铁路软土地基加固cfg桩设计与施工技术研究

Reinforcement of High-Speed Railway贾饪仁(中国土木工程集团有限公司，北京100038)JIA Yu-ren(China Civil Engineering Construction Corporation, Beijing 100038, China)【摘 要】为研究挟路软土地基加固CFG桩施工技术，论文结合高速铁路软土地基加固CFG桩参数设计原则与施工质量控制技

术，依托实体工程,应用在高速铁路软土地基加固施工过程中，并对软土地基加固后的沉降进行跟踪监测。结果表明：通过合理选取

CFG桩设计参数,并对其施工质量进行严格的控制，CFG桩基加固技术有效改善了软土地基的强度与稳定性,减少了软土地基在后

续施工与运营过程中的沉降，确保了铁路路基沉降满足设计要求,从而提高了铁路的运行舒适性与安全性。[Abstract] In order to study the construction technology of CFG pile for high-speed railway soft soil foundation strengthen, this paper

presents the design principle ofparameters and construction quality control technology ofCFG pile for high-speed railway soft soil foundation

strengthen. Relying on the physical project, it is applied in the construction process ofhigh-speed railway soft soil foundation strengthening, and

the settlement after the soft soil foundation strengthening is tracked and monitored. Results show that by properly selecting design parameters of

CFG pile, and strictly control the quality of the construction of CFG pile foundation reinforcement technique can improve the strength and stability ofthe soft soil foundation, reduce the soft soil foundation in the subsequent process ofconstruction and operation, ensure the high speed railway subgrade settlement meet the design requirements, so as to improve operation comfort and safety ofhigh speed railway.【关键词】铁路工程;软土地基;CFG桩;施工工艺；沉降观测[Keywords jrailway engineering; soft soil foundation; CFG pile; construction technology; settlement observation[中图分类号】U238 ；U213.1

【文献标志码】A 【文章编号】1007-9467 (2020) 02-0222-03[DOI] 10.13616/j.cnki.gcjsysj.2020.02.0751引言随着列车运行速度的不断提升，对轨道的平顺性提出了

控制“。由于铁路修建过程中往往需要穿越平原、山岭、峡谷等

地形,难以避免遇到软土、冻土等复杂地质条件,增加铁路路

基施工难度。复合地基加固CFG桩技术作为一种软弱地基加

更高的要求。对于桥与隧道而言,其结构刚度大,沉降变形易

固技术，可有效利用CFG桩身和围土的摩擦力以加固路基结

于控制,而对土石质路基工程而言，其刚度较小,沉降难以构，并可作为端承桩将结构上部荷载传递至稳定岩层上;此 外,CFG桩可改善软土地基的既有结构，将土体内的气体与水

【作者简介】贾锂仁(1980-),男,黑龙江集贤人，工程师,从事铁路 路基施工技术研究。分排出，达到快速固结土体的效果。为研究铁路软土地基加固

CFG桩施工技术,本文对CFG桩设计参数与施工技术进行总

222结，将其应用于铁路软土路基施工中，并对其沉降控制与路基 加固效果进行检验。2工程概况某铁路沿线多为软土地质，试验路段(DK724+528~ DK725+034)底层为第四系上更新统冲积层，地质结构由上往

下依次为:厚度为0~2.8m的粉质黏土层，硬塑~软塑，褐黄色~ 黄褐色，含铁猛结核;厚度为0~3.9m的黏土层，硬塑，黄褐色；

厚度为0~1.7m的中砂层,黄褐色,潮湿,稍密;余下部分为黄 褐色粉质黏土。地下水埋深为2.17~18.62m,且地下水对水泥

混凝土结构不存在侵蚀性。经研究决定，对该铁路试验路段采 用CFG地基加固技术进行施工，以提高路基稳定性。3 CFG桩参数设计3. 1桩长CFG桩的桩长应充分考虑桩长范围内不同土层的厚度与

侧向阻力,以及桩端阻力特征值,并根据施工现场载荷试验确 定的地基承载力特征值以及单桩竖向承载力特征值凡计算 得到。3. 2桩径CFG桩的施工方式主要为螺旋转管泵注法与振动沉管 法,而振动沉管法在沉管施工时将排除相应体积土体,极大地

扰动了桩周土，若桩周土为饱和黏土则将对其结构造成破坏, 影响其土基强度,并形成较大的超静孔隙水压力，严重影响成

桩质量,甚至造成桩体破碎,无法满足设计承载力需求,影响 施工进度％研究决定,采用螺旋转管泵注法进行CFG施工，

其桩径取决于所用的成桩机械,通常为35~60cm。3. 3桩间距桩距的设计应满足地基承载力设计需求侗时充分考虑施

工性、施工现场条件、造价以及CFG桩加固作用的发挥等因 素,对于挤密性较好的土体,桩距可取小值;对于地下水丰富且

水位较高的地区，可适当放大桩距;对于条形基础与面积较小 的独立基础，桩距可适当减小。CFG桩距参考值如表1所示。 3.4褥垫层设计对CFG桩复合地基而言，若褥垫层厚度过小，则CFG桩

将对基础产生明显的应力集中现象，从而造成对基础的冲切 以及CFG桩的断裂，因此，褥垫层厚度应确保CFG桩在水平

荷载作用下不发生断裂叫同时能发挥CFG桩的承载效果。参工程施工技术Construction Technology表1 CFG桩距参考值不同条件下的推荐桩距(d为成桩桩径)布桩类型 不可挤密性土可挤密性土体：挤密性较好的土

体:淤泥质土、饱非饱和黏土、粉体:粉土、松散填

和黏土

质黏土等 土、粉土等满堂布桩(4.5~7.0)d(4.0-6.0)J(4.0-6.0)J小于10根的独

立基础(4.0~6.0)d(3.5-6.0 M(3.0-6.0 M单、双排布桩的

条形基础(4.0~5.0)d(3.5-5.0)J(3.0-5.0考国内相关施工经验，褥垫层厚度通常为15〜30cm,若桩距较 大，可适当提高褥垫层厚度。CFG桩褥垫层可采用级配砂石、 粗砂、碎石、中砂等材料。4 CFG桩复合地基施工技术

4. 1施工准备施工前应对施工现场进行清理、平整,两侧宽度应向外延 伸5m,确保CFG具有足够的工作面,并对螺旋钻机进行调试。

按照施工计划对设备、材料与场地进行相应的检验,确保人员

与设备配置合理,施工效率可满足工期要求。4.2定点布孔使用全站仪进行放桩，然后用竹片、木桩等对孔位进行标

记。桩位定位完成后，即可将钻机就位，就位误差应小于5cm, 且对中调平确保垂直偏差小于1%。钻机就位后应稳固平整,

保证其施工过程中不发生移动、倾斜。4. 3螺旋钻机成孔钻孑漩工应根据地质层成分与密实状态，对应调整与选 择钻孑漩工参数，并通过电流表对孔内钻进负荷进行监控。开 始钻孔时应降低动力头转速与钻头压力，钻进一定深度后再

逐渐提高钻头压力与钻速，保证桩孔垂直度。当钻头穿过软硬

土层界限时，应减小钻头压力，若钻进较慢或不进尺,则应停 机排查原因,避免钻杆跳动、机架摇晃等情况;若出现孔内缩

径、垮孔、偏斜等情况，应及时起钻，采取相应的后备方案进行 处治％钻头钻进至设计深度后,应将钻头在孔内空转清除虚

土后方可停钻。4. 4混合料拌和与运输混合料应按照生产配合比由拌和站集中进行拌和，严格

控制投料误差:水、水泥与粉煤灰小于1%,粗、细集料小于

223工程建设与设计Construction & DesignForProjecl2%。混合料拌和时间应不小于lmin,且坍落度应不超过设计 累计最大沉降量仅为4.42mm.CFG桩基有效加固了软土地基。值±2cm。为维持混合料的和易性，宜使用混凝土搅拌车进行

6结语本文总结了铁路软土地基加固CFG桩参数设计原则与施

CFG混合料的运输。4. 5泵送混合料钻孑漩工完成后，将混凝土搅拌车的输送软管与钻杆顶 部的混凝土输送泵相连接，将混合料以10~12MPa的泵送压力 输送至孔底压灌,同时以2.0~3.0m/min的速度提起钻头。为保

工质量控制技术,依托实体工程,应用在铁路软土地基加固施

工过程中，并对软土地基加固后的沉降进行跟踪监测。结果表 明:通过合理选取CFG桩设计参数，并对其施工质量进行严格 的控制,CFG桩基加固技术有效改善了软土地基的强度与稳 定性,减少软土地基在后续施工与运营过程中的沉降,确保铁

证桩头质量，控制超灌高度在50cm,桩顶采用湿黏土进行封

顶。本文采用硬截桩的方式进行截桩,4人同时在桩头4个方 向凿除多余CFG桩，应避免桩身受力不均匀而发生断桩。路路基沉降满足设计要求，从而提高铁路的运行舒适性与安

全性。di?5质量检测在试验路段CFG桩地基加固施工完成后，埋设沉降观测 元件，沉降板应嵌入褥垫层顶部大于0」m,并使用中、粗砂回 填密实。路基沉降观测结果如表2所示。【参考文献】⑴商拥辉，徐林荣,陈宏伟.高速铁路PHC/CFG桩-筏复合地基变形特

性研究［JJ.人民长江,2017,48(6):74-80.［2】张峰，刘莹，许兆义，等.武广高铁武汉综合试验段软土复合土也基沉降

分析卩］.铁道工程学报,2015,32⑼:30-34.［3】赵新益，李时亮,汪莹鹤.铁路软土地基路基沉降控制技术研究［J］.铁

表2路基沉降观测结果地基加固施一 工完成后观DK724+测日期/d528观测点位累计沉降量/mmDK724+ DK724+ DK724+ DK724+628

道工程学报,2015,32(5):18-22.928728 828 00.070.17DK725+0340【4］孙琦，张向东，杨逾，等.高速铁路软土地区桩网复合地基沉降规律研

究［J］.广西大学学报(自然科学版),2013,38⑴:157-164.010000.030.2400.010.160.340.730.120.210.32230.290.420.811.081.271.491.720.410.590.790.991」70.490.690.970.380.921.431.770.290.671017241.271.692.122.671」81.491.341.691.97395469992.362.171.341.581.632.922.712.933.242.823.494.324.344.373.213.772.152.432.692.731.972.161.691.721.751191491794.124.174.193.283.343.362.292.342.794.422.381.82由表2可知，铁路CFG桩基加固复合路基沉降较小。试 验路段地基前期沉降量较为显著，这是由于路基填料的重力

荷载与压实机械的振动荷载导致地基土体被压缩密实；地基 后期沉降量较小，且趋于稳定，这是由于地基所受荷载远低于

施工阶段的振动荷载，同时填料的压缩固结已基本完成。从路

基填筑施工至后期运营过程中，地基未发生较大的沉降变形,224【收稿日期】2019-09-02