高速鐵路CFG樁在軟土地基中的加固技術

晉晶晶

摘 要：對于高速鐵路軟土地基來說，施工時采用CFG樁地基加固處理措施能夠有效的減少的地基的變形力度，同時也可以提高地基的承載力。使其符合高速鐵路建設的相關要求。

關鍵詞：高速鐵路；軟土地基；CFG樁；加固技術

中圖分類號：TU471 文獻標識碼：A

一、CFG樁技術原理

CFG樁技術應用于地基處理中時，這種地基稱為CFG樁軟土地基。這種地基的結構是由CFG的樁體、樁體周土及褥墊層構成的，因此，這三個部分共同承受建筑物的荷載。CFG樁軟土地基可以提高地基的承載能力，其原因在于褥墊層可以將建筑物的基底壓力通過一定程度的變形將適當的壓力分給CFG樁和樁體周土，與此同時，地基土在樁體的擠壓作用后承載能力提高，樁體在樁周土的影響下受力性能也得到了改善，這三個結構相互作用、相互影響，提高了地基的承載能力、抗震能力、減少地基變形。

二、軟土地基的主要特點和處理原則

1 軟土地基主要特點

形成軟土地基的原因是不一樣的，所以其特性也各不相同，但是從總體上來看，可以將其特性總結為以下幾個方面：第一，在軟土地基中具有較大的天然含水量，其比例為35%～70%；第二，具有較高的壓縮性，其壓縮系數能夠達到0.005～0.02，因為在軟土中具有較大的空隙比例，所以土粒間缺乏穩定的連接結構；第三，其透水性不強，其缺乏良好的內部滲水條件；第四，軟土地基在抗剪強度方面比較低；第五，軟土地基具有較強的觸變性，其結構強度會因為受到靜置力時的作用而出現恢復或降低。

2 處理軟土地基的基本原則

在高速鐵路軟土地基的處理過程中，施工措施主要是從兩方面加以考察，一是使用自然沉降的方法，也就是采用堆載預壓的方式來實現地基自然沉降，從而達到最終的穩定，另一種方法則是在軟土地基的處理過程中使用對應工程技術來進行相關處理。在通常情況下，前者雖然具有一定的簡便性和經濟性，但是在工程建設過程中會受到工期因素的影響，所以較難實現；而后者能夠在工期限制下實現準確、合理、及時的處理，這是目前所普遍采用的處理方法。

三、CFG樁軟土地基加固分析和應用

1 CFG樁軟土地基加固作用主要體現在樁體設置、擠密效應和排水效應以及褥墊層四個方面。其主要的組成部分中的褥墊層在均化過程中能夠使得樁體的承載力逐漸減少，并將樁與樁之間的承載力進行合理的平均分布，使得地基承受的壓力得以均化調整。最后形成的褥墊層厚度要保證在10cm-30cm。擠密效應，能夠使得樁與樁之間的緊密結合得到有效的控制，同時也有效的提高了每個單樁的承載力，增大軟土地基的承載力。尤其是松散砂和松散土體在振沖的作用荷載下，使其結構架構之間不斷的進行緊固和密實作用，保證其結構的穩固性。擠密效應在振沖的作用下產生的孔隙水壓力，可以通過排水系統對樁體之間進行排水，保證樁體的穩固性。CFG樁的主要構成物質在軟土地基的作用下，經過一系列的化學反應，物理作用，最后形成的高強度的樁體，有效的防止樁體發生變形或是受剪切度的干擾。

2 CFG樁施工技術要求

CFG樁施工過程包括工作墊層的處理，路基構造物軟基施工，分區與編號和樁頂標高的確定。

2.1 工作墊層、分區與編號、樁頂標高的確定

工作墊層選用的材料粒徑不能大于30mm，主要是為了避免在樁基處理過程中出現的樁與樁之間的碰撞損壞樁柱。分區與編號的工作程序的實施主要是為了保證軟基施工處理過程中能夠在地基加固方面平衡有序的進行，避免因混亂施工工序而造成地基施工質量不過關，給鐵路運行埋下隱患。CFG樁施工完成之后，要對其墊層進行測量然后確定其平均標高，保證每個樁的標高相同，避免出現不一致的坡度現象。

2.2 路基構造物軟基施工

在軟弱地基進行加固處理過程中首先要對路基構造物軟基加固施工，保證其兩側已經形成的樁體穩固，避免出現傾斜或是損壞的現象。路基構造物軟基加固的前提是要保證承臺施工的完好，才能對路基構造物軟基的加固樁進行施工。

2.3 長螺旋鉆機施工CFG樁

長螺旋鉆機施工CFG樁首先要對其進行測量定位，然后再進行樁機安裝定位，樁尖的埋設和預制，成孔，混凝土配置等各個環節的施工設置。

CFG樁在施工過程中首先要在施工的墊層上確定出CFG樁線，樁線的測量由專門的測量人員采用測量儀器進行測量。并且在測量過程中也要對路基構造物軟基的肩邊線，路中線等測量，然后再利用比較明顯的石灰由專業人員按照測量的線路作出相應的標記。調整樁機水平及垂直度，以達到最佳狀態。

其次是成孔，成樁以及樁長保護樁成孔主要是長螺旋鉆機的控制，在進行成孔操作過程中要保證先快后慢的進程。成孔深度在鉆桿上應有明確標記，成孔深度誤差不超過0.1m，確保樁長滿足設計要求，垂直度偏差小于1%。成孔至設計深度后，鉆機停鉆，并同時開始灌注混合填料，當混合填料充滿鉆桿芯桿后開始提升鉆桿至地表。拔管速率應按試樁確定的參數進行控制，拔管速度均勻，拔管至樁頂。施工樁頂標高宜高于設計標高50cm。嚴格按設計設置保護樁長，設置保護樁長遵照如下原則：設計樁頂標高離地表的距離不大時（不大于1.5m），保護樁長可取50cm～70cm，上部再用土封頂。樁頂標高離地表的距離較大時，可設置70cm～100cm的保護樁長，然后上部再用粒狀材料封頂直到接近地表。

四、CFG樁技術應用的主要工藝流程和施工控制要點

1 CFG樁軟土地基的主要工藝流程如下：

放建筑物軸線→放樁位→鉆機就位→鉆孔至設計標高→按規定速度泵送同時提鉆桿到地表→移位打下一根樁→按上述工序打完所有樁后結束→清除樁間的土等→進行CFG樁軟土地基的檢驗→檢驗樁和槽→褥墊層的施工和驗收→CFG樁軟土地基的驗收。

2 CFG樁軟土地基施工過程中的主要控制要點

2.1 人工截樁時間以及斷樁標高的控制

人工截樁的過程中要不斷檢查成樁后的混合料的變化，特別是強度的變化。同時，對樁身的混合料的養護溫度進行現場實測，確定其初凝的時間，從而避免過早清除混合料。這一關必須慎重，因為一旦過早清除了混合料，樁頂的料就沒有足夠的支持力，在上部建筑的壓力下，樁頂下壓形成縮頸，樁長變短，地基的建設就不達標了。

2.2 混合料塌落度的控制

這一步的控制也十分重要，控制要點在于：控制上料的順序或者混合料的攪拌時間。上料時最好按這樣的順序進行：裝碎石→加水泥和粉煤灰等→加砂。注意水泥和粉煤灰等要在石和砂之間。

2.3 精確配置混合料

在配置混合料時注意粉煤灰與細骨粉的量不要太大，因為這兩種料一旦過量，容易造成混合料的粘度大，在運送過程中就難免會發生堵塞管道的情況。

五、CFG樁質量檢測

CFG樁地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用單樁復合地基載荷試驗，復合地基承載力、單樁承載力應滿足各工點具體的設計要求。CFG樁地基承載力檢驗應在樁身強度滿足試驗荷載條件時，并宜在施工結束28天后進行，試驗數量宜為總樁數的2‰（單樁復合地基承載力及單樁承載力各1‰），且每檢驗批單樁復合地基承載力及單樁承載力檢驗數量各不少于3點。復合地基承載力一般不小于150kPa，路堤高度小于3m時，復合地基承載力不小于180kPa。

結語

CFG樁對軟土地基有很好的加固作用，CFG樁地基加固技術的主要特點是加快了施工速度提高了施工質量降低了施工成本，建設工程的經濟效益能夠得到充分的保證，和其他地基處理技術相比，具有非常明顯的優勢，使得施工進度、質量控制和成本控制三大問題得以解決。

參考文獻

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