CFG桩软基加固技术在铁路站场软基施工中的应用

CFG桩软基加固技术在铁路站场软基施工中的应用

宫辉

中铁十七局集团第一工程有限公司

摘要：CFG(水泥粉煤灰碎石桩)作为建筑工程中应用比较广泛的桩基形式,不仅降低造价成本，施工方法简单，而且提高了地基承载力与桩基的稳定性具。本文通过CFG桩软基加固技术在实际铁路施工工程的应用，对该技术的工艺流程、实施方案、质量检测等问题进行了讨论。

关键字：CFG桩；软基；加固处理；铁路站场

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰及少量水泥，加水搅拌后制成的具有一定强度的混凝土桩体，并充分利用桩间土及褥垫层的共同作用，将荷载传递到深层地基中去，使CFG桩复合地基得到均匀沉降和较高承载力。因此造价成本较低，施工方便并有较高地基承载力与桩基稳定的性的CFG桩在建筑工程中该技术得到了越来越多的应用。

湖州南站站场就是在施工中运用CFG桩软基加固技术的实例，本文对此进行归纳总结并进行了讨论。

1工程背景

该段路基工程位于DK183+307.96～DK186+200段，全长2.892km。该段路基处于箱梁先架地段。正线为无砟轨道，路基预压期不少于9个月，沉降控制标准为15mm，到发线铺设有砟轨道，路基沉降控制标准为15cm。

1.1软基处理中的CFG桩软基加固技术

路基施工顺序为软基处理——路基本体——预压——基床表层。该项目中CFG桩软基加固技术在路基施工第一步中得到了充分体现。根据现场地质条件选用CFG桩软基加固技术的振动沉管灌注成桩，该工程中，桩顶面设置0.6m厚加筋碎石垫层，加筋为两层双向120kN/m土工格栅，采用横向隔一钻一、纵向钻机后退法施工。

2CFG桩施工工艺

2.1地面处理

因该地所处地段的分布有低山丘陵区，地表植被发育，局部基岩出露；地表水发育，沟渠纵横，水塘密布。故需将水塘地段进行排水疏干然后进行基底填土并设排水坡，旱地及旱田地段挖除地表植物根系，并用土回填至原地面。回填土需进行碾压至规定密实度。该工程中，基底填2.0m普通土，填土顶面设置了4%横向排水坡。

2.2施工准备

（1）在施工前要仔细核对图纸及桩孔位置，对施工地段再一次进行实地观察，了解地上各障碍物及地下水分布位置等。（2）平整场地，清除段内各种障碍物及原地面松软表土及腐植土，无杂物和积水，清除后的基底碾压密实、平整，地基表面承载力满足设计要求。（3）对段内地表水、地下水及施工用水水质进行取样复测。不得使用有侵蚀性水作为施工用水。（4）采集该工点土样，CFG桩混合料在施工前应按《建筑地基处理技术规范》进行室内配比试验，要求桩体混合料试块（边长15cm立方体）标准养护28天立方体无侧限抗压强度不小于10Mpa。（5）利用室内水泥土配比试验结果进行现场成桩试验，以确定满足设计要求的施工工艺和施工参数。（6）CFG桩路基工点必须安排提前施工，确定基床底层稳定后方可进行基床表层级配碎石施工，铺轨前必须进行沉降评估。

2.3施工方法

振动沉管灌注成桩，适用于粘性土、粉土、素填土，对夹有较厚卵石、砂和空隙比小液性指数较低的黏土层无合理有效的辅助措施不宜采用[1]。故对现场地质条件进行评测了解后，选用振动沉管灌注成桩。

震动沉管CFG桩施工顺序及要点：

施工顺序如图2-1：

(1)测量放线，确定施工位置。钻机要保持平整、稳固，钻杆垂直。(2)沉管内灌注的混合料要严格按照实验配比进行混合搅拌。(3)成孔后，钻杆预拔200mm左右，然后边泵送边提升沉管。同时要控制拔管速率。应控制拔管速度为1.2～1.5m/min，遇淤泥或泥炭土等敏感土层，拔管速率应放慢。(4)拔管过程中不允许反插，如上料不足，须在拔管过程中空中投料。(5)钻进过程中遇到卵石土层或较硬的粘性土层时，先用长螺旋钻机引孔，再用振动沉管桩机制桩。(6)设计要求桩端进入完整岩层时，改用同等孔径的取芯钻头。

沉管灌注成桩施工过程中应观测新施工桩对已施工桩的影响，当发现断裂开脱时，必须对工程桩逐桩静压，静压时间一般问3min，静压荷载以保证使断桩接起来为准[2]。已经成桩的区域要进行维护，严禁重型机械行走或大型机械运作，防止成桩损坏。桩间土的采集和桩的剔除尽量采用人工处理。

3CFG桩的质量及其检测

在任何建筑工程中都要保证施工的质量，确保工程的质量达标需要在建设过程中采用合理有效的施工方案，进而确保工程正确有效的进行，工程结束后也要进行工程检测，来保证工程项目之后的正常使用。

为保证CFG桩的质量，在桩施打顺序方面采取了由中央向四周，由线路中心向两侧坡脚施打的顺序进行施工。另一方面，该地段所处位置地下水位较高，故孔隙水压较大时应采取隔桩跳打的施工方法。

在混合料的输送方面，施工中采用了强制式搅拌机，坍落度控制标准为：沉管灌注法为30～50mm，以确保混合料顺利输送。

在施工中桩长不得小于设计值，桩径允许偏差不大于20mm，垂直度允许偏差不大于1%。

CFG桩施工完成待其混合料初凝后，人工将桩顶松散部分和浮浆清除，清理地基表面，填筑碎石垫层并碾压密实、平整后，铺设土工格栅，再填筑一层碎石垫层。

3.1质量检测

CFG桩施工完毕，一般28d后对CFG桩和CFG桩复合地基进行检测，检测包括低应变对桩身质量的检测和静载荷试验对承载力的检测，静载荷试验采用单桩或多桩复合地基，根据试验结果评价复合地基承载力。要求复合地基承载力不小于180kPa。

低应变检测基桩完整性步骤：现场调查及资料收集——抽检数量、桩位选择及检测时间——桩头处理——传感器安装——激振点及锤击振源——仪器参数设置——信号采集与判断——影响信号质量的因素。工程中检测数量取CFG桩总数的10%。检测过程中要保护仪器和传感器不受到损坏，保证检测环境适宜，防止信号干扰等以确保检测顺利进行。

静载荷实验按照JGJ106-2003《建筑基桩检测技术规范》，使用平板结构反力架，用堆载方法并分级加载进行试验[3]。这里静载荷试验数量取CFG桩总桩数的0.5～1%，但不小于3点。

为确保建成后软基的质量，应严格按照检测方法与标准对段内CFG桩的自身质量及承载力进行检测评价与整改。因铁路站场软基施工工程量大，可以在最终施工前进行预实验，对CFG桩的材料配比及处理工艺进行优化，以铺设符合检验标准的复合地基。

4结果与评价

通过对湖州南站站场在施工中运用的CFG桩软基加固技术的实例，对CFG桩软基加固技术的施工工艺与施工方案及质量检测等方面进行了具体了解，明白了工艺实施要经过许多必不可少的步骤与实验，同时也要做到施工严谨，以严格遵守规范与标准为前提，以结合实地地质条件选择合适的工艺技术为准备，以工艺实施为重点，以质量检测为保证，将CFG桩软基加固技术合理运用到实际中。

该实例充分体现了CFG桩的较高承载力与稳定性，施工方法的简单方便与无污染，有效的提高了工程效率并保证了环境，该技术在未来多的工程建设中必定会应用越来越广泛。

参考文献

[1]《建筑地基处理技术规范》[S]（JGJ79-2012）

[2]CFG桩检验规范，2017

[3]徐亮、李建、李小泉，CFG桩复合地基静载检测方法探讨[B]，水电站设计，2011（03）