高速铁路CFG桩在软土地基中的加固技术

高速铁路CFG桩在软土地基中的加固技术

作者：晋晶晶

来源：《中国新技术新产品》2016年第06期

摘 要：对于高速铁路软土地基来说，施工时采用CFG桩地基加固处理措施能够有效的减少的地基的变形力度，同时也可以提高地基的承载力。使其符合高速铁路建设的相关要求。 关键词：高速铁路；软土地基；CFG桩；加固技术 中图分类号：TU471 文献标识码：A 一、CFG桩技术原理

CFG桩技术应用于地基处理中时，这种地基称为CFG桩软土地基。这种地基的结构是由CFG的桩体、桩体周土及褥垫层构成的，因此，这三个部分共同承受建筑物的荷载。CFG桩软土地基可以提高地基的承载能力，其原因在于褥垫层可以将建筑物的基底压力通过一定程度的变形将适当的压力分给CFG桩和桩体周土，与此同时，地基土在桩体的挤压作用后承载能力提高，桩体在桩周土的影响下受力性能也得到了改善，这三个结构相互作用、相互影响，提高了地基的承载能力、抗震能力、减少地基变形。 二、软土地基的主要特点和处理原则 1 软土地基主要特点

形成软土地基的原因是不一样的，所以其特性也各不相同，但是从总体上来看，可以将其特性总结为以下几个方面：第一，在软土地基中具有较大的天然含水量，其比例为35%～70%；第二，具有较高的压缩性，其压缩系数能够达到0.005～0.02，因为在软土中具有较大的空隙比例，所以土粒间缺乏稳定的连接结构；第三，其透水性不强，其缺乏良好的内部渗水条件；第四，软土地基在抗剪强度方面比较低；第五，软土地基具有较强的触变性，其结构强度会因为受到静置力时的作用而出现恢复或降低。 2 处理软土地基的基本原则

在高速铁路软土地基的处理过程中，施工措施主要是从两方面加以考察，一是使用自然沉降的方法，也就是采用堆载预压的方式来实现地基自然沉降，从而达到最终的稳定，另一种方法则是在软土地基的处理过程中使用对应工程技术来进行相关处理。在通常情况下，前者虽然具有一定的简便性和经济性，但是在工程建设过程中会受到工期因素的影响，所以较难实现；而后者能够在工期限制下实现准确、合理、及时的处理，这是目前所普遍采用的处理方法。 三、CFG桩软土地基加固分析和应用

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1 CFG桩软土地基加固作用主要体现在桩体设置、挤密效应和排水效应以及褥垫层四个方面。其主要的组成部分中的褥垫层在均化过程中能够使得桩体的承载力逐渐减少，并将桩与桩之间的承载力进行合理的平均分布，使得地基承受的压力得以均化调整。最后形成的褥垫层厚度要保证在10cm-30cm。挤密效应，能够使得桩与桩之间的紧密结合得到有效的控制，同时也有效的提高了每个单桩的承载力，增大软土地基的承载力。尤其是松散砂和松散土体在振冲的作用荷载下，使其结构架构之间不断的进行紧固和密实作用，保证其结构的稳固性。挤密效应在振冲的作用下产生的孔隙水压力，可以通过排水系统对桩体之间进行排水，保证桩体的稳固性。CFG桩的主要构成物质在软土地基的作用下，经过一系列的化学反应，物理作用，最后形成的高强度的桩体，有效的防止桩体发生变形或是受剪切度的干扰。 2 CFG桩施工技术要求

CFG桩施工过程包括工作垫层的处理，路基构造物软基施工，分区与编号和桩顶标高的确定。

2.1 工作垫层、分区与编号、桩顶标高的确定

工作垫层选用的材料粒径不能大于30mm，主要是为了避免在桩基处理过程中出现的桩与桩之间的碰撞损坏桩柱。分区与编号的工作程序的实施主要是为了保证软基施工处理过程中能够在地基加固方面平衡有序的进行，避免因混乱施工工序而造成地基施工质量不过关，给铁路运行埋下隐患。CFG桩施工完成之后，要对其垫层进行测量然后确定其平均标高，保证每个桩的标高相同，避免出现不一致的坡度现象。 2.2 路基构造物软基施工

在软弱地基进行加固处理过程中首先要对路基构造物软基加固施工，保证其两侧已经形成的桩体稳固，避免出现倾斜或是损坏的现象。路基构造物软基加固的前提是要保证承台施工的完好，才能对路基构造物软基的加固桩进行施工。 2.3 长螺旋钻机施工CFG桩

长螺旋钻机施工CFG桩首先要对其进行测量定位，然后再进行桩机安装定位，桩尖的埋设和预制，成孔，混凝土配置等各个环节的施工设置。

CFG桩在施工过程中首先要在施工的垫层上确定出CFG桩线，桩线的测量由专门的测量人员采用测量仪器进行测量。并且在测量过程中也要对路基构造物软基的肩边线，路中线等测量，然后再利用比较明显的石灰由专业人员按照测量的线路作出相应的标记。调整桩机水平及垂直度，以达到最佳状态。

其次是成孔，成桩以及桩长保护桩成孔主要是长螺旋钻机的控制，在进行成孔操作过程中要保证先快后慢的进程。成孔深度在钻杆上应有明确标记，成孔深度误差不超过0.1m，确保

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桩长满足设计要求，垂直度偏差小于1%。成孔至设计深度后，钻机停钻，并同时开始灌注混合填料，当混合填料充满钻杆芯杆后开始提升钻杆至地表。拔管速率应按试桩确定的参数进行控制，拔管速度均匀，拔管至桩顶。施工桩顶标高宜高于设计标高50cm。严格按设计设置保护桩长，设置保护桩长遵照如下原则：设计桩顶标高离地表的距离不大时（不大于1.5m），保护桩长可取50cm～70cm，上部再用土封顶。桩顶标高离地表的距离较大时，可设置70cm～100cm的保护桩长，然后上部再用粒状材料封顶直到接近地表。 四、CFG桩技术应用的主要工艺流程和施工控制要点 1 CFG桩软土地基的主要工艺流程如下：

放建筑物轴线→放桩位→钻机就位→钻孔至设计标高→按规定速度泵送同时提钻杆到地表→移位打下一根桩→按上述工序打完所有桩后结束→清除桩间的土等→进行CFG桩软土地基的检验→检验桩和槽→褥垫层的施工和验收→CFG桩软土地基的验收。 2 CFG桩软土地基施工过程中的主要控制要点 2.1 人工截桩时间以及断桩标高的控制

人工截桩的过程中要不断检查成桩后的混合料的变化，特别是强度的变化。同时，对桩身的混合料的养护温度进行现场实测，确定其初凝的时间，从而避免过早清除混合料。这一关必须慎重，因为一旦过早清除了混合料，桩顶的料就没有足够的支持力，在上部建筑的压力下，桩顶下压形成缩颈，桩长变短，地基的建设就不达标了。 2.2 混合料塌落度的控制

这一步的控制也十分重要，控制要点在于：控制上料的顺序或者混合料的搅拌时间。上料时最好按这样的顺序进行：装碎石→加水泥和粉煤灰等→加砂。注意水泥和粉煤灰等要在石和砂之间。

2.3 精确配置混合料

在配置混合料时注意粉煤灰与细骨粉的量不要太大，因为这两种料一旦过量，容易造成混合料的粘度大，在运送过程中就难免会发生堵塞管道的情况。 五、CFG桩质量检测

CFG桩地基竣工验收时，承载力检验应采用单桩复合地基载荷试验，复合地基承载力、单桩承载力应满足各工点具体的设计要求。CFG桩地基承载力检验应在桩身强度满足试验荷载条件时，并宜在施工结束28天后进行，试验数量宜为总桩数的2‰（单桩复合地基承载力及单桩承载力各1‰），且每检验批单桩复合地基承载力及单桩承载力检验数量各不少于3

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点。复合地基承载力一般不小于150kPa，路堤高度小于3m时，复合地基承载力不小于180kPa。 结语

CFG桩对软土地基有很好的加固作用，CFG桩地基加固技术的主要特点是加快了施工速度提高了施工质量降低了施工成本，建设工程的经济效益能够得到充分的保证，和其他地基处理技术相比，具有非常明显的优势，使得施工进度、质量控制和成本控制三大问题得以解决。 参考文献

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