振动沉管cfg桩“桩—网”结构加固处理深层软土地基施工工法(中铁二十四局)

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1、振动沉管CFG桩“桩—网”结构加固处理深层软土地基施工工法工法编号：RJGF(闽)—17—2008完成单位：中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司主要完成人：郑军锋钱寅星蔡履沐黄玉仁陶秉环1前言1.0.1在全国首批建设的高速铁路—东南沿海新建速度为200km/h的客货共线铁路中，由于新建客货共线铁路荷载大、运行速度高，故对路基的平顺性、工后沉降提出了很高要求，在温福铁路10～25m深层软土地基处理中，依据现行的处理方法已无法满足地基承载力和工后沉降的要求，铁道部和铁道第四勘察设计院决定在温福铁路首次采用CFG桩“桩—网”结构加固处理10～25m深层软土地基。1.0.2中

2、铁二十四局集团福建铁路建设有限公司根据设计要求在施工中借鉴和总结现有的软土地基处理方法，总结出一套CFG桩“桩—网”结构加固处理10～25m深层软土地基工法。1.0.3本工法在2005年温福铁路试验段加固深层软土地基中首次应用，随后2006年分别在温福Ⅱ标霞浦车站和甬台温铁路工程建设中得到进一步推广和完善。处理后地基的承载力及最大沉降量均满足设计要求。2工法特点2.0.1本工法对200km/h客货共线铁路路基下卧深层软土地基提供了一种有效的处理方法。2.0.2本工法通过实施形成“桩—网”结构，使路基荷载通过“桩—网”结构传至下卧土层，其中褥垫层为柔性垫层，有利于调整桩

3、间相对变形，满足地基承载力和工后沉降控制要求。2.0.3工艺流程清楚，设备简单，操作方便，工期能够得到保证。2.0.4　施工造价低，施工安全、质量易于控制。3适用范围本工法适用于公路、铁路路基持力层深度为10～25m的深层软土地基深的处理。114工艺原理CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称(即cementflying-ashgravelpile)。用CFG桩处理深层软土地的原理是：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，并与桩顶上铺设一定厚度的褥垫层（碎石、砂和双向土工格栅）形成“桩—网”结构，使上部荷载均匀地传递到下卧层形成复合地基，以满足地基承载力要

4、求，有效控制工后沉降。“桩—网”结构如图4所示。图4　CFG桩“桩—网”结构原理示意图1CFG桩2褥垫层3土工格栅　4　碎石垫层5　中粗砂垫层　6　土工格栅　7　中粗砂垫层　8　碎石垫层5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程CFG桩“桩—网”结构加固软土地基施工工艺流程见图5.1。施工准备CFG桩施工褥垫层施工CFG桩工后处理图5.1CFG桩“桩—网”结构加固软土地基施工工艺流程图115.2操作要点5.2.1施工准备1作业条件1）施工场地达到“三通一平”，在路基打桩区域及两侧3米范围内铺设0.6～1.0m厚粒径不大于30cm的碎石工作垫层。2）打桩作业场地周围应设

5、置排水沟。施工范围内的地上、地下障碍物、管线等应清理或改移完毕。2技术准备1）根据设计桩长，确定桩机的机架高度和沉管的有效长度，桩机的机架高度和沉管的有效长度在配置时应比设计桩长高出6～8米。2）在试桩前应对已配重桩机沉管处的抬架支撑反力进行计算和标定，要求不小于单桩设计承载力的2倍。3）在桩机机架上画出以米为单位的长度标记，用于沉管时观察、记录入土深度。4）编制CFG桩施工方案（包括区域划分、对每一根桩进行编号、确定桩顶标高和打桩顺序），经审批后对操作人员进行技术交底。5）通过试桩确定桩机配重、提管速度、保护桩长、混合料坍落度等施工参数和终孔条件。试桩不少于3根。6

6、）测放桩位并做好标识。7）对CFG桩的材料进行复试、试配。5.2.2CFG桩施工1桩机组装：根据设计桩长、沉管入土深度确定机架高度、沉管长度，根据试桩确定的配重进行设备组装。2　桩尖的预制与埋设：由于桩尖外形特殊，一般采用钢模结合地模进行预制。桩尖的锥体部分采用地模，柱体部分外露采用钢模，以便桩尖脱膜时地模免受破坏。为提高桩尖预制进度，一般要在桩尖混凝土内掺入早强剂。当桩尖达到设计强度后，方可采取小型挖掘机配合人工按技术放样位置进行埋设。桩尖应埋入地表下300mm左右，平面位置偏差控制在50mm之内。3桩机就位：桩机就位必须平整、稳固。待桩机就位后，调整沉管与地面垂直

7、，确保垂直度偏差不大于1％。411沉管：桩机就位后，扣准埋设好的预制桩尖开始沉管，沉管过程中注意调整桩机的稳定，严禁倾斜和错位。待沉管至设计标高并抬架时应开动马达，原地留振不小于10s，以确保桩尖进入持力层不小于桩径的1.5倍。沉管过程中做好记录。5混合料搅拌：为控制成桩后桩顶浮浆厚度不超过200mm，混合料的坍落度应控制在30～50mm之内。混合料应严格计量，强制搅拌，每盘混合料的搅拌时间不得小于1分钟。在混合料中掺入早强剂使混合料达到设计强度的时间小于7天。6投料：终孔后须尽快用料斗进行连续投料，直到管内混合料面与钢管料口平齐，如上料量不够，须在