温福铁路福建段软土路基管桩施工总结.docx

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1、温福铁路（福建段）软土路基试验段预应力管桩及CFG桩施工总结万勤（中铁十一局集团第四工程有限企业，武汉430074）摘要：以温福铁路（福建段）软土路基试险段预应力管桩和CFG桩施工日勺实行状况为例，来系统论述和比较预应力管桩和CFG桩加固处理软基的施工工法。关键词：温福铁路：软土路基；预应力管桩：CFG桩：施工工艺；工法比选中文分类号：TU41序言温福铁路软土广泛分布,且普遍具有厚度大,指标差的特点,设计文献中对深厚软土的处理大多采用预应力管桩及水泥粉燥灰碎石（CFG）桩进行加固，并采用了“桩一网”构造的加固模式。鉴于桩（管桩、CFG桩）网构造在我国铁路软土路基地基加固工程中尚无成熟於!施工工

2、艺并缺乏试验研究数据，因些开展了现场软土地基处理试验研究。课题组在试验段竣工之际进行了阶段性施工成果总结。2福建段地层特点及对施工的影响温福线福建段地层多为全新统海陆交互相地层，其软土层属经典的海积滩涂一一溺谷相沉积淤泥，其平均含水量到达75%以上，压缩性之高，强度之低为全国罕见。软土层内多黏土、粗砂等透镜体夹层且厚度分部不均，变化较大。下卧地层为燕山期凝灰岩、花岗岩，地层横纵向起伏，风化层厚度变化极大，软硬突变，给施工带来较大困难。1.1 软硬突变地层对桩长的影响在CFG桩及高强度预应力型（PHC）管桩的施工中不一样程度存在现场地层与工勘汇报不相符的状况,有时甚至出现相邻2.5m勺管桩长与设

3、计相差5m以上。导致偏差成果的原因重要是下卧风化层厚度变化太大，同一-地层物理力学指标差异较大。试验段下卧层为凝灰岩及花岗岩的全风化层（射），厚度变化范围从215m,且分布极不均匀。处理该问题的一种有效途径是加强施工中的过程控制，根据己打桩的状况，及时修正桩长及其他工艺参数，并且在CFG桩的机具配置上对桩长选配一定得留有余地，否则会出现“打不透”的现象。1.2 软硬突变地层终孔条件由于持力层软硬突变，全风化层含水量的不一样，其力学性能也展现出较大差异，导致桩长差异较大,因此需严格控制管桩的终孔条件，否则会导致管桩承载力不够或桩头破损率较高的后果。通过现场试桩及工艺试验确定出：PHC桩的收锤原则

4、（打入桩）为最终Im击锤数250击及最终3阵10击20mm的双控原则，终止压力（静压桩）300KN;根据静载试验成果及桩头的破损率来看，此原则较为符合现场状况，可以满足设计规定。然而用静压桩机施工的桩进入持力层深度浅，有的不能到达15倍桩径（0.75m）深度,虽静载试验合格，但侧向位移变形稳定的状况有待深入的观测。根据连江试验工点试验成果，对于桩端持力层位于硬塑黏土的CFG桩，其终孔条件：振动沉管法，自重加上配重12tH勺状况下机具出现“抬架”时视为进入黏土层标志，并进入持力层不不不小于2m可终孔;长螺旋排土法，当主机电流18OmA时可视为进入持力层标志，进入持力层2m可终孔。以上状况均为黏土

5、层厚度不小于56rj状况，若选择相对更薄的黏土透镜体作为持力层则进入深度可合适减小，尤其应注意桩尖不要穿过透镜体落在下卧软层上，并且宜留有3m以上厚度。1.3 桩型的合理选择连江试验段对CFG桩及PHC管桩分别采用了两种施工措施：CFG桩采用的是振动沉管法与螺旋排土法;管桩施工采用的是静压法及锤击法。总体上来说两种桩型四种工法的桩基施工均获得了成功，可以到达设计承载力及变形规定，根据地层状况及现场施工状况的不一样，几种桩型与工法各有优缺陷。2. 3.1管桩施工与CFG桩相比其重要长处是施工迅速，单桩承载力大，质量较易保证；缺陷是造价较高，施工桩长不易与地层变化相协调，导致截桩挥霍较多，全线大面

6、积施工时可考虑批量定制不样长度桩型，尽量减少截桩长度。静压施工与打入法施工：静压法施工无噪音、油烟污染，施工迅速，桩垂直度轻易控制，合用于城区使用；但静压机自重大，运送成本高，对地基强度规定也高，由于温福铁路深厚层软土的承载力极差。=3540Kpa,静压桩机自重加配重，总重不小于300t,施工垫层厚度需要Iin以上，增大投资同步产生超送桩，垫层还要清除，大大减少了静压桩机的工作；效率，而锤机桩机自重局限性30t,总重局限性静压桩机的1/10。工作垫层厚度4050Cm左右就可以。静压桩机自重太大，相称粗笨，对原状土的扰动较大，施工路堤的边角地带时需加宽碎石垫层的宽度，进出场地时对道路规定较高。而

7、锤击桩机自重轻，移动以便，对原状土儿乎没有什么扰动，边角地带施工以便。由于自重轻，进出场运送都很以便。若垫层较薄时，静压桩机将会下陷，同步挤压成桩，导致成桩的损坏，给成桩保护导致很大的威胁。并且与打入桩相比桩尖进入持力层厚度较浅，间距较小时存在“浮桩”现象，不利于桩体的横向稳定。碰到持力层起伏较大时，截桩状况是防止不了时。静压桩机只有等待截桩处理之后才能移动，因此影响工作的效率。锤击桩机则不存在这个问题，移动、沉桩、截桩互不影响。打入法由于没有抱桩及液压调平装置，垂直度的控制需较长时间，整体工效略低于静压法，但由于其低廉的进出场费用，节省垫层用量，保护成桩以及强劲的嵌岩能力使得其要比静压法更合

8、用于福建段地层。综上所述，福建段管桩施工，我们优先推荐锤击桩机。锤击桩机中有筒式锤击桩机和导杆式锤击桩机。由于导杆式锤击桩机在施打过程中，稳定性差，不如筒式锤击桩机稳定性好，对桩的垂直度控制很好。因此，最佳机型推荐筒式锤击桩机。3. 3.2CFG桩施工CFG桩的重要优势是价格经济。根据试验段施工状况，施工图设计中将全线CEG桩充盈系数调整到1.31.4,全线施工时若能处理碎石及粉煤灰来源问题，可深入减少工程成本。振动沉管与长螺旋施工：长螺旋施工的重要长处是施工迅速（试验段一台设备每昼夜的施工进度可达IOOOm）,对相邻桩体的影响很小，穿透夹层能力较强，无需预制桩尖；重要缺陷是排土量大（长螺纹可

9、不排土），并且由于泵送混凝土的塌落度大（1822cm）,若地层强度太低，围压太小，在超长CFG桩施工时会出现“塌孔”（桩体扩径及忽然下坐）的现象，需补方处理。若地层地下水发育（如风化层及粗砂、圆砾土层），则桩体质量会受到一定影响。振动沉管机械简朴，但振动头对已打桩体的影响较大，出现浅层断桩的概率也较大，重要应处理的间题是施工次序及时间间隔问题。试验段成功的经验是由内向外隔排施打，补打间隔时间间隔问题。试验段成功的经验是由内向外隔排施打，补打间隔时间不少于7天。综上比选，并综合温福铁路沿海深厚层软土特点，推荐采用振动沉管桩机施工CFG桩，长螺旋钻机可在振动沉管无法穿过的硬夹层地段使用。2.4 工

10、作垫层的优化由于软土地段硬壳层较薄（许多工点处在水田地段无硬壳层），地基土强度较低，为了满足施工机械走行安全的需求以及在静压桩机等大型机具进行施工的过程中，对已成桩的质量保护，需铺设一定厚度的工作垫层。根据软土地区地层特点及试验段施工状况，推荐如下图所示的工作垫层形式：垫层总厚度0.51Om,底层采用粒径稍大的块石（粒径不适宜35cm）,厚0.30.4m,满足一定的承载力规定并加强桩间土强度；中间层采用碎石垫层作为过渡层，厚0.2m,材质与褥垫层相似，桩帽施工中可以加以运用；顶层采用黄沙。长处有三，价格经济、以便机械行走及管桩的吊运、桩帽施工开挖比较轻易。由于黄沙不利于“走管式”CFG桩机的行

11、走，加上CFG桩机自重较轻，在CFG桩处理段可取消黄沙层，采用二元构造，厚度也可减小至O.40.5mO图1工作垫层示意图2.5 分区与编号为使软基加固施工均衡有序进行，首先应对软基加固区域根据不一样桩型、地质、桩长、桥涵构筑物和桩机数量等状况进行分区。并对每一根桩进行编号、以便施工过程的统一管理。2.6 检查措施与验收原则根据连江软基试验段的施工状况，对CFG桩及褥垫层验收原则进行了有益的I探讨，结合客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行原则（铁建设2023160号），福建段工程暂行验收原则确定如下：表1温福线（福建段）CFG桩暂行验收原则项目序号检查项目容许偏差或容许值检查措施1原材料满足设计

12、规定查出厂合格证或抽检主控项目2桩身强度满足设计规定（C15）28d试块强度3单桩承载力满足设计规定静载试验1桩体有效直径不不不小于设计值钢尺测量直径或周长2桩身完整性川类桩比例25%小应变股项目3桩位（纵横向）偏差50mm钢尺测员4桩垂直度1%经纬仪测量5桩长满足设计规定钢尺测量管长表2温福线（福建段）褥垫层暂行验收原则项目序号检杳项Ii容许偏差或容许值检查措施1原材料满足设计规定查出厂合格证或抽检主控项目2樨垫层厚度5cm钢尺测量3格栅抗拉强度满足设计规定出厂检杳或抽检一般项目1碎石粒径3cm钢尺测量3出尔门拉拄0.9设计值钢尺测量横纵向搭接4枚即珏他表满足设计规定钢尺测量管长格册延伸率2

13、虚铺系数0.9钢尺测量3预应力管桩施工工艺3.1 工作垫层工作垫层是在待加固的软基上铺设的一层渗水性材料，作为软基加固施工机械的作业平台。工作垫层H勺厚度应视软基加固桩型及其施工机械类型而定，工作垫层的材料宜采用C组以上填料，但其粒径不适宜太大，以免在沉桩过程中发生挤压偏桩或引起管桩断裂。预应力管桩的工作垫层最佳能在表层上铺设约3050cm厚口勺中粗砂，以便管桩堆放和吊装，同步也缓冲了因施工机械走行而导致已打的管桩断裂。整个工作垫层在施工后完应大体整平并设置标高观测桩，工作垫层的!四面还应设置排水沟。3.2 试桩在软基加固全面展开施工前，应根据地质状况，施工机械确定二到三个不一样的施工方案进行

14、试桩。在试桩方案中，静压桩机应包括机重、配重、终压原则等工艺参数；锤击桩机则应包括锤重，最终三阵贯入度、最终一米锤击数和总锤击数等施工参数。试桩应在设计指定的里程上施工，并认真做好施工记录，包括地质土层变化状况、混凝土充盈系数、挤土效应的桩顶位移和标高变化等数据。预应力管桩在15天后方可对已施打的试桩进行小应变和静载试验，以验证不一样工艺参数施工的成桩效果。通过试桩最终应总结出一套适合当地地质条件的合理施工参数和确定合适的终孔条件，以指导下一步施工。3.3 桩顶标高确实定桩顶标高即管桩桩帽顶面标高应在一种区段或若干个区段的管桩所有施工完毕后根据既有工作垫层的平均标高、桥涵等构筑物重新分批确定，

15、同一批管桩的桩顶标高应一致，不适宜形成横坡或纵坡。3.4 预应力管桩预应力管桩采用购置厂制成品桩。预应力管桩的规格、质量必须符合设计规定，并有出厂合格证，现场按规定进行验收。验收原则见下表:表3预应力管桩的外观质量表项目优等品产品质量等级等品合格品不允许局部粘皮和麻面合计面积不不小于桩局部粘皮和麻面合计面积不不小于桩身总外表粘皮和麻面身总计面积的0.2%,每处粘皮和麻观的深度不得不小于5mm,且应修补面枳的0.5%；每处粘皮和麻面的深度不得不小于IOim,且应修补。桩身合漏浆不允许漏浆深度不不小于5,每处漏浆长度不不小于IOO1,合计长度不不小于管桩长度的5%,且应修补。漏浆深度不不小于IOImu每处漏浆长度不不小于300mm,合计长度不不小于管桩长度的10%,或对漏浆的搭接长度不不小于100mm,且应修补。局部磁损不允许磕损深度不不小于5mm,每处面积不不小于20cm,且应修补。崩损深度不不小于IOMb每处面枳不不小于50cm,且应修补。内外表面露筋不