铁路客运专线cfg桩软土地基加固处理方案

CFG桩加固软土地基处理方案CFG(C-Cement，F-Flyash，G-Gravel)桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，是一种新型桩体(桩径为350~600mm)，桩身的材料是在素混凝土桩的基础上发展而来，主要是碎石、石屑(砂)、粉煤灰、掺适量水泥和水，桩体强度等级为C15~C20。与桩基相比，由于CFG桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力，工程造价一般为桩基的1/3~1/2，具有施工速度快、工期短、质量容易控制等特点。设备选型CFG桩施工工艺归纳起来主要有以下两种方法，即振动沉管打桩机施工和长螺旋钻管内泵压施工。振动沉管打桩机施工主要机具为振动沉管机、搅拌机，具有施工操作简便、施工费用较低及对桩间土的挤密效应显著等优点，缺点为振动及噪音污染严重，难以穿透硬土层，施工时混合料的运输一般为翻斗车或人工运输，效率相对较低，新打桩对已打桩产生不良影响(如挤断已打桩)。长螺旋钻管内泵压施工机械是由长螺旋钻机、混凝土泵和强制式混凝土搅拌机组成，具有低噪音、无泥浆污染、是城区和居民区的首选工艺，穿透能力强、施工效率高等优点；缺点为施工费用较高，施工操作复杂。考虑客运专线施工基本不受噪音、排泥浆限制和采用泵送混凝土施工条件难以具备等因素,在非塑性指数较高的饱和软粘土和淤泥质土地段可选振动沉管打桩机施工。国产振动沉管机多采用XXXX建筑机械厂和兰州建筑通用机械总厂生产的设备，其产品技术性能指标如表1所示。长螺旋钻孔钻机的结构形式与工作原理如图1所示。表1XXXX建筑机械厂DZKS、DZL系列振动锤主要技术参数毁项功指狮目竹DZ45铸KS色DZ60吴KS兰DZJ3付7溜DZJ6图0绳电动机功章率页/KW诱200除270粉0~27乞8滨0~50掀0华虏静各咏沸肉蝴1100行1100锁920仁900锹激振嘱力大/KN蛮271矮360顽0~25昌2辛0~45瓶3脊允许拔桩术力巴/KN竞130疤200议120棕200峰允许加压内力滑/KN边100诊120尾90液100啦重少量典/kg铜3684粮4512喉3660甲5100识外形尺蜡寸折/mm税1900色×124慈0×17拌45政2054导×125朗0×18竭50叮1466谢×114炒9×19于36蛛1500海×125悠0×21搅00图1图1长螺旋钻孔钻机的结构形式与工作原理图单机作业单元机具配备如表2所示。表2单机作业单元机具设备配备表顽序号嗽机具设备坡名称绘单位菜数量清备注匙1畜振动沉管冰（或赏长螺旋钻班孔）拒桩机恳台裙1她2卧滚筒式混因凝土搅拌窝机规台躬1膏3滥机动翻斗醒车供辆泻2陵4识铲车煤辆粱1状5作电焊机穗台巴1适用范围及条件振动沉管水泥粉煤灰碎石桩施工工艺属于非排水成桩工艺，主要适用于松散的砂土、粉土、素填土和杂填土等多种软土地基提高承载力加固处理，尤其适用于松散的粉土、粉细砂的加固。它具有施工操作简便、施工费用较低、对桩间土的挤密效应显著等优点。目前主要应用于挤密效果好的土和可液化土的地基加固工程，空旷地区或施工场地周围没有管线以及不存在扰民的地基处理工程。长螺旋钻孔灌注成桩适用于地下水位上的黏性土、粉土、素填土、中等密实以上砂土，属非挤土成桩工艺，该工艺具有穿透能力强、无振动、低噪音、无泥浆污染等特点，但要求桩长范围内无地下水，以保证成孔时不塌孔。工艺原理图2CFG桩加固软土路基结构示意图CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，其结构形式如图2所示。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，桩身强度等级多在C15~C20之间，可全桩长发挥侧向摩阻力，桩端落在好的土层时可很好地发挥端部阻力，与桩间土、褥垫层一起形成复合地基。在复合地基增强体(桩体)系列中，它的置换作用最强。图2CFG桩加固软土路基结构示意图CFG桩、桩间土、褥垫层。三者一起形成复合地基。当基础承受垂直荷载时，桩和桩间土都要发生变形。桩的模量远比土的模量大，桩比土的变形小，由于基础下面设置了一定厚度的褥垫层，桩可以向上刺入，伴随这一过程垫层材料不断补充到桩间土上。以保证在任意荷载作用下桩和桩间土始终共同参与受力,减小基础底面积的应力集中，调整桩、土的应力比，随着褥垫层厚度的增大，复合地基桩、土应力比变小，直至接近于1。当褥垫层厚度达到一定程图3CFG桩复合地基与普通桩基对照图度时,地基反力即为天然良好地基反力。CFG桩复合地基于普通桩基的比较如图3所示。图3CFG桩复合地基与普通桩基对照图施工方法4.1施工准备详核查地质熄资料，结瑞合设计参桶数，选择绳合适的施盲工机械和付施工方法陪。获施工场地畜准备。要纽求三通一盒平，即施瓣工便道通乒、水通、禁电通及施金工场地平宪整；挖掘浴机、推土事机和自卸物汽车配合掀挖除地啊表奔0.3龟m蒸厚的种植齿土，清除泡树根、注草根及芦市苇根，如滴果挖总除溜0.3隙m允后仍不能榆完全清除超杂物，则季应继续挖士除，直至伙清除干净券为止；在取路堤两侧幅坡滥脚消1蜘m压以外挖两截条纵向排介水沟降低片地表水。栏按路基中胖线控制，允进行桩孔稿施工放样式测量。现识场测量复驱核施工加涉固范围，肚对设计与绘现场实际席情况不符脑的坦(嚷所加固范拆围地质及喷地基基本慕承载力、构设计施工却数量殿等扑)齐，应提出桑修正意见努，并报监敬理及设计沿部门。焦振动沉管忧打桩机施灶工柜CF宵G荣桩尽可能经利用工业姿废料作为苏掺和料。双其骨干材冠料为碎石苗即粗骨料扁；石屑为荣中等粒径欧骨料，当欣桩体强度封小级于捷5MP陪a闪时，掺入胳石屑可使菊桩体级配昂良好；粉稠煤灰既是速细骨料又执是低标号打水泥，可晚使桩具有辟明显的后赢期强度。制CF残G找桩原材料酬包括砂、说碎石、水瞧泥、粉煤芦灰和外加春剂，在进谨场前需确痰定原材料枪的种类、宾品质，并石将原材料墓送至实验项室进行检芒验，并根篇据设计对逃混合料强搞度税C2炒0石的要求设诵计几个配僚合比，从冤中选择一胶个最佳的汗配合比，能选料时多管用袋暮装庄P32.弯5盆普通硅酸裁盐水泥；遭碎石或卵雾石粒径采按用逗8毁~洗25m干m途；砂的含效泥量小挂于形5悲％；粉煤犹灰采用袋疮装霸I旧级偶或杀Ⅱ呀级。径施工技术绢交底，包守括设计桩扭长、桩位素布置、施愈工配合比冷、桩位高执程等。对凉施工场地直进行规划拘，合理布岂置机具、赔材料摆放臂位置，尽猫量减少不纷必要的工亭序。防按设计图挤进行施工怎放样，并凡用竹、木间桩或石灰亦做屡出明显的聋标记。施巴工顺序应艰由外围或拖两侧向中航间进行。电4.2犁振动沉管赌灌注法施由工鸡机械按设水计桩位就腿位，安装来桩机时需会保证其垂纳直度偏差什不大坏于杰1下％，并准心确对位。恰根据设计细桩顶标高类与地面高对程的关系镜，在套管伏上画线标弯明桩顶和场桩底的位信置，以保签证其深度晚。耗根据设计暮配合比用愈滚筒式搅法拌机拌库合弱CF疗G吉桩混合料妨，计量必坐须准确，浊上料顺序玩为：先装奔碎石或卵轻石，再加概水泥、粉眉煤灰和外掘加剂，最构后加砂和幕水，使粉锈煤灰和外班加剂夹在坦砂、碎石垒之间，不而易飞扬粘跟附在筒壁害上，也易敞于揽拌均啄匀。拌合除完毕后采耍用翻斗车集运送。伐振动沉管屋至设计深斯度。开动得桩机，沉说管过程中援做好记录际。随每虎沉盟1虾m孙应记录电牲流表上的投电流一次愚，并对土狗层变化处还予以说明规；套管下购沉到设计锐高程后，捐通过套管冈上的加料扔孔，用料放斗向桩管从内投入拌番合料。图3振动沉管打桩机施工工艺流程图精用搅拌机旷拌合水泥所、粉煤灰师、碎石混跨合料，应度检查其坍徒落度。坍抵落度、拌岛合时间应悲按工艺性秤试验确定厌的参数进方行控制，沫且每盘料寻搅拌时间由不应小胸于叨60京s毕，坍落度轧控制犬在立16户~膨20c消m肝。向管内要一次投放绳混合料，淹投放数量谎按试桩时部确定的数呆量进行，尝投料后留所振寺5~10姑s细。图3振动沉管打桩机施工工艺流程图蜻拔管时应摄先启动电充动机，进瓣行留振，况然后拔管鬼。拔管速奸率宜按试冈桩确定的软参数进行黎控制，一担般控制内在或1.2帽~岸1.5m赢/难mi谋n扣较合适。购拔管过快肾易造成局旺部缩颈或蜓断桩；拔壮管太慢，烧振动时间锤过长，会倦使桩顶浮伪浆增厚，镰易使混合驱料离析。白如遇到淤塘泥或淤泥通质土，把滋管速率应散放慢；拔惯管过程中滋不允许反封插，如上临料不足，篇须在拔管巨过程中空奶中投料，衬不允许停赠拔后投料算，拔管至奔桩顶，以喘保证成桩右后桩顶标乔高达到设浆计高程。料考虑保护疫桩长，施剥工桩顶标足高宜高于敬设计标聋高唉50c飞m绍，浮浆厚梁度不超耐过克20c吃m越。扇对已经完婶成的桩体刊，桩顶采多用湿黏土惧封顶保护梅；成桩区愿保护，应茧禁止一切鞭机械在成站桩区或附述近行走，姐扰动桩体筛，以防止盐损坏桩头嫩。画当诞CF些G和桩混凝土轰达到设计构强度时，拌可将桩顶劲设计标高晴以上桩头泳截断。剔细除桩头采增用人工施蹲工，测出海桩头顶面唤设计标高刑，在同一德水平面上踪采用三根墨钢钎协呈津12疲0俩度角同时餐水平凿进昏，桩顶用隙小钢钎修维平。严禁移出现斜面窗、裂纹。灵CF业G臭桩复合地马基经监理俘工程师检弦验合格后胁方可进行活褥垫层的鉴施工。软褥垫层宜狼采用静压芽法施工，逮即仇根据设计规要求铺设英垫层厚度不并分层压授实。为确爬保工程质诊量采用集系中拌和，敲使用的混挣合料的材聪质、规格研必须有出茅厂合格证杏，材质检统验和混合家料施工配活合比应报饮监理工程弟师批准后棕方能使用栽。柱4.3线掩长螺旋管陶内泵压混奋合料灌注懂法施工乔钻孔开始爪时，关闭馋钻头阀门秤，向下移感动钻杆至范钻头触及趋地面时，谎起动电动乡机钻进，惠一般应先传慢后快，于这样既能蹄减少钻杆哭摇晃，又预容易检查慌钻孔的偏残差，以便咐及时纠正俊。在成孔川过程中，贫如发现钻屿杆摇晃或粘难钻时，印应放慢进健尺，否则言较易导致愚桩孔偏斜柴、位移，才甚至使钻悬杆、钻具橡损坏。钻忍进的深度留取决于设乖计桩长，招当钻头到赵达设计桩湿长预定标锐高时，于名动力头底耳面停留位宰置相应的箩钻机塔身浩处作醒目绒标记，作等为施工时君控制桩长兰的依据。叉正式施工矿时，当动容力头底面蝴到达标记尤处桩长既牙满足设计楚要求。施僻工时还须哈考虑施工贴工作面的宽标高差异该，作相应仁增减。躬在钻进过涂程中，当室遇到圆砾待层或卵石奥层时，会第发现进尺预明显变慢馋、机架出曲现轻微晃液动。可根悦据这些特岗征来判断占钻杆进入盒圆砾层或劳卵石层的顿深度。朴水泥粉煤洒灰碎石桩谣成孔到设歇计标高后惯，停止钻狮进，开始执泵送混和挥料，被当钻杆芯宝杆充满混峰合料后开歌始拔管，波严禁先提顽管后泵料嘉。成桩的捐提拔速度虑以控制妈在驶2床~粪3m岔/匀mi唱n皮，成桩过批程宜连续奖进行，应摩避免因后项台供料慢势而导致停因机待料。柄若施工中鲜因其他原亦因不能连批续灌注，闲须根据勘葡察报告和敬已掌握的裂施工场地翻的土质情梳况，避开邻饱和砂土个、粉土层沸，不得在觉这些土层阔内停机。困灌注成桩掏完成后，后用水泥袋回盖好桩头狼，进行保京护。施工斜中每根桩款的投料量壤不得少于雨设计灌注筒量。广当一根桩此施工完毕疯后，钻机酬移位，进歼行下一根威桩的施工上。施工时裙由于水泥鞭粉煤灰碎涨石桩排出毫的土较多瑞，经常将广临近的桩越位覆盖，料有时还会侍因钻机支约撑时支撑妄脚压在桩速位旁给，衬使原标定封的桩位发盖生移动咐，道因此，下移一根桩施中工时，还企应根据轴奸线或周围崖的位置对驱施工的桩呀位进行复希核，保证滑桩位准确集。想4.3沉瞎常见问题血及解决方括法洁施工扰动除土的强度猛降低，振档动沉管成拨桩工艺与坝土的性质短具有密切脖关系。就赌挤密性而求言，可将国地基土分劣为三大类症：其一为赵挤密性好情的土，土倍松散的填箱土、粉土悦、砂土等忠；其二为劫可挤密性祖土，如塑词性指数不认大的松散夹的粉质粘激土和非饱猎和黏性土绢；其三为占不可挤密鹅土，如塑鱼性指数高吵的饱和软害粘土和淤雨泥质土。触针对饱和留软土，特底别是塑性嘴指数高的陕淤泥质土党，振动将寒引起土体膛孔隙水压畏力的上升捆，土的强伙度降低。昆振动的时偶间越长，浙对土和已怨打桩的不宗利影响越番严重。对丹此种情况咱可采用静延压振拔方疼法，就是萍沉管时不伪起动发动聪机，借助眼桩机自身亿的重量，管将沉管沉订至设计标握高。填满欢料后再启的动电动机废振动拔管圈。盲在饱和软券土中成桩研，桩机的谷振动力较由小，当采根用连打作义业时，新阿打桩对已奸打桩的作我用主要表安现为挤压烘，即使得贤已打桩被砌挤成椭圆漏形或不规咽则形状，着严重的产膀生缩径和饮断桩。在写上部有较抓硬的土层竟或中间夹裳有硬土层渡的土中成枕桩，桩机丸的振动力家较大，对极已打桩的俘影响主要识为振动破蛛坏。还针对打桩渠施工对份相邻饶桩的影响倦，可毯选择关合理的桩胖间哭距鹅和钻孔杰顺序疯减轻侄影术响。桩膜间布距较大抛时孙，采用隔册桩跳打袄法卧；在饱和塞的松散粉质土中施工动，如果桩服间廊距较小，世不宜采用遇隔桩跳打逆法芝。因为松轨散粉土振泄密效果好符，先打桩钱施工完后注，土体密铅度会有明改显整加。孤而且打得墓桩越多，膊土的密度渔越大，桩塔越难待打泪。茄比阻对于桩顶山上升量较弹大的桩可扇采用逐桩饿快速静压踪，以消除暗可能出现加的断桩多但复合地基积承载力造叉成的不良姜影响。静择压桩基就扔是阵用打桩的极沉管机，杰在沉管机捧桩架上配苍适量压重巡，配重的容大小按照港施妇加于陕桩晓的友压力不小疗于广1.脸2防倍桩的设汪计荷载为巴准，一般简时间血为敞3mi恒n档。找3鄙、桩机卷胶扬系统提首升沉管线农速度太快冤时，为控辣制平均速庙度，一般顶采用提升成一段距离称，停下演来陵留振一段长时间，咏否则滋，速度太悉快可能导事致缩径断非桩。拔管滔太慢或示留瘦振时间过劲长，都会嘱使得桩的邀端部桩体戴水泥含量田较少，桩才顶浮浆过辜多，而且巴混合料也食容易产生粉离析，造睡成桩身强部度不均匀尸。尽针对拔管莲速度控制袖，可先通泪过试验，替检验拔管振速度元在匪1.2丢~弃1.5m翁/mi歉n施范围内是说否合适，个再通过沉黄管变数器索系统控制牵拔管速度见。劳力组织念CFG竟单桩作业乖单元应配比备施工人膏员额如下器：薄愉现场指沈挥笨1涛人，负责绵桩机就位经、开机、太填料、拔售管、混凝绍土搅拌、拨运送等工荐序的施工悲安排及安性全、质量去管理。撤振动沉管类打桩机操低作企班馋4君人赶，栏司涌机反1汁人。百混凝土搅馋拌班司焰机溉1闻人，装卸荣工仿6犹人负责骨拍料装、运娇、卸及上测料。混凝扑土灌注否班滔4奏人。百铲车司障机楼1弓人，翻斗阅车司若机宪2忌人。稻现场记响录洗1触人，负责泉记录施工近过程中各则工序的起源、止时间柔、拌合料封填入数量跌与钻孔、捏拔管高度饭、振动时舞间等数据睛。皱机械维修猴工形2荷人，负责贫机械修理扬，保证机挺械正常运取转麦。溪爆质量检验玻标准趁CF炼G央桩数量、独布置形式值及间距符愉合设计要判求。闻桩长、桩壁顶标高及估直径符合贞设计要求钓。捎褥垫层厚佳度和密实姥度应符合罢设计要求温。台CF搭G帜桩施工中诚，每台班谋均需制作派检查试件允，进卵行挡28岸d滴强度检验革。成敏桩宏28渗d葵后应及时详进行单桩掠承载力或玻复合地基驾承载力试真验，其承街载力、变晓形模量应瘦符合设计若要求。尊CF姿G铅桩施工允锄许偏差块表部3傍所示。色表溉3C聋F复G准桩施工允违许偏差甩序号更检查项目宿允许偏差岸检查方法评和频率唉1访桩位（纵档横向）僵50mm喜尺量，抽眉查钟1贞0呀％乓2券桩径终（遮m工m戏）碰不小于设巨计习抽刚查昼1限0殊％挤3洞桩长沈（纲m链）格不小于设宇计铁查施工记换录，实测按4神竖直度章≤惑1%驾查施工记痒录，实测注检验及试雀验方法惠桩的强度绸检验匙：湿CF赶G境桩灌注期堡间，施工滋单位每台种班做一组茂（狐3任块）试块反，作好养锐护，试件弦标灭养习28婆d案送试验室猴作抗压强衣度检验。申成号桩榨15伯d稀后作竖向蜂静载试验找。化桩长、桩深的均匀性笑、完整性密的定性检貌查，桩总旺根数浙的捏5希％采用低美应变进行歼动测试验瞒。殊小应变检材测采用中止国成都生樱产刮的窄ZK叨-题5优机械阻抗像法检测仪响进行单桩裕机械阻婚抗法低应圾变检测。高该方法适链用于桩身鼓的完整性矿检测，推镰定缺陷类立型及其在钞桩身中的魂位置。本趟方法的有毅效测试范息围为桩长滴与桩径之是比值小寸于机3真0储；对于摩例擦端承桩枪或端承桩宅其比值可扮以小粉于交5渴0京。莫现场检测术：留（最1音）桩的振永动响应测使试点应按低照下列原唱则布置；音桩径小宗于兵60c梨m瘦时，可布剧置一个测载点；桩径鹅为榜0.6-名1.5届m疑时，应布遥置重2-线3丛个测点；久桩径大侦于辩1.5匀m月时，应在瓶互相垂直机的两个径滨向布澡置胀4犬个测点。抬（边2梅）现场测哗试应按照叮下列步骤间进行：岛安装全部盛测试设备吼，并应确孙认各项仪畏器装置处轮于正常工行作状态。专在测试前最应正确选捧择仪器系陈统的各项款工作参数数，使仪器继在设定的保状态下进额行试验。款在瞬时激圾振试验中铲，重复测阅试的次数坐应大荡于国4玉次。在测鞠试过程中唉应观察各旗设备的工聪作状态，苹当全部设奥备均处于叼正常状态唐，则该次俭测试为有抖效。在同悦一工地如薯当某桩实拔测的机械秧导纳曲线挠幅度明显猴过大时，秀应增大扫障频上限，甩并判断桩答的缺陷位耳置。砌（珍3斯）检测数蛋据的处理适与推定：斩桩身的完伏整性应按两照下列步姻骤综合判贫定：根据网测试的导坑纳曲线，坚初步确定录各单桩中肢的完整桩酿，并计算膛波速和各抛完整桩的局波速平均探值；计算漂各单桩的舅测量桩长斯、导纳几刘何平均值润、导纳理程论值、导雁纳最大峰朴幅值、动样刚度、嵌植固系数、劲土的阻尼云系数以及浅同一工地板所测个桩廊的动刚度拦平均值和辩导纳几何眨实测平均斩值的平均絮值；根据拢所计算的奴参数及导敌纳曲线形疼状，按照剖规定推定柳桩身的完玉整性、确码定缺陷类勉型，计算婶缺陷在桩洞身中出现悼的位置。胳在收集本名地区同类悉地质条件榆下桩的静砌载试验资帽料，并应别确定载单姨桩外部尺金寸相似情旬况下的容惧许沉降值挡，采用在垮容许荷载牙作用下的挂容许沉降元值计算单舟桩竖证向承载力芬的推算值慎。食复合地基朴承载力试祝验方法：嗽采用平板睛荷载试验并检测处理乐后的复合驴地基承载演力及变形予模量。劝试验采用羡地锚施加音