复合地基-CFG桩软基加固技术在高速铁路路基中的应用

1、 011m 。见图1、图2。5施工方法及注意要点(1在边坡上应先钻孔、清孔,然后安放软式透水管,四周均匀填筑砂砾滤层,并充分压实。(2软式透水管的连接,只要在两段接头处剪去相应的钢丝圈,再用尼龙绳栓紧即可。(3软式透水管末端采用扎结式封闭,出口直接接入既有排水系统。(4对软式透水管外层的强力特多龙纱应尽量减少紫外线的照射,在阳光下直接曝晒时间不超过96小时。6结束语鹰厦线K516+087+120左侧路堑边坡排水工程于2006年11月施工完毕,2007年雨季坡面引水畅通,路堑边坡状态良好。实践表明软式透水管较好地解决了该处边坡的严重渗水问题。因其优点显著,为路基排水病害的整治提供了新途径。收稿日

2、期:2007-09-11张伟,男,高级工程师。CFG 桩软基加固技术在高速铁路路基中的应用张伟(中铁九局集团有限公司辽宁沈阳110013摘要根据CFG 桩复合地基的承载机理和特性,介绍CFG 桩特点、施工技术、质量检验及在福厦铁路客运专线工程中的应用,证明了它的应用价值。关键词CFG 桩复合地基施工技术单桩复合地基承载力检验试验随着我国铁路建设的高速发展,对路基强度要求越来越高,地基加固方法也日趋多样化。CFG 桩复合地基因其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势,以及相对低廉的工程造价,故在工程上得到了越来越广泛的应用。新建福州厦门铁路客运专线软土路基加固设计大多采用了CFG 桩复合地基,施工

3、后收到良好效果。1作用原理CFG 桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。在设计中,基础与桩间土之间设置一定厚度散体粒状材料组成的褥垫层,是复合地基的核心技术。CFG 桩复合地基通过褥垫层与基础连接,无论桩端落在一般土层还是坚硬土层,均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大,在荷载作用下,桩顶应力比桩间土表面应力大,桩可将承受的荷载向深层土中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。由于桩的作用使复合地基承载力提高,沉降量小,再加上CFG 桩不需配筋,桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料,大大降低了工程造价。2工程概况211新建福厦

4、铁路客运专线标段DK78+927DK151+000路基工程,设计行车速度250km /h,软基处理工点36处,其中有22处采用CFG 桩加固,桩总长112多万m,全部采用振动沉管灌注桩工法施工。其中DK129+650+770CFG 桩设计桩长5101115m 、桩径015m 、桩距113m 、呈梅花形布置,桩顶设置015m 厚级配碎石垫层,其间铺设两层土工隔栅,俗称褥垫层。桩身水泥采用3215级普通硅酸盐水泥,掺加抗侵蚀防腐剂,水泥掺入量不大于200kg/m 3,水泥与粉煤灰之比为110112(优质粉煤灰,石屑率为013左右,要求桩身强度不小于5MPa 。212地质条件DK129+650+77

5、0软土路基,位于浅丘与滨海海积平原交互地带,地面标高58m,相对高差25m,自然横坡相对平坦,平原地表多为水田。线路以填方通过,最大中心填高1110m 。上覆第四系全新统长乐组海积层及坡残积层粉质粘土、淤泥、粉砂;下伏侏罗系南园组第二段凝灰岩、凝灰熔岩。地表水主要为沟水、河水、塘水。地下水发育,主要为孔隙水及基岩裂隙水。水对混凝土具有中等硫酸型酸性侵蚀及中等溶出型侵蚀。粉质粘土=1815kN /m 3、c u =18kPa 、u =18°、181张伟:CFG 桩软基加固技术在高速铁路路基中的应用Es=5MPa、桩周土极限摩阻力f=50kPa;淤泥层=16kN/m3、cu=6kPa、u

6、=3°、E s=112MPa;粉砂层=1910kN/m3、u=25°、桩周土极限摩阻力f =60kPa;凝灰溶岩全风化层桩周土极限摩阻力f= 70kPa、桩尖土基本承载力o=180kPa;凝灰溶岩强风化层桩周土极限摩阻力f=100kPa、桩尖土基本承载力o=250kPa;凝灰溶岩弱风化层桩尖土基本承载力o=600kPa。3施工技术13311工艺试验设备进场后须利用试验室配比试验结果进行现场成桩试验,以确定满足设计要求的施工工艺和施工参数。312施工准备(1对水田地段排水疏干、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测量放线,确定

7、施工段落及桩位。(3对施工用水取样化验。对有侵蚀性的,根据其侵蚀性质选择抗侵蚀水泥或掺加抗腐蚀外加剂。(4施工配合比坍落度控制标准(振动沉管法为3050mm,28d龄期标准立方体无侧限抗压强度不小于5MPa。313施工程序振动沉管灌注成桩的施工程序为:钻机就位准确对孔沉管成孔沉管内灌注混合料提升沉管泵送孔底混合料边泵送边提升沉管成桩钻机移位。314施工要点(1采用振动沉管机施工,顺序为隔桩隔行跳打,避免在成孔过程中将相邻已灌注完的桩体挤断。(2振动沉管机的沉管表面设有明显的进尺标记,根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度和沉管长度。沉管过程中每沉1m应记录电流表一次,并对土层变化处予以说明。(

8、3拔管速率按试桩参数确定,一般为112 115m/m in,如遇淤泥或淤泥质土,拔率应放慢,控制在016018m/m in,拔管过程中不允许反插。(4成孔后应立即向管内一次投放混合料,之后留振510s,直到混合料与进料口齐平,每根桩的投料量不得小于设计灌注量,成桩后桩顶浮浆厚度不得超过20cm。如果上料不足,须在拔管过程中空中投料。(5施工桩顶应高出设计桩顶标高不少于015 m。对桩顶以下215m内采用插入振动棒捣固,以增加桩顶混凝土密实度。沉管拔出地面,确认成桩符合设计要求后,桩顶采用湿黏土封顶。315质量控制(1桩长偏差不大于50mm,桩有效直径不得小于设计值,桩身垂直度偏差不大于1%。(

9、2施工完成28d内,任何机械不得在桩上行走;28d后应按要求进行单桩复合地基承载力检测,待检测合格后,方可进行上部路基施工。4桩基检验4411桩身完整性检测检测比例为10%,共525根桩,均采用低应变反射波法检测。检测结果:类桩为484根,占92117%,类桩为41根,占7181%。表明所检测的525根CFG桩均属于完整桩或基本完整桩,质量合符要求。412单桩复合地基承载力检测单桩复合地基承载力要求不小于250kPa,使用正方形刚性压板(面积为1m2和堆载平台法提供试验反力,逐级加载直至加载结束,然后分级卸载到零。最大试验荷载不小于设计要求的2倍即500kN,按8级逐级加荷,首级加载144kN

10、,以后7级各加载60kN。每加一级载荷前后分别读记承压板沉降量一次,以后每半小时读记一次。当一小时内沉降增量小于011mm时可加下一级荷载。卸载级数为加载级数的一半,等量进行,每卸一级,间隔半小时,计读回弹量。待全部卸载后三小时,计读回弹量。载荷试验结果见图1。从图1(a可以看出,在加载至584k N时,地基总沉降量为5110mm, 沉降量不大,地基受压尚未进入极限状态,承载能力还有一定富余。根据规范1规定,可取最大试验荷载的一半确定为复合地基的承载力特征值。因此,所试验的CFG桩单桩复合地基承载力完全满足设计要求。5效果与评价(1福厦铁路客运专线标段软基地段采用CFG桩进行加固,其复合地基承载力达到了设计要求,满足客运专线工程质量验收标准。(2CFG桩具有承载力高、变形小、稳定快、施工简便和质量易于保证等优点,且工程造价仅为一般桩基的1/31/2,经济效益和社会效益显著,值得推广。