客運專線CFG樁網(wǎng)結構加固地基施工工法

1、客運專線cfg樁網(wǎng)結構加固地基施工工法一、前言隨著工程建設的飛速發(fā)展，地基處理手段也日趨多樣化，復合地基由于其充分利用樁間土和樁共同作用的特有優(yōu)勢和相對低廉的工程造價得到了越來越廣泛的應用。新建武廣鐵路客運專線路基工后沉降要求嚴格，沉降主要取決于地基的沉降，設計上采用cfg樁網(wǎng)結構復合地基進行加固處理。cfg樁即水泥、粉煤灰、碎石樁，屬于剛性地基加固樁，樁網(wǎng)復合結構是在樁頂設一定厚度的褥墊層，層內加鋪一層或多層雙向土工隔柵。受力過程中，下部土體得到豎向增強體“樁”的加強，在樁頂?shù)玫剿较蛟鰪婓w“網(wǎng)”的加強形成復合地基加固區(qū)，不僅能很好地發(fā)揮樁的側阻作用，同時也能很好的發(fā)揮其端阻作用，使網(wǎng)樁土三

2、者協(xié)同作用，整體共同承擔上部荷載。具有沉降變形小而且完成快、工后沉降較易控制、穩(wěn)定性高、施工方便等優(yōu)點。本工法是我單位在武廣客運專線xxtjv標dk1986+990dk1989+500段施工經(jīng)驗基礎上，經(jīng)歸納和總結而形成的。二、工法特點1、操作性強，質量易于控制、進度易于控制的優(yōu)點。2、施工機械化程度高，施工進度快。3、施工低噪音、無泥漿污染，且施工效率高。4、通過褥墊層的設置，保證樁問土始終參與工作，與傳統(tǒng)的樁基相比，樁的數(shù)量可大大減少，且cfg樁不配筋，樁體利用粉煤灰和石屑做為摻合料，大大降低了工程造價。5、通過改變樁長、樁距、褥墊層厚度和樁體配比，能使復合地基承載力幅度的提高有很大的可調

3、性。6、沉降變形小而且完成快、工后沉降較易控制、穩(wěn)定性高、施工簡單、造價低、承載力提高幅度大、適用范圍較廣、社會和經(jīng)濟效益明顯等特點，可廣泛應用于各類工程的地基處理和加固。三、適用范圍1、適用于客運專線地基軟弱，承載力不足，需進行地基加固處理的路基工程。2、適用于客運專線對路基工后沉降限制嚴格，而地基本身沉降不足以滿足設計要求的路基工程。3、適用于客運專線路基過渡段處的地基加固處理。4、適用于公路、鐵路等各類工程的地基處理和加固。四、工藝原理cfg樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱(即cement fiying-ash gravel pile)。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結強

4、度樁，和樁間士、褥墊層一起形成樁網(wǎng)結構復合地基。cfg樁樁網(wǎng)結構通過褥墊層與路基相連接，無論樁端落在一般土層還是淤泥土質均可保證樁間土始終參與工作。由于樁間土的強度及模量比樁間土大，在荷載作用下樁頂應力比樁間土的應力大，樁可承受的荷載向深的土層傳遞并相應減少樁間土承載的荷載。樁體是由機械成孔后將攪拌好的砼利用泵機打入孔中，在拔管的過程中利用高差產(chǎn)生的重力將混凝土自振搗效果，這樣不僅在成樁的過程中不僅擠密樁間土還擠密樁身，使其具有水硬性，使處理后的復合地基的強度和抗變形的能力明顯提高。在復合地基中，路基本體和樁間土之間設置一定厚度的散體粒狀材料和土工格柵材料組成的褥墊層，是地基的核心部分，是否有

5、褥墊層對地基的承載能力有很大的影響，若不設置褥墊層，復合地基和普通的樁基礎相似，樁間土的承載能力難以發(fā)揮。只有設置了褥墊層，樁間土承載能力才能發(fā)揮出其潛在的作用。其cfg樁網(wǎng)結構加固地基剖面圖見圖1。圖1 cfg樁網(wǎng)結構加固地基剖面圖五、施工工藝流程及操作要點（一）施工工藝流程cfg樁網(wǎng)結構主要由兩部分組成，即路基底面以下的cfg樁和路基底面鋪設的由土工合成材料與碎石等組成的加筋褥墊層。cfg樁網(wǎng)結構加固地基施工工藝見圖2。鉆孔至設計標高泵壓混合填料拌和混合填料抽取混合填料樣品制作試塊移機至下一樁位均勻拔管至樁頂樁機就位施工放線cfg樁工藝試驗配合比試驗截樁頭處理樁帽施工（設計如有）樁身完整性

6、檢測復合地基承截力檢測褥墊層施工褥墊層指標檢測褥墊層試驗段褥墊層材料設計及試驗圖2 cfg樁網(wǎng)結構加固地基施工工藝框圖（二）施工方法及操作要點1、cfg樁施工cfg樁施工方法可采用振動沉管灌注和長螺旋成孔管內泵壓混合料灌注兩種方法，具體應根據(jù)工程的地質情況及機具的適應性合理選擇，施工方法選擇是否合理，直接關系到施工的質量、進度和成本。我單位根據(jù)韶關地區(qū)的地質條件選擇長螺旋成孔管內泵壓混合料灌注法施工，在此僅就該方法操作要點作詳細的介紹。（1）場地平整施工前根據(jù)設計基底平面并結合cfg樁機對場坪的要求，采用機械平整至cfg樁頂標高以上50cm（50cm作為工作墊層），表面做成2%排水橫坡，用yz

7、26t振動壓路機碾壓密實，壓實度大于等于90%，四周人工開挖臨時排水溝。（2）cfg樁工藝試驗在cfg樁大面積施工前，在現(xiàn)場選一塊場地進行試樁，以檢驗設備、工藝是否適宜，確定選用的技術參數(shù)是否滿足設計要求，并對按設計要求（樁徑、樁長、樁距）制成的樁進行單樁承載力、復合地基承載力、砼強度及樁身完整性試驗，根據(jù)試驗結果，復核、修正設計，并與設計單位進行溝通。（3）測量放樣根據(jù)cfg樁位平面布置圖，用全站儀測量放出線路的中心線，再采用經(jīng)緯儀及鋼尺放出每個樁的樁位，在樁位中心打入鋼釬或竹釬（埋入地面，防止鉆機移位時破壞），用白灰標明，并作編號記錄。（4）鉆機就位鉆機就位后，應使鉆桿垂直對準樁位中心，確

8、保cfg樁垂直度容許偏差不大于1%。現(xiàn)場控制采用在鉆架上掛垂球的方法測量該孔的垂直度，也可采用鉆機自帶垂直度調整器控制鉆桿垂直度。每根樁施工前現(xiàn)場工程技術人員進行樁位對中及垂直度檢查。滿足要求后，方可開鉆。（5）鉆進成孔鉆孔開始時，關閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動馬達鉆進，一般先慢后快，鉆進速率為1m-1.2m/min，避免形成螺旋孔，成孔至設計深度，并確保樁端在持力層上并滿足設計要求。在成孔過程中，如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，應放慢進尺，否則容易導致樁孔偏斜、位移，甚至使鉆桿、鉆具損壞。判斷鉆孔至設計深度的方法：在鉆機塔身上每隔0.5m做醒目標記，當動力頭底面到達設計要求深度標記

9、處時，樁長即滿足設計要求。施工時還應該考慮施工工作面的標高差異，做相應增減。判斷鉆頭是否到了持力層一般有兩種方法：一是在樁機駕駛室觀測電流的變化。鉆機開始鉆孔及軟弱地層鉆孔時，電流表指針在50ma70ma安，當鉆頭遇到持力層時，瞬間的電流將增大到120ma以上，同時電壓下降。此時，應判定鉆頭已達到持力層（電流應通過工藝試驗確定，并根據(jù)不同的土質有不同的值）。二是在鉆機旁直觀觀察。當鉆頭到達持力層時，鉆桿上部的動力頭發(fā)生顫動和輕微的擺動，鉆機的動力明顯減弱，此時，應判定鉆頭已達到持力層。（6）混合料的拌合及運輸為了保證混合料的質量，混合料攪拌采用拌和站集中拌和，按照配合比進行配料，每盤料攪拌時間

10、按照普通混凝土的攪拌時間進行控制。一般控制在90120秒，具體攪拌時間根據(jù)實驗確定，電腦控制和記錄?；旌狭铣鰪S時塌落度可控制在180mm200mm。混凝土攪拌運輸車集中運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。（7）灌注及拔管鉆孔至設計標高后，停止鉆進，由現(xiàn)場指揮員通知鉆機停鉆并開始泵送混合料灌注，當鉆桿芯管充滿混合料時開始提拔鉆桿，嚴禁先提管后泵料。成樁過程宜連續(xù)進行，應避免因后臺供料緩慢而導致停機待料。根據(jù)孔徑及輸送泵的泵送量準確掌握提拔鉆桿時間，確?；旌狭媳盟土繎c提鉆速度相配合，并保持連續(xù)灌注。施工樁頂高程宜高出設計高程3050cm，每根樁的投料量應不小于設計灌注量。灌注成樁完成后，樁頂蓋土封頂進行養(yǎng)護。（8）

11、整機移位一根樁灌注達到控制標高后進行下一根樁的施工時，采用“跳樁”法，即隔排又隔列施工。施工時由于cfg樁排出的土較多，經(jīng)常將鄰近的樁位覆蓋，有時還會因鉆機支撐腳壓在樁位旁使原標定的樁位發(fā)生移動。因此，下一根樁施工時，還應根據(jù)軸線或周圍樁的位置對需施工的樁的位置進行復核，保證樁位準確。2、截樁與樁帽施工(1) 截樁施工cfg樁施工完畢后3-7天左右即可進行截樁頭施工，其施工工藝為：樁間土清除截樁成品保護。清除樁間土采用60挖掘機配合人工進行。首先采用挖掘機沿樁間方向由一端后退著清土，清土時專人指揮，防止挖掘機碰撞cfg樁體。清土預留至少20cm人工找平，以保護樁間土不受擾動。清土后隨即進行樁頭

12、的鑿除工作，在設計標高處用鋼釬沿徑向楔入樁體，直至上部樁體斷開，樁頂采有小釬修平。截樁時嚴禁用重錘或重物橫向擊打樁體，樁頭表面不可出現(xiàn)斜平面。若因截樁造成樁頂開裂、斷裂，按樁基混凝土接樁規(guī)定，斷面鑿毛，刷素水泥漿后用高一級混凝土填補并振搗密實。截樁施工完畢后，要做好成品保護工作，禁止車輛在其上通行，同時做好排水措施，以保護樁間土不被擾動。（2）樁帽施工當加固區(qū)表層為較軟的松軟土、軟黏土時，cfg樁頂需增設樁帽，以增大受力面積，提高復合地基承載力。樁帽施工按常規(guī)的砼施工工藝進行，但施工時特別注意以下幾點：樁帽土方開挖后，將cfg樁按要求鑿至設計標高，樁頂面要平整、露出新鮮砼面。破樁頭后必須按規(guī)定

13、的頻率進行樁基的無損檢驗，檢驗合格后，方可進行樁帽砼施工。樁帽施工前必須規(guī)化好施工線路，以保證不擾動或少擾動樁間土。砼運輸車嚴禁在開挖后的樁間土上行走，確保樁間土不受到破壞。樁帽施工后，要做好成品保護工作，禁止車輛在其上通行，同時做好排水措施，以保護樁間土不被擾動。3、加筋褥墊層施工加筋褥墊層由碎石墊層及其間的土工合成材料（土工格柵）組成，根據(jù)武廣客專的要求，其結構分布為：由下至上為25cm（碎石）5cm（砂）雙向土工格柵5cm（砂）25cm（碎石）。（1）褥墊層填料設計及試驗段施工根據(jù)設計及規(guī)范的要求，通過室內填料級配試驗及擊實試驗確定適宜的碎石墊層填料的配合比設計，并取得級配曲線范圍、最大

14、干密度、最佳含水量等相關參數(shù)。褥墊層正式施工前，應進行試驗段施工，以確定機械組合、施工工藝、施工方法、虛鋪系數(shù)、碾壓等技術參數(shù)，用于指導大面積的施工。（2）底層碎石施工按配合比要求，將碎石料廠拌后用自卸汽車運至現(xiàn)場反卸料，推土機推平后，人工配合平地機精平，在最佳含水量時用壓路機按試驗段確定的碾壓工藝碾壓密實，并進行k值、n值、evd值的檢測。（3）砂層及土工格柵施工在底層碎石墊層上進行第一層砂墊層施工，砂墊層采用天然中粗砂，厚度為5cm，人工采用刮杠法攤鋪整平。鋪完后采用壓路機靜壓2遍。在第一層砂墊層上鋪設土工格柵，鋪設時沿路基橫向鋪設，搭接寬度不小于50cm，鋪設時路基坡腳兩側預留2m回折長

15、度。土工格柵鋪設完成經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后，開始進行第二層砂墊層施工，鋪設完后采用壓路機靜壓2遍。（4）上層碎石施工砂墊層靜壓后，將土工格柵進行回折，回折長度不小于2m，報監(jiān)理驗收合格后，便可進行上層碎石墊層施工，其填筑方法與底層碎石墊層填筑方法一致。六、主要材料1、cfg樁體材料：樁體原材料采用碎石、石屑、粉煤灰、水泥配合而成，材料必須滿足c15砼的要求。水泥選用po32.5級及以上的普通硅酸鹽水泥，混合料28天齡期標準試塊抗壓強度不小于c15混凝土標準。施工前應由室內試驗室進行配合比試驗，施工時按配合比配制混合料。成樁過程中，應抽樣做混合料試塊，每臺機械每天至少應做一組（不少于3塊）試塊，

16、標準養(yǎng)護，測定其抗壓強度。2、土工格柵：采用雙向高強滌綸經(jīng)編土工格柵，其雙向抗拉強度大于80kn/m，對應伸長率10%，幅寬不小于5m。其高強滌綸用量大于360g/m，外涂層重量大于90g/m，總重量大于450g/m，幅寬5m，網(wǎng)格尺寸25.425.4mm。3、碎石墊層：復合地基加固樁頂部的褥墊層一般選用未風化、級配良好的碎石，不含植物殘體、垃圾等雜質，含泥量不得大于5%，最大粒徑不大于25mm。七、機具設備主要機械設備配備見表1。表1 cfg樁網(wǎng)結構復合地基主要機械設備表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1步履式螺旋鉆機zkl800bd臺1cfg樁施工設備（表列為一臺螺旋鉆機配套設備，可根據(jù)實際工程量

17、調整數(shù)量。）2混凝土泵hbt60臺13自卸汽車15t輛滿足需要4挖掘機小松60型臺15發(fā)電機200kw臺16混凝土攪拌站hls50型套17混凝土運輸車6m3輛28裝載機zl-50臺29壓路機yz-26臺1褥墊層施工設備10平地機py-180臺111推土機ty-160臺112灑水車10m3臺113自卸車汽車15t臺1014級配碎石站wcb600套115裝載機zl-50臺116小型沖擊夯bs600臺2八、勞動組織勞動組織見表2。表2 勞動力組織表序號工種人數(shù)備注備注1現(xiàn)場指揮1負責全面指揮及協(xié)調工作管理人員2技術員1負責全面技術工作及質量監(jiān)督3測量員1負責現(xiàn)場定位放樣等測量工作4試驗員1負責質量檢

18、測及試驗資料整理5安全員1負責現(xiàn)場安全工作6機長1負責本機的施工指揮與現(xiàn)場協(xié)調管理一臺螺旋鉆機組勞動組織7操作手4負責本機的操作、維修和保養(yǎng)8司泵手1負責砼泵的操作9挖掘機司機2負責鉆進時樁間土清理10自卸車司機2負責余土外運工作11推土機司機2褥墊層料初平褥墊層施工勞動組織12平地機司機2褥墊層料精平13壓路機司機2碾壓14灑水車司機2填料補水15力工10配合機械施工及砂墊層、土工格柵鋪設16電工1負責用電管理及維修配套勞動組織17機修員1負責機械設備維修18砼站人員8負責cfg樁混合料的拌合與供應19褥墊層料廠拌人員8負責褥墊層料的拌合與供應九、質量控制 1、質量控制標準施工時必須嚴格按照

19、設計及規(guī)范的標準進行質量控制，確保各項指標滿足要求。（1）cfg樁施工的允許偏差、檢驗數(shù)量及檢驗方法見表3。表3 cfg樁施工的允許偏差、檢驗數(shù)量及檢驗方法 序號檢驗項目允許偏差檢驗數(shù)量檢驗方法1樁位（縱橫向）50mm按成樁總數(shù)的10%檢驗，且每檢驗批不少于5根經(jīng)緯儀或鋼尺丈量2樁體垂直度1%經(jīng)緯儀或吊線測鉆桿傾斜度3樁體有效直徑不小于設計值開挖50100m深后，鋼尺丈量（2）樁帽施工的允許偏差見表4。表4 樁帽施工允許偏差表序號名稱允許偏差（mm）1尺寸302頂面高程203軸線偏位154前、后、左、右邊緣距設計中心線尺寸30（3）碎石褥墊層壓實標準見表5。表5 碎石褥墊層壓實標準項 目壓實標

20、準位于基床底層位于基床底層以下孔隙率n（%）2831壓實系數(shù)k0.950.92動態(tài)變形模量evd(mpa）4040（4）碎石褥墊層施工允許偏差、檢驗數(shù)量及檢驗方法見表6。表6 碎石褥墊層施工的允許偏差、檢驗數(shù)量及檢驗方法序號檢驗項目允許偏差施工單位檢驗數(shù)量檢驗方法1鋪設范圍不小于設計值沿線路縱向每100m抽樣檢驗5處尺量2厚度不小于設計值沿線路縱向每100m抽樣檢驗5處尺量3頂面高程+50，-20mm沿線路縱向每100m抽樣檢驗5處水準測量4橫坡0.5%沿線路縱向每100m抽樣檢驗5個斷面坡度尺量（5）土工格柵施工允許偏差、檢驗數(shù)量及檢驗方法見表7。表7 土工格柵允許偏差、檢驗數(shù)量及檢驗方法序

21、號檢驗項目允許偏差施工單位檢驗數(shù)量檢驗方法1鋪設范圍不小于設計值沿線路縱向每100m抽樣檢驗3處尺量2搭接寬度+50，0mm3層間距30mm水準測量4拾接縫錯開距離50mm尺量5回折長度50mm2、質量控制措施（1）加強對技術人員、操作人員的質量、技術培訓，做到人人懂工藝、懂方法、懂操作、懂控制。（2）合理確定機械配備，人員組織及施工順序，做到物盡其用，人盡其才。（3）嚴格按照設計及規(guī)范的要求進行cfg樁施工、樁帽施工、碎石褥墊層及土工格柵的施工。（4）認真進行地質核對，池地質與設計不符時積極與設計聯(lián)系，做到動態(tài)施工，使質量始終處于受控制狀態(tài)。（5）嚴格材料的進場檢驗制度，對于進場的各種原材料

22、必須嚴格按規(guī)范要求進行現(xiàn)場檢驗，未經(jīng)檢驗或檢驗不合格的材料嚴禁用于施工生產(chǎn)中。（6）做好事前控制，嚴格事中控制，把好事后控制關，嚴格按“三全”理論進行質量控制。（7）嚴把質量檢測控制關，各工序完工后嚴格按設計及規(guī)范的要求項目進行質量檢測，對未經(jīng)檢測或檢測不合格的項目嚴禁進行下道工序施工。十、安全措施（1）現(xiàn)場操作人員必須按規(guī)定配戴防護用品。機械燃料防火應按有關規(guī)定嚴格執(zhí)行。（2）施工機械定機定人，嚴禁本機非操作人員操作機械，機械操作人員必須持證上崗，。（3）必須規(guī)范施工用電，嚴禁私拉亂接電線，用電設備必須作接地處理，配電箱必須設有漏電保護器。（4）施工機械設備應有專人負責保養(yǎng)、維修和看管，確保

23、安全生產(chǎn)。（5）作業(yè)地點掛警告牌，禁止行人和車輛隨意通行。（6）嚴禁施工機械操作人員酒后架駛、疲勞作業(yè)。（7）灌注管路接駁處應安扎牢固，以免混合料噴出傷眼。（8）cfg樁施工時，應保證樁機的穩(wěn)定，以免樁機傾倒。（9）嚴格按機械操作規(guī)程施工，嚴禁“三違”現(xiàn)象的發(fā)生。十一、環(huán)境保護措施（1）施工現(xiàn)場要文明施工，保持現(xiàn)場的干凈、整潔。（2）施工人員掛牌上崗，施工現(xiàn)場設置鮮明端正的標志牌。（3）施工區(qū)經(jīng)常灑水降塵措施，以保持地表土濕潤，防止塵土飛揚污染周圍環(huán)境。（4）由機械設備和工藝操作所產(chǎn)生的噪聲，不得超過當?shù)卣?guī)定標準，否則應采取消聲措施或避開夜間施工作業(yè)。（5）清洗施工機械、設備及工具的廢水、廢油等有害物質以及生活污水，不得直接排放于河流或其他水域中，也不得傾瀉于飲用水源附近的土地上，應集中處理以防污染水質和土壤。（6）施工車輛經(jīng)常維修保養(yǎng)，嚴禁機械帶病作業(yè)。（7）棄土棄于指定棄土場，棄土場按設計要求進行防護，嚴禁隨意棄土，破壞環(huán)境。（8）運土車裝載適中，以防遺撒，如有發(fā)生，安排專人立即進行清除。（9）施工車輛通過居民區(qū)時要減速慢行，嚴禁鳴叫喇叭。十二、效益分析（1）從復合地基檢測數(shù)據(jù)看，cfg樁網(wǎng)結構可最大限度地發(fā)揮樁及樁間土的強度，使復合地基的承載力得到大幅度的提高，地基變形得以降低和控制；cfg樁樁長可以從幾米到20多米，并且可全樁長發(fā)揮樁