潘磊

摘 要：本文結(jié)合張（家口）呼（和浩特）客運(yùn)專線路基施工實(shí)踐，就我國(guó)華北北部地區(qū)客運(yùn)專線CFG樁施工關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。

關(guān)鍵詞：客運(yùn)專線；路基處理；CFG樁施工；技術(shù)控制

呼和浩特至張家口客運(yùn)專線位于我國(guó)華北北部，呈東西走向。線路設(shè)計(jì)正線全長(zhǎng)286.044km，其中，河北省境內(nèi)75.714km，內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)210.330km，為雙線電氣化鐵路。

中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司施工的張呼鐵路工程4標(biāo)2分部共有3段路基全長(zhǎng)3.536km。設(shè)計(jì)路基結(jié)構(gòu)層由上至下分別為基床表層（級(jí)配碎石）、基床底層（A、B組填料）、路堤本體（AB組填料及滲水土）。地基處理形式有： CFG樁加固、水泥攪拌樁加固和沖擊碾壓等。本文就CFG樁加固施工的關(guān)鍵工序及技術(shù)控制進(jìn)行介紹。

CFG樁是英文Cement Fly-ash Gravel Pile的縮寫，意為水泥粉煤灰碎石樁，由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的可變強(qiáng)度樁。通過(guò)調(diào)整水泥摻量及配比，其強(qiáng)度等級(jí)在C15-C25之間變化，是介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型。

1.施工工藝

CFG樁施工工藝流程：配合比試驗(yàn)→拌和混合填料試樁→施工放線→樁機(jī)就位→調(diào)平機(jī)身→鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高→泵壓混合填料→均勻拔管至樁頂→移機(jī)至下（抽取混合填料樣品制作試塊）一樁位

2.施工方法

2.1施工準(zhǔn)備：施工前應(yīng)制定CFG樁布樁圖，圖中注明樁位編號(hào)。測(cè)量放線，準(zhǔn)確確定樁位，檢查施工場(chǎng)地的控制樁點(diǎn)是否會(huì)受施工振動(dòng)的影響。按設(shè)計(jì)要求由進(jìn)行配合比試驗(yàn)，選定合適的配合比，施工時(shí)嚴(yán)格按配合比配制混合料。

2.2試樁：開(kāi)工前進(jìn)行成樁工藝試樁，每個(gè)工點(diǎn)試樁不少于2根。根據(jù)試樁確定合理的施工工藝，并對(duì)按設(shè)計(jì)要求（樁徑、樁長(zhǎng)、樁距）制成的樁進(jìn)行單樁承載力、復(fù)合地基承載力、復(fù)合地基模量試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，復(fù)核、修正設(shè)計(jì)，并與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通。

2.3測(cè)量放樣：用全站儀先放樣出控制樁位，根據(jù)控制樁位及樁位布置圖采用鋼尺確定出每根CFG的樁位，用木樁標(biāo)示。然后復(fù)核CFG樁的軸線定位點(diǎn)等。

2.4鉆機(jī)就位：操作鉆機(jī)就位并對(duì)準(zhǔn)樁位，然后調(diào)整沉管垂直度，垂直度偏差不大于1%。

2.5鉆進(jìn)成孔：鉆孔開(kāi)始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸及地面時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，將鉆桿旋轉(zhuǎn)下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，關(guān)閉電機(jī)，清理鉆孔周圍土。鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)先慢后快，這樣能避免鉆桿搖晃，也能及時(shí)檢查并糾正鉆桿偏位的差值，在成孔過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺。

2.6混合料攪拌：按設(shè)計(jì)配比配制混合料，混合料坍落度宜為160mm～200mm，攪拌時(shí)間不得少于1min。

2.7灌注及拔管：CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開(kāi)始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后開(kāi)始拔管，嚴(yán)禁先拔管后泵料。拔管速率應(yīng)按試樁確定參數(shù)進(jìn)行控制，成樁的提拔速度宜控制在2m/min～3m/min，成樁過(guò)程宜連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)避免供料出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致停機(jī)待料。施工樁頂標(biāo)高宜高于設(shè)計(jì)標(biāo)高50cm。

2.8移機(jī)：移機(jī)前對(duì)下一根樁的樁位進(jìn)行清理辨識(shí)，確保樁位的準(zhǔn)確性。必要時(shí)，移機(jī)后清洗鉆桿和鉆頭。

3.質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1原材料質(zhì)量控制：所用的水泥、粉煤灰和粗骨料品種、規(guī)格及質(zhì)量必須進(jìn)行檢驗(yàn)，確保符合設(shè)計(jì)要求。

3.2進(jìn)行成樁工藝性試驗(yàn)：正式施工前，進(jìn)行成樁工藝試驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)備性能、混合料坍落度，以及拔管速度等關(guān)鍵工藝參數(shù)。

3.3混合料強(qiáng)度控制：嚴(yán)格按照配合比拌制混合料，每班抽樣檢查3次混合料坍落度，并制作1組試件，檢測(cè)28d強(qiáng)度。

3.4每根樁的投料數(shù)量控制：每根樁投料時(shí)數(shù)量不少于設(shè)計(jì)灌注量。

3.5樁身質(zhì)量、完整性控制：采用低應(yīng)變檢測(cè)樁身質(zhì)量及完整性，確保符合設(shè)計(jì)要求。

3.6樁頭質(zhì)量控制：在灌注時(shí)樁頂高度要考慮鑿除浮漿后滿足設(shè)計(jì)要求，鑿除樁頭時(shí)要露出新鮮的混凝土。一般施工樁頂標(biāo)高宜高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高不少于0.5m。CFG樁截?cái)鄻额^采用在同一水平面按同一角度對(duì)稱放置2個(gè)或4個(gè)鋼釬，用大錘同時(shí)擊打?qū)额^截?cái)?。最好采用截樁機(jī)截樁。樁頭截?cái)嗪?，用鋼釬、手錘將樁頂從四周向中間修平至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，樁頂允許偏差0～+20mm。

3.7泵壓混合料灌注施工控制：

鉆進(jìn)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺。

混合料應(yīng)按設(shè)計(jì)配比經(jīng)攪拌機(jī)拌和均勻， 坍落度、拌和時(shí)間應(yīng)按工藝性試驗(yàn)確定的參數(shù)進(jìn)行控制，且拌和時(shí)間不得少于1min，攪拌的混合料必須保證混合料圓柱體能順利通過(guò)剛性管、高強(qiáng)柔性管、彎管和變徑管而到達(dá)鉆桿芯管內(nèi)。以避免出現(xiàn)混合料配比不合理、混合料攪拌質(zhì)量存在缺陷而造成混合料和易性不好、塌落度太大產(chǎn)生泌水及離析現(xiàn)象、塌落度太小而流動(dòng)性差等，從而引起堵管現(xiàn)象發(fā)生。一般將粉煤灰摻量控制在70kg/m3～90kg/m3的范圍內(nèi)，坍落度應(yīng)控制在160mm～200mm之間。

鉆孔進(jìn)入土層預(yù)定標(biāo)高后，開(kāi)始泵送混合料，管內(nèi)空氣從排氣閥排出，待鉆桿內(nèi)管及輸送軟、硬管內(nèi)混合料連續(xù)時(shí)提鉆。若提鉆時(shí)間較晚，在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出，容易造成管路堵塞。

冬期施工時(shí)，混合料輸送管及彎頭均需做防凍保護(hù)，防凍措施不力，常常造成輸送管或彎頭處混合料的凍結(jié)，造成堵管。冬施時(shí)，有時(shí)會(huì)采用加熱水的辦法提高混合料的出口溫度，但要控制好水的溫度，水溫最好不要超過(guò)60℃，否則會(huì)造成混合料的早凝，產(chǎn)生堵管，影響混合料的強(qiáng)度。

杜絕竄孔現(xiàn)象。由于竄孔對(duì)成樁質(zhì)量的影響，施工中采取有效的預(yù)控措施：I.采取隔樁、隔排跳打方法；II.設(shè)計(jì)人員根據(jù)工程實(shí)際情況，采用樁距較大的設(shè)計(jì)方案，避免打樁的剪切擾動(dòng)；III.減少在竄孔區(qū)域的打樁推進(jìn)排數(shù)，減少對(duì)已打樁擾動(dòng)能量的積累；IV.合理提高鉆頭鉆進(jìn)速度。

施工中應(yīng)保證排氣閥正常工作，要求每工作班經(jīng)常檢查排氣閥，防止排氣閥被水泥漿堵塞，造成管內(nèi)空氣不能順利排除，導(dǎo)致樁體存在氣囊，形成樁體空芯的質(zhì)量缺陷。

CFG樁成孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，開(kāi)始泵送混合料，當(dāng)鉆桿芯管充滿混合料后立即開(kāi)始拔管，嚴(yán)禁先提管后泵料而造成樁端不飽滿，影響CFG樁的樁端承載力。

鉆桿應(yīng)采用靜止提拔，施工中嚴(yán)格按工藝性試驗(yàn)確定并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的參數(shù)控制鉆桿提拔速度和混合料的泵送量，并保證連續(xù)提拔，施工中嚴(yán)禁出現(xiàn)超速提拔而造成縮徑斷樁現(xiàn)象。

樁機(jī)移機(jī)至下一樁位施工時(shí)，根據(jù)軸線或周圍樁的位置對(duì)需施工的樁位進(jìn)行復(fù)核，保證樁位準(zhǔn)確。

4.CFG樁頂帽CFG樁樁帽

4.1施工工藝流程：樁頭整平→樁周基底處理→加工、綁扎鋼筋→模板安裝→鋼筋及模板檢驗(yàn)→混凝土澆注→混凝土養(yǎng)護(hù)→拆模

4.2施工方法

a.施工前整平、壓實(shí)碎石墊層，于碎石墊層上鋪設(shè)0.1m厚C20素混凝土作為工作面，C30鋼筋混凝土板現(xiàn)場(chǎng)澆筑?；炷翉?qiáng)度未達(dá)到1.2Mpa以前，不得在其表面來(lái)往行走。每塊板之間設(shè)0.02～0.03m寬伸縮縫，縫內(nèi)填塞瀝青木板，塞入深度不小于0.2m。

b.底層鋼筋保護(hù)墊層采用與混凝土同等級(jí)的水泥砂漿墊塊，其墊塊位置相互錯(cuò)開(kāi)形成梅花形以保證底層鋼筋保護(hù)層厚度。

c.模板采用鋼模板。

d.混凝土由就近拌和站拌和，混凝土罐車運(yùn)輸，汽車泵泵入模內(nèi)，插入式振搗棒振搗?；炷潦┕ね旰笠龊灭B(yǎng)護(hù)。

e.混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)才允許進(jìn)行下道工序施工。

4.3施工注意事項(xiàng)：

a、冬期施工時(shí)混合料入孔溫度不得低于5℃，對(duì)樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。

b、施工垂直度偏差不應(yīng)大于1%；對(duì)滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑；對(duì)條形基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑，對(duì)單排布樁樁位偏差不應(yīng)大于60mm。

5.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)以上關(guān)鍵工序進(jìn)行了嚴(yán)格控制，中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司施工的張呼鐵路CFG樁施工合格率100%，完全滿足設(shè)計(jì)要求。