铁路路基工程CFG桩施工和质量控制要点

铁路路基工程CFG桩施工和质量控制要点

摘 要：新建时速250～350Km高速铁路路基工程施工，必须满足工程结构安全、耐久性能及系统使用功能要求，保证设计使用年限内正常运营。路基基底处理的效果将直接影响列车高速、平稳、舒适和安全的技术指标，所以在路基施工中至关重要。文章阐述了上饶车站改扩建工程新建铁路合福线合肥至福州段主线路基地基处理采用长螺旋钻机施工CFG桩的施工工艺及质量控制要点。

关键词：铁路路基工程； CFG桩施工；质量控制；

0 引言

CFG桩施工为采用长螺旋成孔管内泵压混凝土浇注成桩法工艺成桩，通过调整配合比来满足设计强度，其强度一般为C20混凝土，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩与桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基。

1工程概况

上饶车站改扩建工程新建铁路合福线合肥至福州段主线路基从上至下穿过地质层为(0)人工填土，由泥质砂岩块石组成，结构松散，Ⅰ；(1)1Q/4al+pl/粉质黏土，深灰色，灰黑色，软塑，Ⅱ；(1)2Q/4al+pl/淤泥质粉质黏土，深灰色，灰黑色，软塑，Ⅱ；(2)1 Qel+dl/ 粉质黏土，灰黄色，硬塑，Ⅲ；(3)1K2n 泥质砂岩、含砾砂岩，褐红色、灰黄色，全风化，呈砂土状，Ⅲ(3)2K2n 泥质砂岩、含砾砂岩，褐黄色，强风化，Ⅳ。

根据CFG桩复合地基具有承载力提高幅度大，地基变形小等特点，适用于处理粘土、粉土、淤泥质土、砂土和素填土等地基。本地质情况设计采用CFG桩施工无不是理想的地基处理方式。

2 CFG桩施工方法

2. 1 施工前准备

1、核查地质资料，根据设计参数，熟习地质土层性质和承载力，选择适当型号长螺旋钻机。

2、施工前需清基回填并平整场地。施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于50cm。

3、测量布点。按施工平面图放好桩位及用钢钉绑红色布及塑料绳带作为标记物, 方便钻孔过程中钻孔废泥把桩位埋没后查找。

4、机械进场。长螺旋钻机、相关配套电源及地泵检查、维修后就位。

5、混凝土原材料进场检验。符合设计要求，进行配合比设计，混凝土拌和、运输，混凝土强度符合设计要求，坍落度符合工艺性试验要求。

6、选择试验段进行试验。确定钻孔桩径、桩深度、混凝土施工配合比及塌落度、搅拌时间、拔管速度、终孔电流等工艺参数，是否符合设计要求和质量检验标准。

2. 2.钻进成孔的工艺

1、钻机按设计桩位就位，调整钻杆垂直地面并对准桩位中心。

2、关闭钻头阀门，向下移动钻头至地面开始钻进，先慢后快，钻至设计深度并停钻。钻进过程中，钻机钻杆的垂直度，其偏差应≤1%。

3、向管内泵送混凝土，钻杆芯管充满混凝土后开始拔管。运输到位的混凝土塌落度、拌和时间、泵送速度应按工艺性试验确定的参数进行控制，且拌和时间不应≤60s,泵送速度控制在0.3m3/min。提钻应在混凝土充满泵送管路后，施工中应经常检查泵送压力、弯头和钻杆状态，防止导管堵塞。

4、边泵送混凝土边匀速拔管至桩顶。混凝土的泵送量、拔管速率应按试桩确定参数控制，拔管速度控制在1.2～1.5m/min，泵料应连续，不应停泵待料。导管应始终埋入混凝土内1m左右，以防断桩。每根桩的施工量不应小于设计灌注量。

5、施工应合理安排打桩顺序，避免后序桩施工对已施工桩的损坏。

6、灌注完成后, 桩顶盖土封顶进行养护。

7、CFG桩达设计强度后，桩间土开挖采用小型机具配合人工进行。

8、桩头处理采用切割机械截除桩头，不应损坏桩体，影响桩的完整性。

9、CFG桩施工应每班制作试件，进行28d抗压强度试验。成桩7d后检测采用低应变检测桩的完整性、均匀性。

10、CFG桩处理后的单桩或复合地基承载力应满足设计要求。

具体CFG桩长螺旋钻施工工艺流程如图1：

3 施工质量控制要点

1、原材料控制。桩体原材料采用碎石、砂子、水泥、粉煤灰、外加剂配合而成，对所用的水泥及各种粗细骨料品种、规格及质量要求按>,水泥为P042.5

级及以上的普通硅酸盐水泥。

2、配合比的控制。材料按C20混凝土配合比，混凝土28d龄期标准试块抗压强度不小于13.4MPa，桩体压缩模量不小于130～150MPa。施工前应由试验室进行配合比试验，施工时按配合比进行配制，成桩过程中，应抽样做混凝土试块，每台机械每天至少应做一组试块，标准养护，测定其抗压强度。

3、设计要求控制。必须按照设计的桩位、桩径、桩长和桩数施工，桩位偏差≤0.4d（d为桩径），桩长不应小于设计值，垂直度≤1%。

4、按照试桩确定的工艺操作控制。试桩的目的是指导施工，确定合理的施工机械、机械数量及人员组合方式；确定混凝土拌和数量及时间、拌和温度等工艺；拔管速度、验证混凝土配合结果、确定混凝土强度、全面检查材料及施工质量；制定施工组织及管理体系。

5、跳打施工控制。CFG桩施工，一般应进行跳桩法施工，避免造成相邻桩断桩，一般跳桩1～3根。

6、关闭交通控制。CFG桩刚灌注完成后，不允许车辆进入已施工桩位，以免造成断桩。

7、开挖桩间土控制。桩间土开挖时小型机械头部不允许碰撞桩体，以免造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

图1 CFG桩长螺旋钻管内泵压混凝土灌注施工工艺流程图

8、桩头保护控制。冬季施工混凝土入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保护措施。

9、合理的褥垫层厚度控制。桩顶铺50cm碎石+10cm中粗砂褥垫层，垫层中铺设两层强度不小于110或260KN/m土工格栅，铺设土工格栅时，两段折回不小于3m。桩长必须穿透软土至硬底。

4 结束语

经过项目实践证明，CFG桩施工噪音低和无泥浆污染，满足高铁标准化工地要求。复合地基的施工质量检验后满足设计要求外，且符合《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号和部、公司等的相关要求要求。只有严格控制客运专线铁路路基地基处理，才能满足路基强度高、刚度大、耐久性好、不易变形等特性，确保列车高速、平稳、舒适和安全地在线路运行。

参考文献：

[1] 中铁第四勘察设计院集团有限公司，新建铁路合福线合肥至福州段施工图设计《路基工程参考图集》，2010

[2] 中铁四局集团有限公司[主编]. 铁建设[2010]241号《高速铁路路基工程施工技术指南》. 中国铁道出版社, 2010

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。