宁安城际铁路由南京南站引出，经马鞍山、芜湖、铜陵、池州，跨长江铁路大桥后抵达安庆站，全长257公里，本文所述工点位于芜湖市区，为临近既有营业线施工。

 

　　工程地质水文条件：淤泥质粉质粘土，粉质粘土，黏土，软塑。地下水为第四系孔隙水，不发育。水质检测报告显示，地下水、地表水无侵蚀性。

 

　　DK81+646.72-DK82+780.12段地基采用CFG桩，桩头采用扩大形式，桩顶配合C30钢筋混凝土筏板（厚0.5m）加固，桩长为23m～32m，桩径0.5m，间距1.6m，正三角形布置，采用长螺旋芯管泵送混泥土灌注成桩的施工方法。

 

　　二、CFG桩简介

 

　　CFG桩属地基加固的一种方法，目前常采用振动沉管灌注桩法、长螺旋钻孔灌注成桩及长螺旋芯管泵送混合料灌注成桩三种方法。CFG桩桩体材料采用碎石、砂（石屑）、粉煤灰、水泥配合而成，按C15混凝土强度等级进行配比，坍落度一般控制在160mm～200mm。桩径一般为0.5m，呈正方形或三角形布置，桩长必须穿透软土且深入硬层不少于1.0m。加固区表层为软土或松软土时，采用扩大桩头，桩间用细粒土或碎石土进行回填。由于振动沉管在施工过程中，对周边土体进行挤压，致使原地面产生隆起，在桩体强度未达到设计值之前容易产生断桩；且因本段工程为临近既有线施工，为减少对营业线的影响，结合本工点实际故采用长螺旋芯管泵送混合料灌注成桩的施工方法。

 

　　三、成桩施工工艺

 

　　（一）CFG桩施工工艺及施工顺序

 

　　1.施工工艺流程图：

 

　　CFG桩长螺旋芯管内泵压混合料灌注工艺流程图

 

　　2定位放样：由测量人员依据基础平面图、划定红线控制点，结合图中尺寸进行放线定位，并对重要部位进行复核，桩位允许偏差小于20mm。用短木桩打好定位桩，以石灰作出明显标志。

 

　　3钻机就位：钻头对准桩位，并保证钻架垂直度偏差在1%以内，现场采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度，由现场技术人员进行桩位对中及垂直度检查。在钻架上用喷漆自上而下0.5米一格标出刻度，以方便控制钻进深度。

 

　　4钻进：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移和钻具损坏。

 

　　5终孔：根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计标高时，停止钻进。

 

　　6混合料搅拌：混合料在拌合站集中拌合，出厂塌落度控制在160mm～200mm，用混凝土运输车运至施工现场。

 

　　7润滑泵管：泵送前用1：1水泥砂浆润滑泵送管及钻杆内壁。

 

　　8灌注成桩：采用管内泵压工艺，钻杆提升与灌注同时进行，钻杆芯管充满混合料后开始拔管，并保证连续拔管，提拔速度宜控制在2～3m/min以内，灌注桩顶高程宜高出设计高程50cm，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶进行养护。

 

　　（二）桩头处理及桩基检测

 

　　CFG桩施工完毕，待桩体达到一定强度，一般七天左右，方可进行开槽清土。然后将桩顶设计标高以上桩头截桩，桩顶标高允许偏差为±20cm。待桩头处理完成后，进行低应变检测桩身质量及完整性，平板荷载试验检测单桩承载力及复合地基承载力。

 

　　四、施工常见问题及处理方法

 

　　（一）断桩：常见断桩情况一般有以下三种：一是在清理桩头的过程中，由于机械的操作不当，挠动或碰撞桩体产生的浅层断桩。处理方法：加强对机械操作人员的管理，杜绝野蛮施工。对断桩进行接桩，接桩的桩径超出设计桩径20cm，接桩采用C20混凝土浇注至桩顶标高；二是在施工过程中，由于拔管速度过快，混凝土供量不足，桩孔四周土体散落充填至桩体中，形成夹层而产生的深层断桩。处理方法：加强施工过程的控制，混凝土泵送量与拔管度要配合密切，对深层断桩采用补桩的方式进行处理；三是施工过程中，由于混凝土的供应不及时，停机时间长或者是机械故障，桩身混凝土形成的施工"冷缝"而产生的断桩。处理方法：加强拌和站与现场施工的协调与沟通，随时掌握混凝土的供应量与施工进度，减少人为的断桩产生，对断桩采用补桩的方式进行处理。

 

　　（二）堵管：施工中由于外界环境的变化、混合料坍落度的损失、停机待料时间过长以及机械故障等原因常产生堵管。处理方法：对混凝土泵管进行覆盖洒水降温，减小外界环境对混合料的影响；对坍落度的损失大的混合料运回拌和站进行处理；停机待料时，要每隔10min左右打一次反泵，缩短混合料的停滞时间，如停滞时间过长要及时对钻机及泵管进行清洗；如机械故障立即将电源切断，并及时清洗泵管泵机。另外在施工中，由于拔管速度过慢，泵送量过大，使芯管内混合料挤压密实，发生堵管，施工中泵机司机与钻机司机要尽量固定不变并积极沟通，减少堵管的发生。

 

　　（三）窜孔：当加固区为软土或淤泥时，常发生窜孔，当遇到此类地质条件时，要及时进行施工顺序调整，隔行隔列跳桩施工，避免窜孔。

 

　　五、CFG桩在铁路施工中的优缺点

 

　　（一）主要优点：

 

　　1造价成本低：CFG桩施工无钢筋笼，节省了钢筋成本，灌注混凝土一般标号低，节约成本；

 

　　2适用性广、承载力提高幅度大：CFG桩复合地基适用淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂性土、杂填土及湿性黄土等地质条件，处理后，复合地基承载力与原地基承载力相比可提高2～5倍；

 

　　3施工简便、工期短：一般为长螺旋钻成孔泵送混凝土法，施工时没有钢筋笼制作等工序，成孔成桩一次完成，减少了成桩时间，加快了施工进度；

 

　　4保护环境：施工时，不需要泥浆护壁，没有泥浆外运，既节约了资金，又无环境污染，对市区内施工，非常合适。

 

　　5适合铁路等较长工期的路基工程，因其成桩后的混凝土养护周期需28天，但相对于路基工程线路长、可施工工点多情况下，几乎可忽略。

 

　　（二）主要缺点是：单桩承载力低、受可供施工机械影响大，只能用做复合地基，不能用做单独桩基础，桩内无钢筋，抗水平力差，混凝土养护周期长。

 

　　六、结语

 

　　当前铁路施工遇到的越来越复杂地质情况，以及大量城际、客专、高铁线路对路基的零沉降标准要求，使基础工程施工质量越来越重要，其工程造价占整个工程总投资的比例也越来越大，CFG桩、钻孔桩、管桩、水泥砂浆桩、高压旋喷桩等工艺先后被采用。现在广泛应用的钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩、管桩等固有的缺陷十分突出，主要表现在施工速度慢，场地污染严重，成桩质量难以保证，材料浪费大，以及对既有营业线路安全影响等等各种弊病，而CFG桩则表现出较大的优势，桩体材料价格低，施工方便，节省投资，则是一种较为理想的地基处理技术，具有显著的经济效益和广阔的推广前景。

 

　　参考文献

 

　　[1]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002

 

　　[2]阎明礼张东刚《CFG桩复合地基技术及工程实践》（中国水利水电出版社）

 

　　[3]徐至钧《水泥粉煤灰碎石桩复合地基》（机械工业出版社）

 

　　[4]《地基与基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）