復(fù)合地基-CFG樁軟基加固技術(shù)在高速鐵路路基中的應(yīng)用

1、 011m 。見圖1、圖2。5施工方法及注意要點(1在邊坡上應(yīng)先鉆孔、清孔,然后安放軟式透水管,四周均勻填筑砂礫濾層,并充分壓實。(2軟式透水管的連接,只要在兩段接頭處剪去相應(yīng)的鋼絲圈,再用尼龍繩栓緊即可。(3軟式透水管末端采用扎結(jié)式封閉,出口直接接入既有排水系統(tǒng)。(4對軟式透水管外層的強力特多龍紗應(yīng)盡量減少紫外線的照射,在陽光下直接曝曬時間不超過96小時。6結(jié)束語鷹廈線K516+087+120左側(cè)路塹邊坡排水工程于2006年11月施工完畢,2007年雨季坡面引水暢通,路塹邊坡狀態(tài)良好。實踐表明軟式透水管較好地解決了該處邊坡的嚴重滲水問題。因其優(yōu)點顯著,為路基排水病害的整治提供了新途徑。收稿日

2、期:2007-09-11張偉,男,高級工程師。CFG 樁軟基加固技術(shù)在高速鐵路路基中的應(yīng)用張偉(中鐵九局集團有限公司遼寧沈陽110013摘要根據(jù)CFG 樁復(fù)合地基的承載機理和特性,介紹CFG 樁特點、施工技術(shù)、質(zhì)量檢驗及在福廈鐵路客運專線工程中的應(yīng)用,證明了它的應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞CFG 樁復(fù)合地基施工技術(shù)單樁復(fù)合地基承載力檢驗試驗隨著我國鐵路建設(shè)的高速發(fā)展,對路基強度要求越來越高,地基加固方法也日趨多樣化。CFG 樁復(fù)合地基因其充分利用樁間土和樁共同作用的特有優(yōu)勢,以及相對低廉的工程造價,故在工程上得到了越來越廣泛的應(yīng)用。新建福州廈門鐵路客運專線軟土路基加固設(shè)計大多采用了CFG 樁復(fù)合地基,施工

3、后收到良好效果。1作用原理CFG 樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘結(jié)強度樁,和樁間土、褥墊層一起形成復(fù)合地基。在設(shè)計中,基礎(chǔ)與樁間土之間設(shè)置一定厚度散體粒狀材料組成的褥墊層,是復(fù)合地基的核心技術(shù)。CFG 樁復(fù)合地基通過褥墊層與基礎(chǔ)連接,無論樁端落在一般土層還是堅硬土層,均可保證樁間土始終參與工作。由于樁體的強度和模量比樁間土大,在荷載作用下,樁頂應(yīng)力比樁間土表面應(yīng)力大,樁可將承受的荷載向深層土中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔(dān)的荷載。由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高,沉降量小,再加上CFG 樁不需配筋,樁體利用工業(yè)廢料粉煤灰作為摻和料,大大降低了工程造價。2工程概況211新建福廈

4、鐵路客運專線標段DK78+927DK151+000路基工程,設(shè)計行車速度250km /h,軟基處理工點36處,其中有22處采用CFG 樁加固,樁總長112多萬m,全部采用振動沉管灌注樁工法施工。其中DK129+650+770CFG 樁設(shè)計樁長5101115m 、樁徑015m 、樁距113m 、呈梅花形布置,樁頂設(shè)置015m 厚級配碎石墊層,其間鋪設(shè)兩層土工隔柵,俗稱褥墊層。樁身水泥采用3215級普通硅酸鹽水泥,摻加抗侵蝕防腐劑,水泥摻入量不大于200kg/m 3,水泥與粉煤灰之比為110112(優(yōu)質(zhì)粉煤灰,石屑率為013左右,要求樁身強度不小于5MPa 。212地質(zhì)條件DK129+650+77

5、0軟土路基,位于淺丘與濱海海積平原交互地帶,地面標高58m,相對高差25m,自然橫坡相對平坦,平原地表多為水田。線路以填方通過,最大中心填高1110m 。上覆第四系全新統(tǒng)長樂組海積層及坡殘積層粉質(zhì)粘土、淤泥、粉砂;下伏侏羅系南園組第二段凝灰?guī)r、凝灰熔巖。地表水主要為溝水、河水、塘水。地下水發(fā)育,主要為孔隙水及基巖裂隙水。水對混凝土具有中等硫酸型酸性侵蝕及中等溶出型侵蝕。粉質(zhì)粘土=1815kN /m 3、c u =18kPa 、u =18°、181張偉:CFG 樁軟基加固技術(shù)在高速鐵路路基中的應(yīng)用Es=5MPa、樁周土極限摩阻力f=50kPa;淤泥層=16kN/m3、cu=6kPa、u

6、=3°、E s=112MPa;粉砂層=1910kN/m3、u=25°、樁周土極限摩阻力f =60kPa;凝灰溶巖全風(fēng)化層樁周土極限摩阻力f= 70kPa、樁尖土基本承載力o=180kPa;凝灰溶巖強風(fēng)化層樁周土極限摩阻力f=100kPa、樁尖土基本承載力o=250kPa;凝灰溶巖弱風(fēng)化層樁尖土基本承載力o=600kPa。3施工技術(shù)13311工藝試驗設(shè)備進場后須利用試驗室配比試驗結(jié)果進行現(xiàn)場成樁試驗,以確定滿足設(shè)計要求的施工工藝和施工參數(shù)。312施工準備(1對水田地段排水疏干、挖除地表013m厚植被土,旱地地段挖除地表植物根系,并用一般土回填至原地面、整平。(2測量放線,確定

7、施工段落及樁位。(3對施工用水取樣化驗。對有侵蝕性的,根據(jù)其侵蝕性質(zhì)選擇抗侵蝕水泥或摻加抗腐蝕外加劑。(4施工配合比坍落度控制標準(振動沉管法為3050mm,28d齡期標準立方體無側(cè)限抗壓強度不小于5MPa。313施工程序振動沉管灌注成樁的施工程序為:鉆機就位準確對孔沉管成孔沉管內(nèi)灌注混合料提升沉管泵送孔底混合料邊泵送邊提升沉管成樁鉆機移位。314施工要點(1采用振動沉管機施工,順序為隔樁隔行跳打,避免在成孔過程中將相鄰已灌注完的樁體擠斷。(2振動沉管機的沉管表面設(shè)有明顯的進尺標記,根據(jù)設(shè)計樁長、沉管入土深度確定機架高度和沉管長度。沉管過程中每沉1m應(yīng)記錄電流表一次,并對土層變化處予以說明。(

8、3拔管速率按試樁參數(shù)確定,一般為112 115m/m in,如遇淤泥或淤泥質(zhì)土,拔率應(yīng)放慢,控制在016018m/m in,拔管過程中不允許反插。(4成孔后應(yīng)立即向管內(nèi)一次投放混合料,之后留振510s,直到混合料與進料口齊平,每根樁的投料量不得小于設(shè)計灌注量,成樁后樁頂浮漿厚度不得超過20cm。如果上料不足,須在拔管過程中空中投料。(5施工樁頂應(yīng)高出設(shè)計樁頂標高不少于015 m。對樁頂以下215m內(nèi)采用插入振動棒搗固,以增加樁頂混凝土密實度。沉管拔出地面,確認成樁符合設(shè)計要求后,樁頂采用濕黏土封頂。315質(zhì)量控制(1樁長偏差不大于50mm,樁有效直徑不得小于設(shè)計值,樁身垂直度偏差不大于1%。(

9、2施工完成28d內(nèi),任何機械不得在樁上行走;28d后應(yīng)按要求進行單樁復(fù)合地基承載力檢測,待檢測合格后,方可進行上部路基施工。4樁基檢驗4411樁身完整性檢測檢測比例為10%,共525根樁,均采用低應(yīng)變反射波法檢測。檢測結(jié)果:類樁為484根,占92117%,類樁為41根,占7181%。表明所檢測的525根CFG樁均屬于完整樁或基本完整樁,質(zhì)量合符要求。412單樁復(fù)合地基承載力檢測單樁復(fù)合地基承載力要求不小于250kPa,使用正方形剛性壓板(面積為1m2和堆載平臺法提供試驗反力,逐級加載直至加載結(jié)束,然后分級卸載到零。最大試驗荷載不小于設(shè)計要求的2倍即500kN,按8級逐級加荷,首級加載144kN

10、,以后7級各加載60kN。每加一級載荷前后分別讀記承壓板沉降量一次,以后每半小時讀記一次。當一小時內(nèi)沉降增量小于011mm時可加下一級荷載。卸載級數(shù)為加載級數(shù)的一半,等量進行,每卸一級,間隔半小時,計讀回彈量。待全部卸載后三小時,計讀回彈量。載荷試驗結(jié)果見圖1。從圖1(a可以看出,在加載至584k N時,地基總沉降量為5110mm, 沉降量不大,地基受壓尚未進入極限狀態(tài),承載能力還有一定富余。根據(jù)規(guī)范1規(guī)定,可取最大試驗荷載的一半確定為復(fù)合地基的承載力特征值。因此,所試驗的CFG樁單樁復(fù)合地基承載力完全滿足設(shè)計要求。5效果與評價(1福廈鐵路客運專線標段軟基地段采用CFG樁進行加固,其復(fù)合地基承載力達到了設(shè)計要求,滿足客運專線工程質(zhì)量驗收標準。(2CFG樁具有承載力高、變形小、穩(wěn)定快、施工簡便和質(zhì)量易于保證等優(yōu)點,且工程造價僅為一般樁基的1/31/2,經(jīng)濟效益和社會效益顯著,值得推廣。