鐵路路基長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)施工CFG樁質(zhì)量控制策略

鄒青

（中鐵二十四局集團(tuán)福建鐵路建設(shè)有限公司，福州 350000）

1 工程概況

新建滬渝蓉高鐵WYZQ-6標(biāo)段起訖里程為DK216+180.85～DK269+780，橋梁27座；單洞雙線隧道6座；路基24段，總長(zhǎng)7.65 km，其中，區(qū)間路基長(zhǎng)5.67 km，站場(chǎng)路基長(zhǎng)1.98 km。當(dāng)陽(yáng)西站中心里程為DK256+580，當(dāng)陽(yáng)西站雙線正線起止里程DK255+898.89～DK257+882.090，前后分別接高橋河特大橋及沮河特大橋；當(dāng)陽(yáng)西站到發(fā)場(chǎng)包括到發(fā)線2條；當(dāng)陽(yáng)西站綜合維修工區(qū)包含安全線1條、工區(qū)走行線1條。當(dāng)陽(yáng)西站位于水平地段且位于直線上，正線線間距5.0 m，站線線間距6.5 m，工區(qū)站線線間距5.0 m。當(dāng)陽(yáng)西站路基包含正線路基、站線路基、維修工區(qū)路基。主要工程項(xiàng)目包含地基處理、地基加固、路基排水、土石方、過(guò)渡段、護(hù)肩、路基邊坡防護(hù)以及綜合接地，接觸網(wǎng)立柱基礎(chǔ)等與站后有關(guān)接口工程。本文主要討論地基處理中CFG樁施工內(nèi)容。

2 施工工藝流程

本工程CFG樁采用長(zhǎng)螺旋鉆成孔，施工流程為：原地面處理→測(cè)量放樣→鉆機(jī)就位→鉆桿垂直度檢查與調(diào)整→鉆孔至設(shè)計(jì)深度，記錄施工設(shè)備貫入地層的反應(yīng)，核查地質(zhì)資料→泵送混合料，鉆桿內(nèi)充滿混合料后開(kāi)始拔管→均勻拔管并泵壓混合料直至樁頂，拔管速度符合工藝試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，投料量不得少于設(shè)計(jì)灌注量→清土→鉆機(jī)移至下一樁位→樁間土開(kāi)挖→樁頭處理→成樁質(zhì)量檢測(cè)。

3 CFG樁施工工藝及控制要點(diǎn)

3.1 原地面處理

CFG樁施工前對(duì)原地面進(jìn)行清表、碾壓至設(shè)計(jì)樁頂高程，處理質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求，施工前徹底清除路基范圍內(nèi)原地面表層樹(shù)根、草皮，挖除根系，并做好地下水出露的處理及臨時(shí)排水[1]。

3.2 測(cè)量放樣

測(cè)量放樣人員根據(jù)圖紙計(jì)算出來(lái)的CFG樁坐標(biāo)放樣出施工區(qū)域范圍，并采用白石灰做好標(biāo)線，樁位定位現(xiàn)場(chǎng)插短木棍，短木棍插入土深度不少于20 cm，并用白石灰做標(biāo)記。

3.3 鉆孔施工

3.3.1 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位后，校正對(duì)中，使鉆桿對(duì)準(zhǔn)樁中心位置，觀察測(cè)量塔機(jī)塔身前方、左側(cè)的垂直指針，檢查鉆桿的垂直度，保證鉆桿垂直度偏差不超過(guò)1%。用鋼卷尺檢查螺旋鉆頭直徑，直徑不小于0.5 m?，F(xiàn)場(chǎng)的工程技術(shù)人員在每一根樁施工前都要進(jìn)行核對(duì)樁位中心及鉆桿垂直度的檢查，符合要求后開(kāi)始鉆進(jìn)，做好樁位偏差和垂直度記錄[2-3]。長(zhǎng)螺旋鉆孔法CFG樁成樁工藝示意圖如圖1所示。

圖1 長(zhǎng)螺旋鉆孔法CFG樁成樁工藝示意圖

3.3.2 鉆進(jìn)成孔

鉆孔開(kāi)始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門(mén)，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸地時(shí)啟動(dòng)馬達(dá)鉆進(jìn)。先慢后快，以降低鉆桿晃動(dòng)幅度，同時(shí)查看垂直標(biāo)桿，檢查鉆孔的偏差并及時(shí)糾正。在成孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺，防止樁孔偏斜、位移和鉆具損壞。

施工樁長(zhǎng)按照設(shè)計(jì)圖紙橫斷面上的樁長(zhǎng)作為指導(dǎo)控制數(shù)據(jù)，根據(jù)試樁成果總結(jié)報(bào)告，進(jìn)入持力層（進(jìn)入粗圓礫土層）電流由100 A±20 A瞬間增加至150～190 A時(shí)，作為最終控制樁深，以此成孔樁來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)單樁承載力。具體方法如下：對(duì)照設(shè)計(jì)地質(zhì)勘查報(bào)告核實(shí)地質(zhì)情況，根據(jù)打樁系統(tǒng)確認(rèn)樁長(zhǎng)滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)主機(jī)電流由100 A±20 A瞬間增加至150～190 A時(shí)，此時(shí)可終孔；在長(zhǎng)螺桿鉆桿上，每20 cm標(biāo)注紅油漆作為長(zhǎng)線刻度標(biāo)識(shí)，每米標(biāo)注數(shù)字刻度標(biāo)識(shí)，以此來(lái)查看及記錄鉆機(jī)實(shí)際進(jìn)尺深度。

3.4 混凝土施工

3.4.1 混凝土攪拌及運(yùn)輸

混凝土由拌和站集中拌和供應(yīng)，原材料均應(yīng)符合要求。混凝土所用材料技術(shù)指標(biāo)：碎石最大公稱粒徑31.5 mm、中粗砂、水泥采用普通硅酸鹽42.5水泥、粉煤灰采用二級(jí)粉煤灰、水采用檢驗(yàn)合格的井水、外加劑采用檢驗(yàn)合格產(chǎn)品[4]。根據(jù)配合比生產(chǎn)混凝土，每盤(pán)料攪拌時(shí)間控制在2 min，混凝土坍落度控制在160～200 mm。運(yùn)輸采用混凝土罐車。

3.4.2 拔管灌注混凝土

當(dāng)鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，觀測(cè)主機(jī)電流變化情況，根據(jù)試樁成果總結(jié)報(bào)告，主機(jī)電流由100 A±20 A瞬間增加至150～190 A時(shí)方可停止鉆進(jìn)，開(kāi)始泵送混凝土，提鉆桿前，檢查鉆桿芯管內(nèi)是否充滿混凝土，禁止先提鉆桿后泵料，拔管過(guò)程必須連續(xù)，混凝土的泵送量與拔管速度相匹配，始終保持混凝土高于鉆頭面約1 m?？刂坪冒喂芩俣却_保泵送混凝土對(duì)鉆頭形成有效擠壓（確?；炷凉嘧⒌倪B續(xù)性），拔管速度控制在2～2.5 m/min，整個(gè)拔管過(guò)程要?jiǎng)蛩龠M(jìn)行，如遇淤泥或淤泥質(zhì)土，拔管速度適當(dāng)放慢，通過(guò)兩側(cè)高程控制邊線控制現(xiàn)澆樁樁頂高程，樁身混凝土應(yīng)灌至樁頂高程以上30 cm，確保樁身混凝土質(zhì)量。在灌注混凝土?xí)r，混凝土的灌入量通過(guò)理論計(jì)算值（0.196 m3/延米）和實(shí)際混凝土的投料量進(jìn)行對(duì)比，控制好混凝土的投料量，確保每根樁的投料量不小于設(shè)計(jì)灌注量。施工過(guò)程中專人記錄好每根樁的灌注時(shí)間、終孔電流、拔管速度、混凝土坍落度和混凝土實(shí)際灌注量。

4 拔管灌注過(guò)程中的注意事項(xiàng)

1）檢查每輛混凝土運(yùn)輸車中的混凝土方量，數(shù)量不足時(shí)不得灌注混凝土。安排專用車輛供應(yīng)混凝土，確保施工連續(xù)，避免停工待料。

2）啟動(dòng)地泵輸送混凝土，將管道內(nèi)的混凝土填充滿再啟動(dòng)拔管。

3）拔管過(guò)程中禁止旋轉(zhuǎn)鉆頭，防止鉆頭和孔壁的泥土掉入樁中造成斷樁。

4）鉆至孔底后，停止鉆進(jìn)，空鉆10～30 s后停鉆，提鉆時(shí)先將鉆桿提升約50 cm，開(kāi)始輸送混凝土，混凝土填充滿管道后再勻速提鉆灌注；通過(guò)管道頂端的排氣孔檢查管道內(nèi)混凝土是否填滿。

5）根據(jù)試樁總結(jié)確定的提鉆速度施工，完成后及時(shí)進(jìn)行樁身檢測(cè)，確認(rèn)成樁質(zhì)量。

6）為保證樁頭質(zhì)量，在提鉆至樁頂后停止提鉆，繼續(xù)泵送混凝土10～30 s。

7）在提鉆灌注過(guò)程中，提鉆、放料和混凝土泵的配合要專人指揮，用必要的通信工具聯(lián)系，以保證配合一致。

5 CFG樁工后處理

社，2018.

[2]苗青山.鐵路路基工程中的CFG樁軟基加固施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2022（4）：117-119+132.

[3]中鐵四局集團(tuán)有限公司.高速鐵路路基工程施工技術(shù)：Q/CR9602—

1）不得擾動(dòng)未終凝的樁體混凝土。

2）CFG樁施工隆起的棄土需待樁施工完7 d后開(kāi)挖，采用小型挖掘機(jī)配合人工開(kāi)挖，嚴(yán)格控制開(kāi)挖范圍，鏟斗與樁邊之間保持安全距離，同時(shí)避免對(duì)樁間土造成擾動(dòng)和對(duì)設(shè)計(jì)樁頂高程以下的樁體造成損害。

3）CFG樁施工逐樁退打，嚴(yán)格控制施打順序和機(jī)械走行，避免擠壓已完成的樁體。

6 質(zhì)量通病及防治措施

相關(guān)質(zhì)量通病以及具體防治措施見(jiàn)表1。

表1 質(zhì)量通病及防治措施表

7 結(jié)語(yǔ)

CFG樁的施工質(zhì)量關(guān)系到鐵路路基的穩(wěn)定，采取有效的質(zhì)量控制措施極為必要。因此，在施工過(guò)程中，要針對(duì)工程的實(shí)際地質(zhì)情況，總結(jié)施工參數(shù)，嚴(yán)格控制各項(xiàng)工序，從而有效地保障施工質(zhì)量。