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铁路工程施工中软土地基加固CFG桩的施工技术

2024-06-29 来源:爱问旅游网
铁路工程施工中软土地基加固CFG桩的施工技术

摘要:在铁路路基施工中,常常会遇到软土地基,在对软基进行处理时,可以运用CFG桩。本文根据笔者的工作经验,分析了CFG桩在铁路软基处理中的应用,并对CFG桩的工作原理、特点、施工工艺等进行论述。通过CFG桩的运用,提高了软基的承载力,确保铁路路基施工的顺利进行。 关键词:铁路工程;软土地基;加固CFG桩;施工 前言

随着经济和社会的不断发展,我国城市化进程也在不断加快。在这种背景下,我国城市间的沟通和交流也日益密切和频繁,经济往来也日益成为常态。而为了更为有效地实现各地的有效沟通,铁路工程建设无疑就变得非常重要。而在在铁路的施工过程中,工作人员会遇到大量的软土路基,它承载力小、沉降量大、固结完成时间长并且受多种不稳定因素的影響,给施工过程带来了不小的难题。如何处理好软土路基在高速铁路的建设成为铁路工作者面临的重要研究课题。CFG桩作为铁路软土路基加固的重要措施,承载力高、施工简单、成本的,近些年来在铁路工程中的应用越来越广泛。 1、CFG桩的工作原理

首先,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。

其次,CFG桩中的细骨料粉煤灰可增加桩体的黏结强度,增强负荷地基的置换作用。CFG桩的置换作桩一般按C10~C20混凝土强度等级设计,其桩身压缩性能明显比周围土体要小,并且桩体和桩间土的材料性质也比原天然土层的更加优良,极大地提高了符合地基的承载能力。

最后,CFG桩有强大的挤密作用。CFG桩属于高黏结强度桩。其复合地基的挤密作用在一般软弱土层中表现远不如散体桩和一般黏结强度桩。但在挤密效果良好的土层中成桩,可以增强桩间土的挤密效果。 2、CFG桩的特点

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,这是一种由诸多材料混合而成的桩,如水泥、粉煤灰、碎石等等,以碎石作为粗骨料,使CFG桩具有足够高的强度,以粉煤灰作为细骨料,能够使桩体的后期强度获得大幅度提升。CFG桩兼具水泥搅拌桩和振冲碎石桩两者的优点,其施工工艺简单,便于操作,施工过程不会对场地造成污染,振动影响比较轻微;除水泥之外,其余材料均可就地取材,避免了长距离运输导致的成本增加,同时还能节约材料,具有良好的经济性;其有着与水泥搅拌桩基本相同的受力特性;CFG桩适用于处理多种类型的软土地基,如粘性土、粉土、淤泥质土、砂土等等。CFG桩所具备的上述优点,使其在工程中得到越来越广泛的应用。 3、CFG桩的应用设计

3.1 CFG桩施工材料的应用设计

施工材料的优良是提高工程质量的重要保证。CFG桩复合地基是由桩身、桩间土和褥垫层共同组成。因此,CFG桩的应用设计要确定这三者的材料,并主要确定桩长、桩径、桩间距、桩体强度处理范围等。 3.2 CFG桩施工现场的应用设计

在施工前,施工人员要对施工现场的相关数据进行勘察测量。勘察地质、土

壤环境、地下结构等等,保证铺垫层的合理性。在测量完成以后,工作人员应该及时将相关数据移交给施工部门,供其审核设计,完成CFG桩施工图,进而开始施工。

4、CFG桩在铁路软土路基加固中的施工工艺

4.1在施工前,首先要做好准备工作。清理好施工地面,保证地面的平整性和施工过程中的安全。确保机械设备,比如搅拌机、打桩机的完整无缺损。并且要确定好桩长、桩径、桩间距、桩体强度处理范围、沉管入土深度、机架高度等。还要用进尺在打桩机的表面进行标注。

4.2施工设备准备好后,施工人员要在桩位所在地对混凝土的桩尖进行预埋,采用桩尖将底口对桩尖凸头卡住。调整打桩机的位置,使其保持与地面的垂直状态。

4.3在沉管的过程中,施工人员启动振动器,使沉管在震动的状态下向设计标高位置下沉,随后停机。在此期间,工作人员要依据施工中的素混凝土对CFG桩的安装情况进行判断。及时调整CFG桩基础的位置,避免出现倾斜现象。同时,工作人员还要做好电流变化的记录,电流的增加说明沉管遇到了持力层,并且明确土层的改变情况。

4.4沉管工作完成后便要进行投料。混凝土的质量是保证工程完成的基础,水灰比对凝土质量具有直接影响。

4.5以上工作完成后便要进行拔管操作。施工人员拔管的过程应该控制好拔管的速度,坚持先慢后快的原则,采取边振边拔的方式,保证混凝土的浆液能够彻底灌满。在拔管过程中,工作人员应该严格施工,避免反插现象出现,然后对桩顶进行连续拔管。

4.6移机。当一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩的施工。由于该种施工方法旋转排出的淤泥质土较多,经常将临近的桩位覆盖,有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。

4.7弃土清运。在施工中及时清运打桩弃土是保证正常施工的一个重要环节,既减少了施工中找桩位和设备就位的时间,提高工作效率,而且在场地内废弃的混合料强度较低时清运,亦可减轻清运难度。施工中弃土的清运采用人工配合机械进行。为了避免损坏桩头,要求将混合料的停灰面控制在地面以下50cm。 4.8褥垫层施工褥垫层材料多为粗砂、中砂或碎石,碎石的粒径为8mm~20mm,但不宜选用卵石,卵石的咬合力弱,施工扰动容易使褥垫层厚度不均匀褥垫层虚铺完成后采用静力压实至设计厚度。施工现场多采用平板振捣器,对较干的砂石料虚铺后适当洒水再行碾压或夯实。

5、CFG桩在施工过程中遇到的问题以及应对策略

首先,在施工过程中常有堵管现象的发生,主要因为混凝土坍落度偏小或者石子粒径偏大。并且混凝土等待时间过长或混凝土配合比不当使混凝土发生离析也可导致堵管现象的发生。为了解决这一问题,施工人员要合理调整施工混凝土配和比坍落度,对施工材料进行严格把关,控制石子粒径的大小。

其次,CFG桩在铁路软土路基加固中经常出现断桩现象。主要因为钻头钻进过程中遇到粒径稍大的石子,堵塞阀门。施工人员要提前了解土层地质情况,相应调整钻头阀门类型。另外,钻头封闭不严使有水或泥土进入钻杆造成钻头堵塞也能导致断桩。

再次,CFG桩会出现成桩体缩径,这一问题产生的原因是施工人员进行拔管操作时拔管提升速度过快或不匀速。为了解决这一问题,施工人员可以通过试桩

深入了解地质情况,制定合理的施工方案。严格控制拔管速率,并且避免反插现象来保护桩体。

最后,桩顶标高过高导致造成混凝土桩头剔凿困难和混凝土材料浪费,主要原因是施工人员没有认真控制和考虑混凝土桩体体积。在钻孔过程中钻出了多余的土,改变了原场地标高,给确定桩体标高带来了一定的困难。 6、结语

综上所述,CFG桩在铁路软土路基加固中起着重要作用。它的设计理念完善,施工工艺先进,能充分提高软土路基的承载能力,有利于我国铁路建设的发展。但是现阶段,CFG桩在施工工艺上还存在许多问题,需要相关单位和施工人员做更进一步的研究和探讨,提高CFG桩的施工质量和施工效率。 参考文献:

[1]王剑,刘仲武,邱冠汉.CFG桩在铁路软土路基加固中的应用[J].现代城市轨道交通,2017,(6):49.

[2]孙彩霞;;客运专线站场软土路基加固中CFG桩的应用[J];铁道勘测与设计;2011年01期

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[4]铁路客运专线CFG桩复合地基加固施工工艺与质量控制要点[J];安徽建筑;2011年01期

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