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浅析CFG桩在高速铁路软土地基处理中的应用

作者:张沛 (申铁二十一局集团第一工程有限公司, 新疆乌鲁木齐830011)时间:2021-12-16

摘要:基于稳定性需求,建筑物对地基承载力具有较高要求。当前, 我国正在大力推进高速铁路事业发展, 而软土地基

处理往往是工程建设的一大难题。基于此,本文以某高速铁路工程实例为研究对象,提出了CFG桩软基加罔方案, 以期全

面提升工程质量。

来源:智能建筑与工程机械

关键词:CFG桩z高速铁路;软土地基

中圄分类号:U416.1                  文献标识码:A                   文章编号:2096-6903(2021)03-0006-02            


0引言

在我国沿海和内陆地区, 软土分布较广。由于地理条件的限制, 很多高速铁路不得不修建于深厚软土地基之上。因此在上部荷载作用下, 软土地基会出现较大工后沉降问题, 这将会对动幸组运行安全和稳定造成不利影响。大量研究表明, 在列车荷载、轨道结构荷载及路基自重等因素影响下, 路基沉降较为严重。因此, 必须采取科学有效的加固措施, 有效解决路基不均匀沉降等问题。CFG桩是桩体与桩间土通过褥垫层构成的一种复合地基, 将其用于高速铁路软基处理, 可有效提升地基承载力, 控制工后沉降, 因此, 在高速铁路工程软基处理中CFG桩施工技术具有良好的应用效果。[1]

1工程概况

某高速铁路土建工程路基段, 全长378m。该路段为剥蚀低丘区, 地势起伏较小, 地层表面成分复杂, 由于本路段周边有一条水渠, 经地质勘查可知, 地层岩性多为蒙古士、淤泥质粉质蒙古士、粉质秸士, 因此存在大量软土。当在软弱地基上修建工程项目时, 极易影响路基承载力, 产生工后沉降。为了确保工程施工质量, 决定采用CFG桩在本段软土地基进行加固处理。

2CFG植加固处理机理

高速铁路施工当中, 软土地基处理是十分常见的一种施工现象, 想要提高施工质量, 减少工后沉降, 必须采取有针对性的加固方法, 结合本工程实际情况, 最终提出了CFG桩加固方法。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称, 其原理为以碎石为基础, 按照设计配合比要求将一定量的石屑、粉煤灰等材料掺加到一起, 并均匀搅拌, 从而构成一个粘结强度较高的桩体。在碎石桩体当中, 掺加了适量的水泥材料、粉煤灰材料, 通过此类材料的掺加, 进一步提升了混合料的和易性。此外, 通过掺加石屑材料, 还能改善级配, 提高桩体胶结强度。除此之外, 相比其他加固桩体, CFG桩采用了大量粉煤灰废料, 可以大幅增强桩间土的承载能力, 降低施工成本,且经济性良好。[叫CFG桩的主要作用如下:第一, 桩体作用。CFG桩体属于具有一定强度的混合料, 其具备刚性桩的一些特征, 全长桩体与周围土体具有良好的粘结性, 同时摩擦阻力较强。在荷载作用下, 相比地基士, CFG桩压缩性相对较小。因此, 随地基的变形复合地基的附加应力将逐渐向桩体集中, 并产生应力集中现象。相关研究显示, 当桩径与间臣之比超过0.25时, 饱和砂土地基基本不会产生液化。第三, 排水固结作用。CFG桩体的排水性能较高, 沿着桩体可以将地基内孔隙水排出, 有助于加快土体固结速率, 降低液化概率, 提升土体抗液化能力。第三, 垫层作用。在CFG桩复合地基当中垫层是重要的组成部分, 通过垫层作用可优化CFG桩复合地基的受力状态。通过褥垫层作用, 可以实现桩、士共同承担荷载, 调整桩、士竖向荷载分担比, 降低基底应力集中情况。

3CFG植在高速铁路软土地基处理申的应用里点

结合具体工程案例, 在充分了解CFG桩加固处理机理的基础上, 要求进一步优化CFG桩软基处治施工工艺, 提高施工技术水平, 加大质量控制力度, 以此有效提升高速铁路工程施工质量, 推进我国铁路事业持续、健康发展。

3.1工艺性试桩

软土具有强度小、压缩性强等特点, 当在软弱地基上修建工程项目时, 极易影响路基承载力, 产生工后沉降。根据施工要求, 在本工程软基路段采用CFG桩加固方法, 因此, 在施工前, 必须进行CFG桩工艺性试桩,试桩时, 共采取3 根, 其中2 根长度为6m, 1 根*度为4m, 并设L6m 间距。设计桩体混凝土强度等级为C20o 主要施工原材料为卫042.5水泥、5~31.5 mm碎石、粉煤灰、减水剂等。试桩后, 可确定各项施工参数, 保证CFG桩施工的可行性。

3.2施工工艺流程

第一 ,施工准备。 按照施工设计要求, 制定合理的施工流程, 保证施工设备及人员配置合理及数量充足。 同时, 要做好测量放样工作, 提前整平施工场地, 确保 运输车辆通行!顺畅。 第二, 钻机就位。 进入施工现场后, 钻机就位、 钻杆垂直、 钻头矛尖与桩位点对准, 并固定 钻机, 对钻机液压脚进行适当调整, 确保钻机水平。 每根桩施工前, 由专人负责检查桩位垂直度, 确保符合规定要求后方可钻进施工。 第三, 成孔施工。 钻进施工中 必须做好钻进速度控制工作, 应按照 “慢一快” 的速度 钻进, 随时检测钻孔是否存在偏差。 成孔时, 保证钻进 速度一致, 不得产生螺旋孔。 同时在钻杆上, 成孔深度 应有明确标注, 避免误差过大。 第四, 混凝土灌注。 灌注施工前, 完成上述作业后, 需停止钻孔施工, 并进行 混凝土灌注, 且保证灌注的持续性。 混合料灌注应根据 施工配合比, 做好混凝土明落度控制, 避免培营, 保证灌注时混合料供给充足。 同时, 需详细检查拌和料的明 落度, 当成孔深度达到设计要求时, 需停止钻孔, 并提升钻杆30cm,打开钻头滑瓣, 随后即可开始灌注施工。灌注混凝土达到桩顶位置时, 应多于桩顶设计标高,保证桩顶标高和桩顶混凝土质量满足设计规定。 在整个灌注过程中, 要随时做好泵压次数控制和记录工作。 灌注后, 还应做好桩身混凝土养护工作, 时间不得少于24 h, 避免扰动。 第五, 移机及清理。 主一根桩施工结束后, 应将钻机向下一个桩位移送。 在下一根桩施工时, 需复核桩位的准确性, 避免出现移位等问题。 灌注施工完成后, 需及时将多余的混凝土清除。 清土过程中, 可采用 “人工+机械” 的方式, 避免断桩影响施工质量。

3.3CFG桩复舍地基应用娘果

为了确保搅拌桩质量, 成桩后7d, 采用轻型动力触 探 NlO 检查桩的质量, 并按设计要求取试件做无侧限抗压 强度试验。 为了检验CFG桩施工质量, 成桩7d后, 可采 取轻型动力触探 NlO 对桩体的施工质量由于详细测定, 从而选取试件按照设计要求进行无侧限抗压强度试验。 试件 CFG桩体钻进总深度为10.8Illo检测结果显示, CFG复合地基芯样完整, 未出现气孔、 蜂宵麻面等情况。

同时, 检测了不同桩位的抗压强度、 弹性模量, 具体情况如表 1 所示。

1.jpg

通过上述检测可知, 在CFG桩 复合地基芯样当中, 抗压强度平均值为26.3 MPa, 由此可见, 其抗压强度可 达到强度等级C20的设计要求。 此外, 还进行了整桩弹 性模量检测, 平均值为31.8 GPa, 根据相关规定要求, 可取实测值的0.95倍, 即31.8 GPa×0.95=30.2 GPa, 相比规定要求25.5GPa, 30.2 GPa > 25.5 GPa, 可满足 强度等级C20的规定要求。

4结语

随着社会经济的快速发展, 我国基础设施建设步伐加快, 铁路事业取得了长足发展。 在高速铁路建设规模 持续扩大的同时, 越来越多工程修建于软土地基之上, 若处治不当, 极易造成地基失稳、 工后沉降等问题。 基 于此, 本文结合具体案例, 提出了CFG桩加固软基的处 治办法。 CFG桩作为一种高效、 经济的软基加固技术, 其应用, 可有效提升地基承载力, 控制工后沉降。 因此, 开展高速铁路软土地基CFG桩加固处理技术研究具有重要的价值与意义。[句

参考文献

[1]孙红林.高速铁路软土路基地基处理与沉障控制探究日].铁道建筑技术,2017(5):1-10.

[2]王起.铁路软弱地基CFG桩加罔效果和变形特性研究日].路基工程,2019(6):128-133.

[3]中铁二院工程集团有限公司.TB 10106-2010 ,铁路工程地基处理技术规程[S].

[4]浙江大学.浙江中南建设集团有限公司.GB/T 50783-2012 ,复合地基技术规范[S].北京:中国计划出版#土,2012:2.

[5]闰宏业,刘莉,廖志刚,等.采用改进的修正双曲线法预测高速铁路路基沉降囚铁道建筑,2011(12):92-94. 

[6]张守超高速铁路复合地基褥垫层压实质量检测方法研究日].


Analysis on the Application of CFG Pile in Soft Soil Foundation Treatment of 

High-speed Railway 

ZHANG Pei 

(China Railway 2151 Bureau Group No.! Engineering Co., Ltd., Urumqi Xi时iang 830011) 

Abstract: Based on stability requirements, buildings have higher requirements for foundation bearing capacity. At present, my country is vigorously promoting the development of high-speed railways, and soft soil foundation treatment is often a major problem in engineering construction. Based on this, this paper takes a high-speed railway pr,吗ect as the research o均ect, and proposes a CFG pile so企foundation reinforcement plan, with a view to comprehensively improving the quality of the project. 

Keywords: CFG pile; high-speed railway; soft soil foundation 





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