠土作用,綜合考慮鉆孔樁松弛功能,施工過(guò)程中整體把握地質(zhì)和環(huán)境特點(diǎn),有效調(diào)節(jié)樁型與變形因素。關(guān)注施工情況,降低摩阻力對(duì)樁基的影響程度。結(jié)合各個(gè)方面提升應(yīng)用的合理性,相應(yīng)提高處理水平。

      (二)關(guān)鍵點(diǎn)

      CFG樁的鉆孔設(shè)備的選擇,目前振動(dòng)沉管法和長(zhǎng)螺旋鉆管內(nèi)泵壓混合料的工藝,都能得到理想的擠密效果,同時(shí)配置裝載機(jī)和挖掘機(jī)等設(shè)備。根據(jù)當(dāng)?shù)氐夭牡墓?yīng)及水泥和粉煤灰等原材料質(zhì)量,合理選配施工配合比。施工放樣時(shí),采取8mm短鋼筋豎直進(jìn)行標(biāo)記。鉆孔過(guò)程中認(rèn)真檢查鉆桿垂直情況,避免產(chǎn)生移動(dòng)。當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,停止鉆進(jìn),開始灌注混凝土,嚴(yán)格控制混凝土塌落度,保證混凝土的攪拌時(shí)間。混凝土泵送時(shí),禁止先拔管后泵送混凝土,采用邊拔管邊灌注的方法,一定要掌握好拔管速度。混凝土灌注時(shí)一定要保證灌注的連續(xù)性,中間不得停頓,混凝土灌注的標(biāo)高要高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5m[1]。

      三、施工應(yīng)用

      (一)工程情況

      西成客專成都至江油DK18+969-DK19+387.655段,CFG樁軟基處理段落總長(zhǎng)416.7m,本段其中挖方26.5萬(wàn)方,路基填方為10.6萬(wàn)方,CFG樁5436根,共計(jì)41031延米,采用C15的混凝土灌注。

      (二)施工流程

      本段軟基處理CFG樁的施工,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī),并使用管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁,具體施工流程如下:

      第一,鉆機(jī)準(zhǔn)備,平整施工場(chǎng)地及放線測(cè)量后,準(zhǔn)備好鉆機(jī),嚴(yán)控樁位偏差數(shù)據(jù),提升鉆桿保持垂直,與樁位中心對(duì)齊。在進(jìn)行大規(guī)模施工前,應(yīng)選擇不少于樁總數(shù)的3%進(jìn)行試樁,確定本段CFG樁施工的相關(guān)參數(shù)。

      第二,拌制混合料,在拌合站集中拌制,罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng),對(duì)各原材料嚴(yán)格把關(guān),采用用普通硅酸鹽水泥,二級(jí)粉煤灰,5-31.5mm碎石等[2]。

      第三,攪拌混合料,每盤混合料保證攪拌時(shí)間為120s,同時(shí)檢測(cè)混凝土出站的坍落度等。

      第四,鉆入成孔,速度先慢后快,有利于找出地質(zhì)差異,在鉆進(jìn)時(shí)發(fā)生鉆桿搖晃、鉆進(jìn)困難的現(xiàn)象時(shí),應(yīng)放緩鉆進(jìn)速度,避免傾斜樁孔以及損壞鉆具等。

      第五,灌注混合料,結(jié)合試驗(yàn)樁明確拔管速度等參數(shù),注意保持勻速提拔。為保證樁頭質(zhì)量,實(shí)際灌注的樁頂標(biāo)高比設(shè)計(jì)樁頂高0.5m。灌注結(jié)束后,應(yīng)對(duì)樁位反復(fù)檢驗(yàn),準(zhǔn)確無(wú)誤后可進(jìn)入下一根樁的施工。

      第六,鉆機(jī)移動(dòng),上一根樁結(jié)束后,鉆機(jī)轉(zhuǎn)移至下一個(gè)樁位繼續(xù)鉆孔。由于長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)可連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間施工,因此鉆出來(lái)的土大量堆積,并覆蓋周圍樁位,要求再次對(duì)樁位進(jìn)行復(fù)測(cè),核準(zhǔn)后才能連續(xù)鉆孔[3]。

      第七,樁頭處置,按照設(shè)計(jì)的標(biāo)高,對(duì)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高的部分進(jìn)行破除,采用風(fēng)鎬或電鎬破除,嚴(yán)禁采用液壓破碎錘進(jìn)行破樁頭,然后再平整場(chǎng)地。

      (三)控制要點(diǎn)

      第一,施工中,做好CFG樁的鉆進(jìn)記錄表,詳細(xì)記錄地質(zhì)情況的變化情況。

      第二,可以通過(guò)跳樁施工減輕對(duì)剛完成混凝土澆筑的樁基的影響,等樁體混凝土強(qiáng)度超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%。

      第三,泵送混合料量合理拔管速度,并持續(xù)保證泵料泵送,避免中斷。

      第四,對(duì)鉆頭磨損、變形情況定期進(jìn)行檢查,確保樁孔徑符合設(shè)計(jì)要求。

      第五,施工設(shè)備對(duì)場(chǎng)地平整度要求較高,平整場(chǎng)地時(shí),使用推土機(jī)整平后采用壓路機(jī)壓實(shí)處理[4]。

      本段CFG樁施工完成后,進(jìn)行單樁樁身完整性及復(fù)合地基承載力的檢測(cè),各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

      四、結(jié)束語(yǔ)

      當(dāng)前,由于CFG樁的施工工藝已經(jīng)很成熟,可以確保施工時(shí)軟基的處理效果,但CFG樁屬于隱蔽工程,若施工質(zhì)量把控不嚴(yán),很難發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量缺陷而留下質(zhì)量隱患,甚至在后期運(yùn)營(yíng)中發(fā)生路基沉降問(wèn)題,從而增加了維管難度。因此,在CFG樁的施工中,施工工藝的過(guò)程控制是重點(diǎn),質(zhì)量驗(yàn)收是保證。

      參考文獻(xiàn):

      [1]賈志剛,吳雄志,焦利國(guó).長(zhǎng)螺旋CFG樁施工質(zhì)量缺陷及改進(jìn)措施實(shí)例[J].山西建筑,2017(3):117-118.

      [2]史存林,張千里,韓自力.鐵路客運(yùn)專線路基主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與施工關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵路客運(yùn)專線施工技術(shù),2017(3):5-6.

      [3]劉利群.碎石與CFG組合樁在高速公路軟基處理中的應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué),2016:12.

      [4]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,2017(3):18-21.

      (作者單位:中鐵十七局集團(tuán)第一工程有限公司)

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