浅析中桩板结构+CFG桩在高速铁路高填方路堤加固中的应用.doc

浅析中桩板结构+CFG桩在高速铁路高填方路堤加固中的应用摘要：通过在人同至西安铁路客运专线平遥东站咽喉区DK379+475〜DK379+650段高填方路堤应用中桩板结构+CFG桩加固地基，减少沉降，依据处理结果，提出此种加固措施在高速铁路高填方路堤中的推广应用。关键词：中桩板结构；CFG桩；路基沉降；板底注浆措施1工程概况大同至西安铁路客运专线平遥东站位于晋中市平遥县境内，晋中盆地东南边缘，属低中山区山前缓坡地带，线路以填方通过，地形略有起伏，大部辟为耕地。DK379+475〜DK379+650段位于站内咽喉区，路基线路屮心最大填高11.1m,最大边坡高度10.87m，地层：新黄土，褐黄色，软塑〜坚硬，以粉粒为主，可见空隙，针孔状发育，含少量铁镒氧化物及白色网状条纹，局部有砂感，表层含有植物根系，具有湿陷性，湿陷深度为6.8〜&9m,为III级自重湿陷性场地；细圆砾土，黄褐色，密实，饱和，粒径一般在5.0~20.Oimn,最大粒径70mm,含量约50%,圆棱状，成分主要为砂岩，充填约15%的粉质黏土；粉土，褐黄色，密实，潮湿，土质不均匀，切而粗糙，偶见红褐色条纹及黑色斑点，31.0~31.3m处见砾石，一般粒径为70mm,局部夹薄层粉砂。 DK379+475〜DK379+650段路基地基处理采用了中桩板结构+CFG桩+柱锤冲扩桩的方案，其中柱锤冲扩桩消除地基土的湿陷性，桩板结构有效控制正线无祚轨道的路基沉降，CFG桩控制路基两侧填土带来的附加荷载沉降，并使路基变形在横断面方向协调统一，见图1。图1中桩板结构+CFG桩布置断面示意图2总体施工方案CFG桩采用C15混凝土，桩径为0.5m,桩间距2米正方形布置，桩长28〜30米；中桩板结构板底面标高位于基床表层顶以下2.5m,C40钢筋混凝土板宽20.02-26.5m,板边缘厚0.8~1.0m,板间为2%的人字坡，板底设10cm厚C25混凝土找平层；板下设置5〜6排桩，桩采用C30钢筋混凝土钻孔灌注桩,桩径1.Oin,桩长40〜44m,桩横向间距4.15〜5.64m,纵向间距7.0~11.0it1oCFG桩采用长螺旋钻机施工，中桩板桩基采用旋挖钻机钻孔，导管法灌注水下混凝土，混凝土板采用现浇法施工。施工前先对原地表进行清表整平，先施工柱锤冲扩桩，消除黄土湿陷性，然后进行路基两侧CFG桩基施工，CFG桩施工完成后开始填筑基床以下路堤，待填筑至中桩板底部高程后，进行中桩板结构施工，继续施工路基本体填筑，填筑过程及时预埋沉降观测元件及做好观测元件的成品保护。由于文章主耍是围绕减少高填方路堤沉降进行加固处理，因此对本段路基工程其他工序在此不予阐述，仅对屮桩板结构和CFG桩的施工进行重点介绍。3施工方法及步骤3.1CFG桩施工 CFG桩采用长螺旋钻机施工，先进行成桩工艺性试验（不少于3根）,以复核地质资料以及设备、工艺、施打顺序是否适宜，确定配合比、塌落度、搅拌时间、拔管速度等各项工艺参数。施工工艺见图2“。（1）施工准备：清理整平原地面（场地清理后高出桩顶50cm）,使钻机能稳定摆放，并做好排水工作。（2）桩位放线：根据桩位平面布置图，宙专职测量人员进行放线工作。桩位定位方法现场插木质短棍表示，并用白石灰作标记。（3）桩机就位：钻机就位后，应使钻杆垂直对准桩位中心,采用在钻架上挂垂球的方法，在钻架上刻上明显的对照位置线，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%,方可开钻。（4）成孔：钻孔先慢后快，同时检查钻孔的偏差并即时纠正。在成孔过程中，发现钻杆摇晃或难钻时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移。根据钻杆上的进尺标记，成孔达到设计标高时，停止钻进。（5）混合料的灌注:混凝土由混凝土搅拌站集中搅拌、罐车运输至现场浇筑，混凝土搅拌按配合比配制混凝土，混凝土的搅拌须均匀，混凝土坍落度应为160nini〜200mm。钻至设计标高后，开始泵压混合料，混合料充满钻杆芯管后开始均匀提钻,严禁先提管麻泵料,钻杆采取静止提管，施工中严格控制钻杆提拔速度和混和料的泵送量，保证钻头孑尖始终埋在混合料中，以防断桩，确保桩体连续、均匀、密实。施工桩顶高程宜高出设计高程50cm,灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。桩机移位进入下一桩施工，当桩机移至下一根桩位施工时，根据轴线或周用桩的位置対需施工的桩位进行复核，保证桩位准确。施工中大型机械不得在施工完成的段落碾压、通过。3.2中桩板结构桩基施工桩基工艺见图3“桩基施工工艺流程图”。 (1)施工准备：填筑桩基施工平台，测设桩位，设置护桩，以校核桩位的准确性。埋设护筒，护筒采用10伽厚钢板卷制，内径比桩径大20cm,采用人工挖埋，在护筒外侧50〜60cm范围内分层填筑夯实粘土。泥浆制备:泥浆造浆材料选用优质粘土或膨润土，必耍时再掺入适量CMC竣基纤维素或Na2C03纯碱等外加剂，保证泥浆口始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。(2)钻孔：旋挖钻机钻孔施工中，泥浆为单向供应，在孔口注浆即可，与常规钻机泥浆循环系统有较犬的区别，部分泥浆随筒钻出渣而排出，损耗较大，需要随时观察孔内泥浆标高,一般应高出护筒底口lm以上。钻进中应根据不同的地层情况采用合理的施工方法，水泥改良土层采用挤压法，夯实护筒，采取高转速、低扭矩的施工方法快速加压进行干钻成孔，从而缩短成孔时间。新黄土及粉土层匀速钻进，泥浆相对密度1・07〜1・15。粉质粘土层采取高转速、低扭矩的施工方法快速加压，从而缩短成孔时间。泥浆相对密度1.07-1.10o在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。(3)清孔：终孔检查合格后，将钻头放入孔底扫孔，捞去沉渣。捞渣采用沉渣处理钻斗来排出沉渣。浇筑水下混凝土前孔底沉渣厚度，不大于20cm,且孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度17〜20s。(4)钢筋笼制安：钢筋笼采用在钢筋加工场分节加工制作，钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊，每一截面上接头数量不超过50%,内箍筋与主筋采用点焊，外箍筋采用扎丝绑扎连接, 场内分节制作长度不大于15m；采用专用钢筋笼运输车运至施工现场，吊车分节吊装，相邻节段采用机械套筒连接。(5)安装导管及二次清孔：导管采用内径280mni并装有密封圈的螺纹连接导管，中间节长度2m,底节长度4m,顶节选用长度0.5m作为调节段。导管使用前做水密承压及接头抗拉试验，试压压力不低于孔底压力的1.5倍，然后用汽车吊逐段吊装接长、下放，导管下端距孔底的距离为50cmo混凝土导管安放完后，若孔底沉磴厚度不满足设计要求，利用真空泵配合泥浆泵采用泵吸反循环进行二次清孔，使沉麓厚度、孔内泥浆等指标满足耍求，桩底沉確厚度小于20cm。(6)混凝土浇筑：二次清孔完成并经检查合格后，及时灌注混凝土，混凝土釆用混凝土搅拌站集中搅拌，混凝土运输车进行运输，连续浇注。首批混凝土灌注之前先计算漏斗体积，灌注水下混凝土时，按照要求对水下混凝土面的位置随时测量，保证任何时候导管埋入混凝土的深度不小于1叫一般控制在2〜6叫灌注过程中设专人经常测量导管埋入深度。