鐵路路基長螺旋鉆機施工CFG樁質量控制策略

鄒青

（中鐵二十四局集團福建鐵路建設有限公司，福州 350000）

1 工程概況

新建滬渝蓉高鐵WYZQ-6標段起訖里程為DK216+180.85～DK269+780，橋梁27座；單洞雙線隧道6座；路基24段，總長7.65 km，其中，區(qū)間路基長5.67 km，站場路基長1.98 km。當陽西站中心里程為DK256+580，當陽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；當陽西站到發(fā)場包括到發(fā)線2條；當陽西站綜合維修工區(qū)包含安全線1條、工區(qū)走行線1條。當陽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。當陽西站路基包含正線路基、站線路基、維修工區(qū)路基。主要工程項目包含地基處理、地基加固、路基排水、土石方、過渡段、護肩、路基邊坡防護以及綜合接地，接觸網(wǎng)立柱基礎等與站后有關接口工程。本文主要討論地基處理中CFG樁施工內容。

2 施工工藝流程

本工程CFG樁采用長螺旋鉆成孔，施工流程為：原地面處理→測量放樣→鉆機就位→鉆桿垂直度檢查與調整→鉆孔至設計深度，記錄施工設備貫入地層的反應，核查地質資料→泵送混合料，鉆桿內充滿混合料后開始拔管→均勻拔管并泵壓混合料直至樁頂，拔管速度符合工藝試驗標準，投料量不得少于設計灌注量→清土→鉆機移至下一樁位→樁間土開挖→樁頭處理→成樁質量檢測。

3 CFG樁施工工藝及控制要點

3.1 原地面處理

CFG樁施工前對原地面進行清表、碾壓至設計樁頂高程，處理質量滿足設計及驗收標準要求，施工前徹底清除路基范圍內原地面表層樹根、草皮，挖除根系，并做好地下水出露的處理及臨時排水[1]。

3.2 測量放樣

測量放樣人員根據(jù)圖紙計算出來的CFG樁坐標放樣出施工區(qū)域范圍，并采用白石灰做好標線，樁位定位現(xiàn)場插短木棍，短木棍插入土深度不少于20 cm，并用白石灰做標記。

3.3 鉆孔施工

3.3.1 鉆機就位

鉆機就位后，校正對中，使鉆桿對準樁中心位置，觀察測量塔機塔身前方、左側的垂直指針，檢查鉆桿的垂直度，保證鉆桿垂直度偏差不超過1%。用鋼卷尺檢查螺旋鉆頭直徑，直徑不小于0.5 m。現(xiàn)場的工程技術人員在每一根樁施工前都要進行核對樁位中心及鉆桿垂直度的檢查，符合要求后開始鉆進，做好樁位偏差和垂直度記錄[2-3]。長螺旋鉆孔法CFG樁成樁工藝示意圖如圖1所示。

圖1 長螺旋鉆孔法CFG樁成樁工藝示意圖

3.3.2 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地時啟動馬達鉆進。先慢后快，以降低鉆桿晃動幅度，同時查看垂直標桿，檢查鉆孔的偏差并及時糾正。在成孔過程中發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應放慢進尺，防止樁孔偏斜、位移和鉆具損壞。

施工樁長按照設計圖紙橫斷面上的樁長作為指導控制數(shù)據(jù)，根據(jù)試樁成果總結報告，進入持力層（進入粗圓礫土層）電流由100 A±20 A瞬間增加至150～190 A時，作為最終控制樁深，以此成孔樁來驗證設計單樁承載力。具體方法如下：對照設計地質勘查報告核實地質情況，根據(jù)打樁系統(tǒng)確認樁長滿足設計要求，同時主機電流由100 A±20 A瞬間增加至150～190 A時，此時可終孔；在長螺桿鉆桿上，每20 cm標注紅油漆作為長線刻度標識，每米標注數(shù)字刻度標識，以此來查看及記錄鉆機實際進尺深度。

3.4 混凝土施工

3.4.1 混凝土攪拌及運輸

混凝土由拌和站集中拌和供應，原材料均應符合要求。混凝土所用材料技術指標：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、粉煤灰采用二級粉煤灰、水采用檢驗合格的井水、外加劑采用檢驗合格產(chǎn)品[4]。根據(jù)配合比生產(chǎn)混凝土，每盤料攪拌時間控制在2 min，混凝土坍落度控制在160～200 mm。運輸采用混凝土罐車。

3.4.2 拔管灌注混凝土

當鉆進到設計標高時，觀測主機電流變化情況，根據(jù)試樁成果總結報告，主機電流由100 A±20 A瞬間增加至150～190 A時方可停止鉆進，開始泵送混凝土，提鉆桿前，檢查鉆桿芯管內是否充滿混凝土，禁止先提鉆桿后泵料，拔管過程必須連續(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。控制好拔管速度確保泵送混凝土對鉆頭形成有效擠壓（確保混凝土灌注的連續(xù)性），拔管速度控制在2～2.5 m/min，整個拔管過程要勻速進行，如遇淤泥或淤泥質土，拔管速度適當放慢，通過兩側高程控制邊線控制現(xiàn)澆樁樁頂高程，樁身混凝土應灌至樁頂高程以上30 cm，確保樁身混凝土質量。在灌注混凝土時，混凝土的灌入量通過理論計算值（0.196 m3/延米）和實際混凝土的投料量進行對比，控制好混凝土的投料量，確保每根樁的投料量不小于設計灌注量。施工過程中專人記錄好每根樁的灌注時間、終孔電流、拔管速度、混凝土坍落度和混凝土實際灌注量。

4 拔管灌注過程中的注意事項

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

2）啟動地泵輸送混凝土，將管道內的混凝土填充滿再啟動拔管。

3）拔管過程中禁止旋轉鉆頭，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，空鉆10～30 s后停鉆，提鉆時先將鉆桿提升約50 cm，開始輸送混凝土，混凝土填充滿管道后再勻速提鉆灌注；通過管道頂端的排氣孔檢查管道內混凝土是否填滿。

5）根據(jù)試樁總結確定的提鉆速度施工，完成后及時進行樁身檢測，確認成樁質量。

6）為保證樁頭質量，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[J].工程建設與設計，2022（4）：117-119+132.

[3]中鐵四局集團有限公司.高速鐵路路基工程施工技術：Q/CR9602—

1）不得擾動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后開挖，采用小型挖掘機配合人工開挖，嚴格控制開挖范圍，鏟斗與樁邊之間保持安全距離，同時避免對樁間土造成擾動和對設計樁頂高程以下的樁體造成損害。

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

6 質量通病及防治措施

相關質量通病以及具體防治措施見表1。

表1 質量通病及防治措施表

7 結語

CFG樁的施工質量關系到鐵路路基的穩(wěn)定，采取有效的質量控制措施極為必要。因此，在施工過程中，要針對工程的實際地質情況，總結施工參數(shù)，嚴格控制各項工序，從而有效地保障施工質量。