CFG桩替代水泥搅拌桩在广珠货运铁路软基处理中的应用

王 喜

(中铁十二局集团第二工程有限公司，山西太原 030032)

1 工程概况

广珠铁路货运铁路由广州枢纽江村编组站牵出，经佛山、江门至珠海高栏港，正线全长187 km，沿线处于冲积平原区，主要为菜地、苗圃、鱼塘，局部为居民或厂房等，地表水稍发育，地质条件复杂。

广珠铁路Ⅱ标起讫里程为DK16+500—DK60+900，全长为44.4 km，其中 DK28+080.00—DK28+320.47段软土路基处于鱼塘地段。原设计软基处理采用水泥搅拌桩加固，搅拌桩桩径0.5 m，正三角形布置，桩间距1.0～1.2 m，桩长4～18 m，水泥搅拌桩无侧限抗压强度不小于1.2 MPa，单桩极限承载力不小于156 kN。成桩试验结果表明水泥搅拌桩不能满足设计要求，后采用CFG桩，成桩试验检测结果表明，CFG桩桩身无侧限抗压强度和单桩承载力均能满足设计规范要求。

2 水泥搅拌桩和CFG桩成桩试验

2.1 水泥搅拌桩成桩及检测

对DK28+080.00—DK28+320.47段软土路基进行了水泥搅拌桩现场试桩试验，水泥搅拌桩的水泥用量、施工工艺和施工参数为:水泥采用英德龙山水泥有限公司海螺牌P.C32.5水泥，掺量为52 kg/m。施工工艺为两喷四搅，注浆压力为0.4～0.6 MPa，钻进速度为0.7～1.1 m/min;提升速度为0.6～1.2 m/min;浆液水灰比为0.55(不大于0.60)。水泥搅拌桩试桩达到龄期后，单桩承载力、无侧限抗压强度检测结果见表1和表2。

表1 水泥搅拌桩单桩承载力检测结果

表2 水泥搅拌桩无侧限抗压强度检测结果

水泥搅拌桩单桩承载力检测结果显示，DK28+089.3处9#-8号桩和DK28+109.1处28#-12号桩单桩竖向极限承载力小于设计值156 kN，且沉降量较大。水泥搅拌桩无侧限抗压强度检测结果显示，在被检测的2根水泥搅拌桩中，水泥土芯样不均匀，夹泥严重;通过对芯样的上、中、下3块进行无侧限抗压试验，各个试块的无侧限抗压值均小于设计值1.2 MPa，水泥搅拌桩抽芯芯样见图1和图2。因此，水泥搅拌桩成桩的桩体连续性、均匀性均较差，且桩身无侧限抗压强度和单桩承载力均不能满足设计要求，该段路基不适于采用水泥搅拌桩进行软土处理。

图1 DK28+089.3处9#-8号水泥搅拌桩

图2 DK28+109.1处28#-12号水泥搅拌桩

2.2 水泥搅拌桩承载力不足原因分析

根据DK28+080.00—DK28+320.47段钻探地质情况和试验结果显示，地基软土层为粉质黏土，且塑性指数偏大，黏性强，水泥搅拌桩桩机钻头搅不开，有效进浆量不足，搅拌不均，大量浆液溢出地表，成桩效果差，见图3和图4。

图3 水泥搅拌桩施工过程中黏土包裹桩机钻头情况

图4 水泥搅拌桩施工过程中水泥浆溢出情况

2.3 CFG桩替代水泥搅拌桩施工

经过对水泥搅拌桩试桩不能满足设计要求的原因分析，决定用CFG桩替代水泥搅拌桩，并进行CFG桩试桩。

2.3.1 施工工艺

施工用水泥为海螺牌P．C32.5袋装水泥，碎石用官窑石场的碎石;砂使用官窑砂场的中砂;粉煤灰用黄埔电厂的Ⅱ级粉煤灰。

CFG试桩的配合比为水泥∶细骨料∶粗骨料∶水∶粉煤灰 =1∶3.17∶4.75∶0.83∶0.25。每立方混凝土用料量为:水泥240 kg;细骨料760 kg;粗骨料1 140 kg;水200 kg;粉煤灰60 kg。

1)就位。桩机按设计桩位就位。

2)沉管。沉管先开主动卷扬机，离合沉桩钢索卷筒，脱离加压钢索卷筒的离合器，进行静压沉管，当静压沉管压力不够时(此时表现出桩架前部被提起)启动振动锤，边振动边加压沉管，直至达到设计要求的深度为止，停止振动和卷扬机。

3)混合料搅拌及灌注。用强制式搅拌机拌合水泥、粉煤灰、碎石混合料，检查其坍落度，坍落度控制在100～160 mm，拌合时间不得少于1.0 min。

4)拔管。沉管至设计深度后，灌入混凝土直至加满整个料斗，开始振动锤振动，留振5～10 s使混凝土振实后，再加混凝土到进料斗平，然后边振边拔，每拔1 m左右，停止振动10 s左右，使拔桩速度控制在0.8 m/min至1.2 m/min的范围内，保证混凝土的密实度。一般情况下，一次灌入的混凝土量是不够的，要根据桩的长度进行二、三次灌混凝土，拔管到一定高度时，在空中边拔管边灌入足够的混凝土，必须注意二次灌注混凝土时，管内至少要保留1.5 m的高度。另外，为了保证桩的顶部混凝土质量，要求灌注成功的桩顶面高程比设计高程高出50 cm。

5)桩机移位。桩机移至下一桩位，重复进行上述步骤的施工。

6)施工流程如图5所示。

图5 CFG桩振动沉管灌注施工流程

2.3.2 CFG桩试桩质量检测

CFG桩试桩达到龄期后，对DK28+099.5处15#-10号桩和DK28+113.8处26#-13号桩进行单桩承载力和抽芯检测，单桩承载力、无侧限抗压强度检测结果见表3和表4。

表3 CFG桩单桩承载力检测结果

表4 CFG桩无侧限抗压强度检测结果

CFG桩单桩承载力检测结果显示，DK28+099.5处15#-10和DK28+113.8处26#-13号桩单桩竖向极限承载力大于设计值934 kN，且沉降量较小，满足设计要求。

CFG桩无侧限抗压强度检测结果显示，DK28+099.5处编号为15#-10和DK28+113.8处编号为26#-13的CFG桩抽芯、无侧限抗压强度试验结果为:在被检测的2根CFG桩中，芯样均匀、完整，桩身连续;通过对芯样的上、中、下3块进行无侧限抗压试验，各个试块的无侧限抗压值均大于设计值7.2 MPa，抽芯芯样见图6和图7。

根据CFG桩检测结果，芯样均匀、完整，桩身连续;且桩身无侧限抗压强度和单桩承载力均能满足设计规范要求，其施工工艺、参数可用于对 DK28+080.00—DK28+320.47段软土路基的施工处理。

3 结语

软土路基处理之前一定要进行地质钻探，而且钻探的孔数要达到一定的频率和数量，针对不同的地质条件采取不同的软基处理措施。软土路基确定了加固处理措施后，一定要按规范要求进行工艺性试桩，试桩经过检测合格后才能进行大面积施工。

图6 DK28+099.5处编号为15#-10号CFG桩

图7 DK28+113.8处编号为26#-13号CFG桩

广珠铁路货运铁路软基处理通过试桩，采用CFG桩替代水泥搅拌桩，成功地对本段软土路基进行了加固，为后续的施工赢得了时间。

［1］中华人民共和国铁道部．TB10414—2003 J285—2004 铁路路基工程施工质量验收标准［S］．北京:人民铁道出版社，2004．

［2］中华人民共和国铁道部．TB10218—2008 J808—2008 铁路工程基桩检测技术规程［S］．北京:人民铁道出版社，2008．

［3］王树栋，娄国充．水泥搅拌桩在天津沿海软基加固中的应用［J］．铁道建筑，2008(10):88-89．

［4］庞拓．CFG桩基在武广铁路客运专线软基处理中的应用［J］．铁道建筑，2008(8):84-85．