摘要：本文結(jié)合石武鐵路客運專線CFG樁施工實踐，主要介紹CFG樁的施工流程，分析了不良地層中CFG樁樁身質(zhì)量產(chǎn)生的原因，針對這些原因提出了具體的預(yù)防措施，積累了不良地層中CFG樁樁身質(zhì)量控制的經(jīng)驗，可為類似工程提供有益的借鑒。
　　關(guān)鍵詞：客運專線，CFG樁，質(zhì)量，預(yù)防措施
　　
　　1前言
　　CFG(CementFly—ashGrave)樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，是近年來發(fā)展起來的一種新型樁。近幾年，該技術(shù)已在客運專線路基工程中廣泛應(yīng)用。由于該技術(shù)具有施工速度快、工期短、質(zhì)量容易控制、工程造價低廉等特點，目前已成為應(yīng)用最普遍的地基處理技術(shù)之一。
　　時速350km/h的石武鐵路，具有“大剛度、高平順、免維修、零變形”四大特點。高標(biāo)準(zhǔn)變形控制是滿足鐵路列車高速運行的必要保證，也是對路基工程、特別是深層軟土、松軟土鐵路地基工后沉降控制技術(shù)提出的新挑戰(zhàn)。在不良地層中施工，CFG樁易出現(xiàn)樁身質(zhì)量不均勻、縮徑，有時甚至斷樁等質(zhì)量問題。現(xiàn)已石武鐵路中先期施工的一段為例，探討不良地層中CFG樁施工出現(xiàn)樁身質(zhì)量問題的原因及質(zhì)量控制措施。
　　2設(shè)計概況及地質(zhì)情況
　　2.1設(shè)計概況
　　該工程采用CFG樁復(fù)合地基。CFG樁樁徑為0.5m，正方形布置，無碴軌道路基范圍樁距1.5m～1.6m，坡腳范圍樁距1.8m。加固樁長30m（其中扶壁式擋墻下CFG樁樁長25m）。一部分地段樁頂設(shè)C30鋼筋混凝土板，板厚0.5m；一部分地段設(shè)置C25鋼筋混凝土樁帽，尺寸為長100cm，寬100cm，高30cm；一部分地段樁頂鋪0.5m厚碎石墊層，墊層內(nèi)夾鋪兩層雙向100kN/m高強土工格柵。
　　2.2地質(zhì)情況
　　自上而下依次為：①層粉質(zhì)粘土，潮濕；②層粉土，潮濕；③層淤泥質(zhì)粘土，飽和狀態(tài)；④層粉質(zhì)粘土，潮濕；⑤層粉土，潮濕；⑥層粗砂，潮濕；⑦層粉土，潮濕；⑧層細(xì)砂，飽和狀態(tài)；⑨層粉質(zhì)粘土，潮濕；⑩層粉砂，飽和狀態(tài)。地下水首層為上層滯水，其下各層為承壓水，穩(wěn)定水位埋深介于2～5.59m之間。該類地層的特點是強度低，第②層粉土、第③層淤泥質(zhì)粘土、第⑤層粉土、第⑦層粉土、第⑧層細(xì)砂、第⑩層粉砂受螺旋鉆具搖動影響產(chǎn)生液化，給施工帶來不便。
　　3施工工藝
　　本工點采用長螺旋鉆、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工工藝，使用的設(shè)備主要是JZL90履帶式長螺旋鉆機，混凝土泵送采用HBTS60-1813拖式混凝土輸送泵。
　　通過成樁工藝性試驗總結(jié)出工藝流程如下：
　　
　　圖3.1長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓CFG樁施工工藝流程
　　4存在的樁身質(zhì)量問題及預(yù)防措施
　　4.1存在的樁身質(zhì)量問題
　　先期施工的一段結(jié)束后,通過低應(yīng)變動力檢測及開挖樁頭發(fā)現(xiàn)，部分樁樁身存在以下質(zhì)量問題:
　　①樁身直徑不均勻，縮頸；
　　②少數(shù)樁無樁頭；
　　③多數(shù)樁樁頭直徑偏大，個別樁頭直徑大于800mm；
　　④個別樁出現(xiàn)斷樁；
　　⑤少數(shù)樁樁頭呈竹筍狀。
　　4.2原因分析
　　1、在鉆進過程中，第②層粉土、第③層淤泥質(zhì)粘土、第⑤層粉土、第⑦層粉土、第⑧層細(xì)砂、第⑩層粉砂受螺旋鉆具搖動影響產(chǎn)生液化，強度降低。采用連打作業(yè)時,樁機的振動力較小,由于軟土的特性,新打樁擠壓已打樁,形成不規(guī)則形態(tài),產(chǎn)生縮頸和斷樁。
　　2、在成樁過程中,鉆具中心管內(nèi)混凝土面過低或中心管內(nèi)無混凝土,孔內(nèi)混凝土的壓力小于地層本身壓力,地層壓力失去平衡,孔壁擠向孔內(nèi),造成縮頸,嚴(yán)重者造成樁身不連續(xù),形成斷樁。同時,相鄰剛灌注完畢的樁混凝土尚未凝固,混凝土向正在施工
　　的樁的方向偏移,嚴(yán)重者造成“串孔”,樁頭混凝土下面下沉而造成無樁頭現(xiàn)象。
　　3、鉆具中心管中混凝土面過高或樁頭標(biāo)高控制過高,使孔內(nèi)混凝土的壓力大于地層本身壓力,樁徑在壓力差的作用下變大,特別是受搖動液化的地層,樁徑變化非常明顯,造成樁身直徑不均勻。由于第②層粉土搖動液化的原因,樁頭直徑偏大。
　　4、當(dāng)?shù)貙又杏叙ね翆訒r,此層鉆進效率較低,上層粉土受搖動的時間較長,飽和粉土易液化,更易產(chǎn)生以上問題。
　　5、當(dāng)混凝土泵送速度與提鉆速度不匹配時,拔管速率太快將造成樁徑偏小或縮頸、斷樁,而拔管速率過慢又會造成水泥漿分布不勻,樁頂浮漿過多,形成混合料離析現(xiàn)象,導(dǎo)致樁身強度不足。
　　6、施工過程中,拔管將對周圍土體產(chǎn)生擾動或擠密。施工振動可使土體密度增加,場地發(fā)生下沉。不可擠密的土則要發(fā)生地表隆起,樁距越小隆起量越大,以致于已打的樁產(chǎn)生縮頸或斷樁。
　　7、停灌時間過早,樁頭灌注標(biāo)高不夠,孔內(nèi)樁頭處混凝土的壓力小于地層本身壓力,地層壓力失去平衡,孔壁擠向孔內(nèi),造成樁頭呈竹筍狀。
　　8、堵管。堵管現(xiàn)象是大多數(shù)工地長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG混合料成樁施工中最為普遍的工程問題,直接影響到成樁質(zhì)量和工程進度。
　　9、CFG樁灌注過程中，產(chǎn)生的浮漿與出土混合在一起堆積在樁頭周圍，如果不及時清除，待凝固后采用挖機清土，極易造成淺層斷樁。大型設(shè)備在施打完的樁上面行走也是造成淺層斷樁的主要原因。
　　4.3預(yù)防措施
　　1、在施工中,采取隔樁施工的“跳打”方法,以避免新打樁擠壓已打樁。但跳打時要求及時清除成樁時排出的棄土，否則會影響施工進度。
　　2、當(dāng)滿堂布樁時,不宜從四周轉(zhuǎn)向內(nèi)推進施工,宜從中心向外推進施工,或從一邊向另一邊推進施工。改進鉆頭，提高鉆進速度，減少剪切能量的積累。減少在竄孔區(qū)域打樁推進排數(shù)，如將一次打4排改為2排或1排。盡快離開已打樁，減少對已打樁擾動能量的積累。
　　3、嚴(yán)格控制拔管速率。保證混凝土輸送泵的泵送量與鉆機的提拔速度匹配是CFG樁施工的關(guān)鍵。在施工中,需要熟練技術(shù)人員指揮協(xié)調(diào)混凝土輸送泵和長螺旋鉆機之間的配合。拔管速率應(yīng)根據(jù)設(shè)備型號確定,一般應(yīng)控制在2m/min~3m/min,根據(jù)提拔速度進行泵送量的匹配,確保中心鉆桿內(nèi)有0.1m3以上的混合料，嚴(yán)禁產(chǎn)生超拔。
　　4、鉆進至設(shè)計標(biāo)高后,泵送混凝土,待鉆具中心管內(nèi)混凝土面上升至一定高度(可聽聲音判斷,一般中心管內(nèi)混凝土面高出地面4m),再開始提鉆,使混凝土打開鉆頭閥門。
　　5、提鉆過程中,始終保持鉆具中心管內(nèi)混凝土壓力略大于地層壓力。
　　6、預(yù)防混合料堵管：a、配合比設(shè)計時使用5mm~10mm的粗骨料,并采用低標(biāo)號水泥，增加膠凝材料的含量，并嚴(yán)格按照配合比配制混合料,嚴(yán)禁混合料離析；b、使用較大出料口的鉆頭,并保持出料口平滑。嚴(yán)禁從鉆頭閥門處進水,形成砂塞；c、每臺輸送泵配備兩臺500L強制式攪拌機,實行連續(xù)灌注，,減少停待時間；d、.保持輸送管內(nèi)及接頭處清潔,不得殘留凝固的混合料；e、第二次下入鉆具時一般不接觸孔底,以免孔底黏土將鉆頭出料口堵塞；f、合理安排輸送泵位置,盡可能縮短輸送管距離,減少彎管和橡膠軟管用量；g、經(jīng)常檢查輸送管接頭連接情況,墊圈不得破損,螺栓保持牢固,嚴(yán)禁水泥砂漿從接頭處流失；h、鉆桿芯管及輸送管充滿混合料,介質(zhì)是連續(xù)體后,應(yīng)及時提鉆。否則,在泵送壓力下會使鉆頭處的水泥漿液擠出,使鉆頭閥門處產(chǎn)生無水泥漿的干硬少漿的混合料塞體,使管線堵塞,混合料不能下落。
　　7、在CFG樁灌注完成后砼凝固之前，及時采用小挖掘機將樁頭砼和鉆泥一起清理出去，留30~50cm不截，強度達到80%后，使用小挖掘機（斗寬0.6m）開挖樁間土，使用改裝后的切割機進行切割，減少對樁體的破壞，切割完成后，斷面平整。同時在施工完后的區(qū)域采用警戒線圍擋，禁止大型機械行走。
　　5結(jié)語
　　CFG樁與樁間土以及與基礎(chǔ)地面間的褥墊層共同組成復(fù)合地基，具有承載力高、沉降小、變形穩(wěn)定快、施工方便、易于控制施工質(zhì)量、工程造價低的特點。石武鐵路采用CFG樁加固軟基，按照上述施工方法施工的樁，經(jīng)過檢測單位進行樁身質(zhì)量檢測后,全部合格,既避免了樁頭過高造成混合料的浪費,又保證了樁身質(zhì)量。此后,又于地質(zhì)條件相接近的地段也采用了此法施工,保證了樁身質(zhì)量,節(jié)約了混合料,為在同類地區(qū)施工提供了經(jīng)驗。
　　參考文獻：
　　[1]鐵建設(shè)[2005]160號，《客運專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)》.
　　[2]TZ212－2005，《客運專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南》.