浅析高速铁路CFG桩工艺性试验

浅析高速铁路CFG桩工艺性试验

杨震乾

中建三局基础设施建设投资有限公司湖北武汉430000

摘要：高速铁路软土地基多采用CFG桩加固，由于不同地区地质条件各异，为控制CFG桩质量，需要进行CFG桩工艺性试验。但由于重视程度不足，工艺性试验流于形式或采用经验数据，造成CFG桩存在断桩、缩颈及强度不足等质量问题。某高速铁路处于湖北境内，严格按照相关规范进行了CFG桩工艺性试验，根据试验参数组织施工，解决了质量问题，取得了良好效果。

关键词：CFG桩基、工艺性试验

一、试桩目的

该工程所处地区地质特征为粉质黏土、灰岩、石英砂岩等，为了实现CFG桩处理地基的目标，达到设计采用的CFG桩处理地基的效果，进行CFG桩试桩施工，取得该地质条件下CFG桩施工相关试验参数。

⑴通过CFG桩试桩复核地质资料，确定施工工艺及拔管速度、每延米混合料用量、充盈系数等各项工艺参数，验证配合比，及施工顺序是否适宜。

⑵确定CFG桩施工时的机械组合、人员配置及作业组织。保证施工质量的控制措施。

⑶验证设计参数的合理性。

二、施工工艺

⑴钻机就位。钻机就位后，使钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量钻杆的垂直度。

⑵钻进成孔。关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时启动马达钻进。在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。以下三种情况判定CFG桩终孔:一是钻孔达到设计深度，钻机电流大小达到要求；二是钻孔未达到设计深度，钻机电流大小达到要求，现场确认桩基已穿透软弱土层到达硬层以下≥50cm；三是钻孔深度已达到设计深度，钻机电流大小未达到要求，须继续钻孔到达硬层以下≥50cm。

⑶混合料搅拌。混合料搅拌必须集中拌和，按照配合比进行配料，每盘料搅拌时间按照普通混凝土的搅拌时间进行控制，控制在90～120秒，混合料塌落度控制在160mm～200mm。

⑷灌注及拔管。钻孔至设计标高后，停止钻进，泵送混合料，保持混合料面始终高于钻头面15～25cm。钻杆芯管充满混合料后开始拔管，并保证连续拔管，不得停泵待料。施工桩顶高程高出设计高程50cm，灌注成桩后桩顶盖土封顶进行养护。

⑸移机。灌注达到控制标高后移机进行下一根桩的施工。

⑹现场试验。在成桩过程中抽样作混合料试块，3根试桩每桩做1组（3块）试件，养护至28天，检测其无侧限抗压强度。

⑺试验过程。用1台CFG-25-1长螺旋钻机和1台HBT60C砼输送泵试桩7根，桩基编号为35-12、35-13、35-14、35-15、35-16、35-18、35-20。试桩桩径0.5m，设计桩长12m，按下表参数进行施工。

⑻桩头截除、修整。

清除桩顶以下50cm桩间土，按照设计标高采用切割机截除桩头，并对桩顶进行修整。

三、桩基检测

⑴每台班做一组（3块）试块，进行28d标准养护试件抗压强度检测。

⑵成桩28天后按用低应变法检测桩身质量、完整性。

⑶成桩28天后进行单桩荷载试验、复合地基荷载试验。

⑷CFG桩施工允许偏差及检验方法见下表。

四、试桩结论

根据试验桩施工情况，我们选定35-13、35-15、35-18做单桩承载力试验，单桩极限承载力不小于1309KN；选定35-12、35-14、35-16桩做复合地基承载力试验，单桩复合地基最大加载值为807KPa，均满足设计要求。根据小应变检测结果，桩身完整性完好，无断桩情况。

1.通过试桩，确定的施工参数如下:

⑴长螺旋钻机至持力层时电流量不小于120A；

⑵拔管速度:2.0～2.5m/min；

⑶每米桩长混凝土用量:0.21m3（即充盈系数1.07）；

⑷混合料拌和时间:90～120s；

⑸混合料坍落度:16～20cm；

⑹砼泵送能力:不小于0.6m3/min；

⑺施工程序:按试桩方案的工艺流程进行。

⑻混合料的配合比为:水泥:粉煤灰:细骨料:粗骨料:水:外加剂=151:151:854:1087:156:1.51。

2.注意事项

⑴混合料配合比要合理。当拌合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时，拌合料和易性不好，常发生堵管。混合料搅拌均匀，搅拌时间不得低于不得低于90～120s。

⑵混合料坍落度应适宜。混合料坍落度太大，容易产生泌水、离析，易造成堵管现象发生。混合料坍落度太小，拌合料在输送管内流动性差，也容易造成堵管。

⑶施工操作得当。钻杆进入土层预定高程后，开始泵送拌合料，管内空气从排气阀排出，待钻杆芯管及输送管充满拌合料且呈连续体后，应及时提钻拔管，保证拌合料在一定压力下灌筑成桩。施工中保证排气阀正常工作，施工中要求每工班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞。

⑷长螺旋钻孔管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，不得停泵待料。

⑸每根桩的投料量不得少于设计灌注量，施工时，桩顶标高应高出设计桩顶标高0.5m。

⑹防止缩颈、断桩的措施。优化拌合料配料，控制最大粒径颗粒含量；控制拔管速度；导管的内壁应光滑，接头平顺。