復合地基-CFG樁軟基加固技術(shù)在高速鐵路路基中的應用

1、張 偉 : CFG樁軟基加固技術(shù)在高速鐵路路基中的應用CFG樁軟基加固技術(shù)在高速鐵路路基中的應用張 偉(中鐵九局集團有限公司 遼寧沈陽 110013)181摘 要 根據(jù) CFG樁復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用 ,證明了它的應用價值 。關(guān)鍵詞 CFG樁 復合地基 施工技術(shù) 單樁復合地基承載力 檢驗試驗隨著我國鐵路建設的高速發(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用 。新建福州 廈門鐵路客運專

2、線軟土路基加固設計大多采用了CFG樁復合地基 ,施工后收到良好效果 。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 、褥墊層一起形成復合地基 。在設計中 ,基礎(chǔ)與樁間土之間設置一定厚度散體粒狀材料組成的褥墊層 ,是復合地基的核心技術(shù) 。CFG樁復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 ,樁頂應力比樁間土表面應力大 ,樁可將承受的荷載向深層土中傳遞并相應減少了樁間土承擔的荷載 。由于樁的作用使復合地基承載力提高 ,沉降量小 ,再加上CFG樁不

3、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 。張 偉 ,男 ,高級工程師 。011 m。見圖 1、圖 2。2 工程概況211 新建福廈鐵路客運專線 標段 DK78 + 927 DK151 + 000路基工程 ,設計行車速度250 km / 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 + 770 CFG樁設計樁長5101115 m、樁徑 015 m、樁距 113 m、呈梅花形布置 , 樁頂設置 015 m厚級配碎石墊層 ,其間鋪設兩層土工隔柵 ,俗稱褥墊層 。

4、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 /m3,水泥與粉煤灰之比為110 112 (優(yōu)質(zhì)粉煤灰 ) ,石屑率為 013左右 ,要求樁身強度不小于 5 MPa。212 地質(zhì)條件DK129 + 650 + 770軟土路基 ,位于淺丘與濱海海積平原交互地帶 ,地面標高 58 m ,相對高差25 m ,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 1110 m。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

5、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 = 1815 kN /m3、cu= 18 kPa、u= 18°、5 施工方法及注意要點( 1)在邊坡上應先鉆孔 、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

6、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 。收稿日期 : 2007 - 09 - 11© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 182全國中文核心期刊 路基工程 2008年第2期(總第137期 )Es= 5 M Pa、樁周土極限摩阻力f = 50 kPa;淤泥層 = 16 kN /m3、cu= 6 kPa、u=

7、 3°、Es= 1砂層 = 19= 60 kPa;70 kPa載力 o載力 o3311樁試驗,312( 1)被土,( 2)( 3)( 4)為30不小于313準確對孔升沉管成樁314( 1)打,( 2)記,( 3)115 m /m in,制在016( 4)后留振5不得超過中投料 。( 5)m設計要求后315( 1)于設計值,( 2)走; 28d0 kN /m3、u= 25°、樁尖土基本承載力 o= 180 kPa;風化層樁周土極限摩阻力f= 100 kPa= 250 kPa;= 600 kPa。13工藝試驗施工準備對水田地段排水疏干 、挖除地表旱地地段挖除地表植物根系,至原地

8、面 、整平 。測量放線,施工配合比坍落度控制標準(50 mm , 28 d5 M Pa。施工程序振動沉管灌注成樁的施工程序為:沉管成孔泵送孔底混合料鉆機移位 。施工要點采用振動沉管機施工,管長度 。沉管過程中每沉1 m對土層變化處予以說明 。拔管速率按試樁參數(shù)確定,如遇淤泥或淤泥質(zhì)土,08 m /m in,10 s,的投料量不得小于設計灌注量,20 cm。如果上料不足,。對樁頂以下215 m加樁頂混凝土密實度 。沉管拔出地面,樁頂采用濕黏土封頂 。質(zhì)量控制樁長偏差不大于50 mm ,樁身垂直度偏差不大于1 %。施工完成28 d內(nèi),12 M Pa;粉、樁周土極限摩阻力f凝灰溶巖全風化層樁周土極限

9、摩阻力f=凝灰溶巖強、樁尖土基本承凝灰溶巖弱風化層樁尖土基本承施工技術(shù)設備進場后須利用試驗室配比試驗結(jié)果進行現(xiàn)場成以確定滿足設計要求的施工工藝和施工參數(shù)。013 m厚植并用一般土回填確定施工段落及樁位 。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 。振動沉管法)齡期標準立方體無側(cè)限抗壓強度鉆機就位沉管內(nèi)灌注混合料提邊泵送邊提升沉管順序為隔樁隔行跳避免在成孔過程中將相鄰已灌注完的樁體擠斷 。振動沉管機的沉管表面設有明顯的進尺標根據(jù)設計樁長 、沉管入土深度確定機架高度和沉應記錄電流表一次,并一般為112拔率應放慢,控1拔管過程中不允許反插 。成孔后應立即向管

10、內(nèi)一次投放混合料,之直到混合料與進料口齊平,每根樁成樁后樁頂浮漿厚度須在拔管過程中空施工樁頂應高出設計樁頂標高不少于015內(nèi)采用插入振動棒搗固,以增確認成樁符合樁有效直徑不得小任何機械不得在樁上行后應按要求進行單樁復合地基承載力檢測 ,待檢測合格后 ,方可進行上部路基施工 。4的4按次于5求1樁身完整性檢測檢測比例為10 % ,共525根樁,均采用低應變反射 波 法 檢 測 。檢 測 結(jié) 果:類 樁 為484根,占921 1 2 3 117 % ,類樁為41根,占7525根CFG符要求 。2單樁復合地基承載力檢測正方形剛性壓板(面積為1 m2)試驗反力,8級逐級加荷,首級加載,011 mm,等

11、量進行,每卸一級,彈量 。待全部卸載后三小時,載荷試驗結(jié)果見圖1。從圖584 kN時,定富余 。根據(jù)規(guī)范 1 規(guī)定,效果與評價( 1)樁進行加固,( 2) CFG施工簡便和質(zhì)量易于保證等優(yōu)點般樁基的1 /31 /2,參考文獻:建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79 - 2002).客運專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南181 %。表明所檢測樁均屬于完整樁或基本完整樁,質(zhì)量合單樁復合地基承載力要求不小于250 kPa,使用和堆載平臺法提供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計要求的2倍即500 kN ,144 kN ,以后7級各加載60 kN。每加一級載荷前后分別讀記承壓板沉降量一以后每半小時讀記一次 。當一小時內(nèi)沉降增量小時可加下一級荷載 。卸載級數(shù)為加載級數(shù)的一半間隔半小時,計讀回計讀回彈量 。1 ( a)可以看出,在加載至地基總沉降量為5110 mm ,沉降量不大地基受壓尚未進入極限狀態(tài),承載能力還有一可取最大試驗荷載的一半確定為復合地基的承載力特征值 。因此,所試驗的CFG樁單樁復合地基承載力完全滿足設計要求 。福 廈 鐵路 客運 專 線 標 段 軟 基 地 段 采 用CFG其復合地基承載力達到了設計要滿足客運專線工程質(zhì)量驗收標準 。樁具 有 承載 力 高 、變 形小 、穩(wěn) 定 快 、,且工程造價僅為一經(jīng)濟效益和社會效益顯著,值得推廣 。( TZ212 - 2