1、浅谈张呼客运专线 CFG桩施工 摘 要：本文结合张（家口）呼（和浩特）客运专线路基施工实践，就我国华北北部地区客运专线 CFG 桩施工关键工序和技术控制进行简要阐述。 关键词：客运专线；路基处理； CFG 桩施工；技术控制 呼和浩特至张家口客运专线位于我国华北北部，呈东西走向。线路设计正线全长 286.044km，其中，河北省境内 75.714km，内蒙古自治区境内210.330km，为双线电气化铁路。 中铁十九局集团第六工程有限公司施工的张呼铁路工程 4标 2分部共有 3段路基全长 3.536km。设计路基结构层由上至下分别为基床表层（级配碎石）、基床底层（ A、 B 组填料）、路堤本体（
2、AB 组填料及渗水土）。地基处理形式有： CFG 桩加固、水泥搅拌桩加固和冲击碾压等。本文就 CFG 桩加固施工的关键工序及技术控制进行介绍。 CFG 桩是英文 Cement Fly-ash Gravel Pile 的缩写，意为水泥粉煤灰碎石桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在 C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。 1.施工工艺 CFG 桩施工工艺流程：配合比试验 拌和混合填料试桩 施工放线 桩机就位 调平机身 钻孔至设计标高 泵压混合填料 均匀拔管至桩顶 移机至下（抽取混合填料样品制作试块）一
3、桩位 2.施工方法 2.1 施工准备：施工前应制定 CFG 桩布桩图，图中注明桩位编号。测量放线，准确确定桩位，检查施工场地的控制桩点是否会受施工振动的影响。按设计要求由进行配合比试验，选定合适的配合比，施工时严格按配合比配制混合料。 2.2 试桩：开工前进行成桩工艺试桩，每个工点试桩不少于 2 根。根据试桩确定合理的施工工艺，并对按设计要求（桩径、桩长、桩距）制成的桩进行单桩承载力、复合地基承载力、复合地基模量试验，根据试验结果，复核、修正设计，并与设计单位进行沟通。 2.3 测量放样：用全站仪先放样出控制桩位，根据控 制桩位及桩位布置图采用钢尺确定出每根 CFG的桩位，用木桩标示。然后复核
4、 CFG桩的轴线定位点等。 2.4 钻机就位：操作钻机就位并对准桩位，然后调整沉管垂直度，垂直度偏差不大于 1%。 2.5 钻进成孔：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时，启动电机，将钻杆旋转下沉至设计标高，关闭电机，清理钻孔周围土。钻进时应先慢后快，这样能避免钻杆摇晃，也能及时检查并纠正钻杆偏位的差值，在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺。 2.6 混合料搅拌：按设计配比配制混合料，混合 料坍落度宜为 160mm200mm，搅拌时间不得少于 1min。 2.7灌注及拔管： CFG桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先
5、拔管后泵料。拔管速率应按试桩确定参数进行控制，成桩的提拔速度宜控制在 2m/min 3m/min，成桩过程宜连续进行，应避免供料出现问题导致停机待料。施工桩顶标高宜高于设计标高 50cm。 2.8 移机：移机前对下一根桩的桩位进行清理辨识，确保桩位的准确性。必要时，移机后清洗钻杆和钻头。 3.质量控制要点 3.1 原材料质量控制：所用的水泥、粉煤灰和粗骨料品种、规格及质量必须进行检验，确保符合设计要求。 3.2 进行成桩工艺性试验：正式施工前，进行成桩工艺试验，验证设备性能、混合料坍落度，以及拔管速度等关键工艺参数。 3.3 混合料强度控制：严格按照配合比拌制混合料，每班抽样检查 3 次混合料
6、坍落度，并制作 1 组试件，检测 28d 强度。 3.4 每根桩的投料数量控制：每根桩投料时数量不少于设计灌注量。 3.5 桩身质量、完整性控制：采用低应变检测桩身质量及完整性，确保符合设计要求。 3.6 桩头质量控制：在灌注时桩顶高度要考虑凿除浮浆后满足设计要求，凿除桩头时要露出新鲜的混凝土。一般施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于 0.5m。 CFG桩截断桩头采用在同一水平面按同一角度对称放置 2个或4 个钢钎，用大锤同时击打将桩头截断。最好采用截桩机截桩。桩头截断后，用钢钎、手锤将桩顶从四周向中间修平至桩顶设计标高，桩顶允许偏差 0+20mm。 3.7 泵压混合料灌注施工控制： 钻进过程
7、中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺。 混合料应按设计配比经搅拌机拌和均匀， 坍落 度、拌和时间应按工艺性试验确定的参数进行控制，且拌和时间不得少于 1min，搅拌的混合料必须保证混合料圆柱体能顺利通过刚性管、高强柔性管、弯管和变径管而到达钻杆芯管内。以避免出现混合料配比不合理、混合料搅拌质量存在缺陷而造成混合料和易性不好、塌落度太大产生泌水及离析现象、塌落度太小而流动性差等，从而引起堵管现象发生。一般将粉煤灰掺量控制在70kg/m3 90kg/m3 的范围内，坍落度应控制在 160mm 200mm 之间。 钻孔进入土层预定标高后，开始泵送混合料，管内空气从排气阀排出，待钻杆内管及输送软 、
8、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚，在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出，容易造成管路堵塞。 冬期施工时，混合料输送管及弯头均需做防冻保护，防冻措施不力，常常造成输送管或弯头处混合料的冻结，造成堵管。冬施时，有时会采用加热水的办法提高混合料的出口温度，但要控制好水的温度，水温最好不要超过 60 ，否则会造成混合料的早凝，产生堵管，影响混合料的强度。 杜绝窜孔现象。由于窜孔对成桩质量的影响，施工中采取有效的预控措施： I.采取隔桩、隔排跳打方法； II.设计人员根据工程实际情况，采用桩距较大 的设计方案，避免打桩的剪切扰动； III.减少在窜孔区域的打桩推进排数，减少对已打桩扰动能量的积累；
9、IV.合理提高钻头钻进速度。 施工中应保证排气阀正常工作，要求每工作班经常检查排气阀，防止排气阀被水泥浆堵塞，造成管内空气不能顺利排除，导致桩体存在气囊，形成桩体空芯的质量缺陷。 CFG 桩成孔到设计标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后立即开始拔管，严禁先提管后泵料而造成桩端不饱满，影响 CFG桩的桩端承载力。 钻杆应采用静止提拔，施工中严格按工艺性试验确定并经监理 工程师批准的参数控制钻杆提拔速度和混合料的泵送量，并保证连续提拔，施工中严禁出现超速提拔而造成缩径断桩现象。 桩机移机至下一桩位施工时，根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。 4.CFG
10、桩顶帽 CFG 桩桩帽 4.1 施工工艺流程：桩头整平 桩周基底处理 加工、绑扎钢筋 模板安装 钢筋及模板检验 混凝土浇注 混凝土养护 拆模 4.2 施工方法 a.施工前整平、压实碎石垫层，于碎石垫层上铺设 0.1m厚 C20素混凝土作为工作面， C30 钢筋混凝土板现 场浇筑。混凝土强度未达到 1.2Mpa 以前，不得在其表面来往行走。每块板之间设 0.02 0.03m宽伸缩缝，缝内填塞沥青木板，塞入深度不小于 0.2m。 b.底层钢筋保护垫层采用与混凝土同等级的水泥砂浆垫块，其垫块位置相互错开形成梅花形以保证底层钢筋保护层厚度。 c.模板采用钢模板。 d.混凝土由就近拌和站拌和，混凝土罐车运输，汽车泵泵入模内，插入式振捣棒振捣。混凝土施工完后要做好养护。 e.混凝土强度达到设计强度的 70%以上时才允许进行下道工序施工。 4.3 施 工注意事项： a、冬期施工时混合料入孔温度不得低于 5 ，对桩头和桩间土应采取保温措施。 b、施工垂直度偏差不应大于 1%；对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4 倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于 0.25 倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于 60mm。 5.结语 通过对以上关键工序进行了严格控制，中铁十九局集团第六工程有限公司施工的张呼铁路 CFG 桩施工合格率 100%，完全满足设计要求。
