1、溫福鐵路(福建段)軟土路基試驗段預應力管樁及CFG樁施工總結萬勤(中鐵十一局集團第四工程有限公司，武漢 430074) 摘要：以溫福鐵路(福建段)軟土路基試驗段預應力管樁和CFG樁施工的實施情況為例，來系統闡述和比較預應力管樁和CFG樁加固處理軟基的施工工法。關鍵詞：溫福鐵路；軟土路基；預應力管樁；CFG樁；施工工藝；工法比選 中文分類號：TU41 前言溫福鐵路軟土廣泛分布,且普遍具有厚度大,指標差的特點,設計文件中對深厚軟土的處理大多采用預應力管樁及水泥粉煤灰碎石(CFG)樁進行加固,并采用了“樁網”結構的加固模式。鑒于樁（管樁、CFG樁）網結構在我國鐵路軟土路基地基加固工程中尚無成熟的施工

2、工藝并缺乏試驗研究數據，因些開展了現場軟土地基處理試驗研究。課題組在試驗段完工之際進行了階段性施工成果總結。2 福建段地層特點及對施工的影響溫福線福建段地層多為全新統海陸交互相地層，其軟土層屬典型的海積灘涂溺谷相沉積淤泥，其平均含水量達到75以上，壓縮性之高，強度之低為全國罕見。軟土層內多黏土、粗砂等透鏡體夾層且厚度分部不均，變化較大。下臥地層為燕山期凝灰巖、花崗巖，地層橫縱向起伏，風化層厚度變化極大，軟硬突變，給施工帶來較大困難。2.1 軟硬突變地層對樁長的影響在CFG樁及高強度預應力型（PHC）管樁的施工中不同程度存在現場地層與工勘報告不相符的情況，有時甚至出現相鄰2.5m的管樁長與設計相

3、差5m以上。造成偏差結果的原因主要是下臥風化層厚度變化太大，同一地層物理力學指標差異較大。試驗段下臥層為凝灰巖及花崗巖的全風化層（W4），厚度變化范圍從215m，且分布極不均勻。解決該問題的一個有效途徑是加強施工中的過程控制，根據已打樁的情況，及時修正樁長及其他工藝參數，而且在CFG樁的機具配置上對樁長選配一定得留有余地，否則會出現“打不透”的現象。2.2 軟硬突變地層終孔條件由于持力層軟硬突變，全風化層含水量的不同，其力學性能也呈現出較大差異，造成樁長差異較大，因此需嚴格控制管樁的終孔條件，否則會造成管樁承載力不夠或樁頭破損率較高的后果。通過現場試樁及工藝試驗確定出：PHC樁的收錘標準（打入

4、樁）為最后1m擊錘數250擊及最后3陣10擊20mm的雙控標準，終止壓力（靜壓樁）180mA時可視為進入持力層標志，進入持力層2m可終孔。以上情況均為黏土層厚度大于56m的情況，若選擇相對更薄的黏土透鏡體作為持力層則進入深度可適當減小，特別應注意樁尖不要穿過透鏡體落在下臥軟層上，而且宜留有3m以上厚度。2.3 樁型的合理選擇連江試驗段對CFG樁及PHC管樁分別采用了兩種施工方法：CFG樁采用的是振動沉管法與螺旋排土法；管樁施工采取的是靜壓法及錘擊法。總體上來說兩種樁型四種工法的樁基施工均取得了成功，能夠達到設計承載力及變形要求，根據地層情況及現場施工情況的不同，幾種樁型與工法各有優缺點。2.3

5、.1 管樁施工與CFG樁相比其主要優點是施工快速，單樁承載力大，質量較易保證；缺點是造價較高，施工樁長不易與地層變化相協調，導致截樁浪費較多，全線大面積施工時可考慮批量定制不同長度樁型，盡量減少截樁長度。靜壓施工與打入法施工：靜壓法施工無噪音、油煙污染，施工快速，樁垂直度容易控制，適用于城區使用；但靜壓機自重大，運輸成本高，對地基強度要求也高，由于溫福鐵路深厚層軟土的承載力極差=3540Kpa，靜壓樁機自重加配重，總重大于300t，施工墊層厚度需要1m以上，增大投資同時產生超送樁，墊層還要清除，大大降低了靜壓樁機的工作；效率，而錘機樁機自重不足30t，總重不足靜壓樁機的1/10。工作墊層厚度4

6、050cm左右就可以。靜壓樁機自重太大，相當笨重，對原狀土的擾動較大，施工路堤的邊角地帶時需加寬碎石墊層的寬度，進出場地時對道路要求較高。而錘擊樁機自重輕，移動方便，對原狀土幾乎沒有什么擾動，邊角地帶施工方便。由于自重輕，進出場運輸都很方便。若墊層較薄時，靜壓樁機將會下陷，同時擠壓成樁，造成成樁的損壞，給成樁保護造成很大的威脅。而且與打入樁相比樁尖進入持力層厚度較淺，間距較小時存在“浮樁”現象，不利于樁體的橫向穩定。遇到持力層起伏較大時，截樁情況是避免不了的。靜壓樁機只有等待截樁處理之后才能移動，因此影響工作的效率。錘擊樁機則不存在這個問題，移動、沉樁、截樁互不影響。打入法由于沒有抱樁及液壓調

7、平裝置，垂直度的控制需較長時間，整體工效略低于靜壓法，但由于其低廉的進出場費用，節約墊層用量，保護成樁以及強勁的嵌巖能力使得其要比靜壓法更適用于福建段地層。綜上所述，福建段管樁施工，我們優先推薦錘擊樁機。錘擊樁機中有筒式錘擊樁機和導桿式錘擊樁機。由于導桿式錘擊樁機在施打過程中，穩定性差，不如筒式錘擊樁機穩定性好，對樁的垂直度控制較好。所以，最佳機型推薦筒式錘擊樁機。2.3.2 CFG樁施工CFG樁的主要優勢是價格經濟。根據試驗段施工情況，施工圖設計中將全線CFG樁充盈系數調整到1.31.4，全線施工時若能解決碎石及粉煤灰來源問題，可進一步降低工程成本。振動沉管與長螺旋施工：長螺旋施工的主要優點

8、是施工迅速（試驗段一臺設備每晝夜的施工進度可達1000m），對相鄰樁體的影響很小，穿透夾層能力較強，無需預制樁尖；主要缺點是排土量大（長螺紋可不排土），而且由于泵送混凝土的塌落度大（1822cm），若地層強度太低，圍壓太小，在超長CFG樁施工時會出現“塌孔”（樁體擴徑及突然下坐）的現象，需補方處理。若地層地下水發育（如風化層及粗砂、圓礫土層），則樁體質量會受到一定影響。振動沉管機械簡單，但振動頭對已打樁體的影響較大，出現淺層斷樁的概率也較大，主要應解決的問題是施工次序及時間間隔問題。試驗段成功的經驗是由內向外隔排施打，補打間隔時間間隔問題。試驗段成功的經驗是由內向外隔排施打，補打間隔時間不少于

9、7天。綜上比選，并綜合溫福鐵路沿海深厚層軟土特點，推薦采用振動沉管樁機施工CFG樁，長螺旋鉆機可在振動沉管無法穿過的硬夾層地段使用。2.4 工作墊層的優化由于軟土地段硬殼層較薄（許多工點處于水田地段無硬殼層），地基土強度較低，為了滿足施工機械走行安全的需求以及在靜壓樁機等大型機具進行施工的過程中，對已成樁的質量保護，需鋪設一定厚度的工作墊層。根據軟土地區地層特點及試驗段施工情況，推薦如下圖所示的工作墊層形式：墊層總厚度0.51.0m，底層采用粒徑稍大的塊石（粒徑不宜35cm），厚0.30.4m，滿足一定的承載力要求并加強樁間土強度；中間層采用碎石墊層作為過渡層，厚0.2m，材質與褥墊層相同，樁

10、帽施工中可以加以利用；頂層采用黃沙。優點有三，價格經濟、方便機械行走及管樁的吊運、樁帽施工開挖比較容易。由于黃沙不利于“走管式”CFG樁機的行走，加上CFG樁機自重較輕，在CFG樁處理段可取消黃沙層，采用二元結構，厚度也可減小至0.40.5m。圖1 工作墊層示意圖2.5 分區與編號 為使軟基加固施工均衡有序進行，首先應對軟基加固區域根據不同樁型、地質、樁長、橋涵構筑物和樁機數量等情況進行分區。并對每一根樁進行編號、以便施工過程的統一管理。2.6 檢驗方法與驗收標準根據連江軟基試驗段的施工情況，對CFG樁及褥墊層驗收標準進行了有益的探討，結合客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準 (鐵建設20

11、05160號)，福建段工程暫行驗收標準擬定如下：表1 溫福線（福建段）CFG樁暫行驗收標準項目序號檢查項目允許偏差或允許值檢查方法主控項目1原材料滿足設計要求查出廠合格證或抽檢2樁身強度滿足設計要求（C15）28d試塊強度3單樁承載力滿足設計要求靜載試驗一般項目1樁體有效直徑不小于設計值鋼尺測量直徑或周長2樁身完整性類樁比例25小應變3樁位(縱橫向)偏差50mm鋼尺測量4樁垂直度1經緯儀測量5樁長滿足設計要求鋼尺測量管長表2 溫福線（福建段）褥墊層暫行驗收標準項目序號檢查項目允許偏差或允許值檢查方法主控項目1原材料滿足設計要求查出廠合格證或抽檢2褥墊層厚度5cm鋼尺測量3格柵抗拉強度滿足設計要

12、求出廠檢驗或抽檢一般項目1碎石粒徑3cm鋼尺測量2虛鋪系數0.9設計值鋼尺測量4格柵延伸率滿足設計要求鋼尺測量管長3 預應力管樁施工工藝3.1 工作墊層工作墊層是在待加固的軟基上鋪設的一層滲水性材料，作為軟基加固施工機械的作業平臺。工作墊層的厚度應視軟基加固樁型及其施工機械類型而定，工作墊層的材料宜采用C組以上填料，但其粒徑不宜太大，以免在沉樁過程中發生擠壓偏樁或引起管樁斷裂。預應力管樁的工作墊層最好能在表層上鋪設約3050cm厚的中粗砂，以便管樁堆放和吊裝，同時也緩沖了因施工機械走行而導致已打的管樁斷裂。整個工作墊層在施工后完應大致整平并設置標高觀測樁，工作墊層的四周還應設置排水溝。3.2

13、試樁在軟基加固全面展開施工前，應根據地質情況，施工機械擬定二到三個不同的施工方案進行試樁。在試樁方案中，靜壓樁機應包括機重、配重、終壓標準等工藝參數；鍾擊樁機則應包括錘重，最后三陣貫入度、最后一米錘擊數和總錘擊數等施工參數。試樁應在設計指定的里程上施工，并認真做好施工記錄，包括地質土層變化情況、混凝土充盈系數、擠土效應的樁頂位移和標高變化等數據。預應力管樁在15天后方可對已施打的試樁進行小應變和靜載試驗，以驗證不同工藝參數施工的成樁效果。通過試樁最后應總結出一套適合本地地質條件的合理施工參數和確定合適的終孔條件，以指導下一步施工。3.3 樁頂標高的確定樁頂標高即管樁樁帽頂面標高應在一個區段或若

14、干個區段的管樁全部施工完畢后根據現有工作墊層的平均標高、橋涵等構筑物重新分批確定，同一批管樁的樁頂標高應一致，不宜形成橫坡或縱坡。3.4 預應力管樁預應力管樁采用購買廠制成品樁。預應力管樁的規格、質量必須符合設計要求，并有出廠合格證，現場按要求進行驗收。驗收標準見下表：表3 預應力管樁的外觀質量表項目產品質量等級優等品一等品合格品粘皮和麻面不 允 許局部粘皮和麻面累計面積不大于樁身總計面積的0.2，每處粘皮和麻觀的深度不得大于5mm，且應修補局部粘皮和麻面累計面積不大于樁身總外表面積的0.5；每處粘皮和麻面的深度不得大于10mm，且應修補。樁身合縫漏漿不 允 許漏漿深度不大于5mm，每處漏漿長

15、度不大于100mm，累計長度不大于管樁長度的5，且應修補。漏漿深度不大于10mm。每處漏漿長度不大于300 mm，累計長度不大于管樁長度的10，或對漏漿的搭接長度不大于100mm，且應修補。局部磕損不 允 許磕損深度不大于5 mm，每處面積不大于20cm，且應修補。磕損深度不大于10mm，每處面積不大于50cm，且應修補。內外表面露筋不允許表面裂縫不得出現環向或縱向裂縫，但龜裂、水紋及浮漿層裂紋不在此限端頂面平整度管樁端面混凝土和預應力管樁的尺寸允許偏差及檢查方法應符合表4的規定。預應力鋼筋鐓頭不得高出端板平面。斷筋、脫頭不允許樁套箍凹陷不允 許凹陷深度不大于5mm凹陷深度不大于10mm內表面

16、 砼坍落不允許接頭及樁套箍與樁身結合面漏漿不允 許漏漿深度不大于5mm，漏漿長度不大于周長的1/8，且應修補漏漿深度不大于5mm，漏漿長度不大于周長的1/4，且應修補。空洞蜂窩不允許表4 預應力管樁的尺寸允許偏差及檢查方法項目允許偏差值質檢工具及量度方法優等品一等品合格品長度L0.3L+0.5L/0.4L+0.7L/0.5L采用鋼卷尺端部傾斜0.3D0.4D0.5D用鋼尺量頂面平整度10將直角靠尺的一邊緊靠樁身，另一邊端板緊靠，測其最大間隙。外 徑 D600+2/ -2+4/-2+5/-4用卡尺或鋼尺在同一斷面測定相互垂直的兩直徑，取其平均值600+3/-2+3/-2+7/-4壁厚t+10/0

17、+15/0正偏差不計/0用鋼卷尺在同一斷面相互垂直的兩直徑測定四處壁厚，取其平均值保護層厚度+5/0+7/+3+10/+5用鋼尺，在管樁斷面處測量樁身彎曲度L/500L/1200L/1000將拉線緊靠樁的兩端部，用鋼卷尺測其彎曲處最大距離斷頭 板外側平面度0/2用鋼卷尺或鋼直尺外徑0/-1內徑-2厚度正偏差值不限/03.5 預應力管樁的堆放管樁的堆放根據樁的規格，長度和使用先后及遠近進行堆放；堆放場地選擇在平整堅實的地方，使樁堆放后不會產生過大的沉陷。堆放時，管樁下方應設置兩道墊木，支承點的位置就在兩點吊的吊點位置處。當重疊堆放時，各層均要設置墊木，并保證各層墊木上下對齊；同層的兩道墊木頂面保

18、持在同一水平面上；堆放層數不應超過三層；墊木選用耐壓的木枋。3.6 預應力管樁的起吊預應力管樁的起吊方法有兩點及四點捆綁法。見下圖：圖2 管樁吊點位置圖圖3 管樁施打吊立吊點圖3.7 預應力管樁的配樁首先根據設計樁基深度匹配長度進行施工組合，下一根樁還應結合鄰樁實際施打長度調整配樁。一般長度大于等于24m不超過3節樁組合，樁基深度小于24m不超過2節樁組合，施工時按照“長樁管在下，短樁管在上”的順序進行施工。配樁后管樁總長度宜大不宜小，必須確保送樁后的樁頂標高與樁帽底部標高相差不大于1.5m，以便于補樁接長。3.8 接樁與焊接當管樁需要接長時，接頭個數不宜超過3個。管樁連接采用焊接接樁，其入土

19、部分樁段的樁頭宜高出地面0.5m1.0m。下節樁的樁頭處宜設導向箍以方便上節樁就位，接樁時上下節樁應保持順直，中心偏差不宜大于2mm，節點彎曲矢高不得大于1樁長。管樁對接前，上下端板表面應用鋼絲刷清理干凈，坡口處露出金屬光澤，對接后，若上下樁接觸面不密實，可用不超過5mm的鋼片嵌填，達到飽滿為止，并點焊牢固。焊接時宜三個電焊工在成120度角的方向同時施焊，先在坡口圓周上對稱點焊46點，待上下樁固定后再拆除導向箍再分層施焊，每層焊接厚度應均勻。焊接層數不得少于三層，采用普通交流焊機的手工焊接時必須用J53.2mm電焊條打底，確保根部焊透，第二層方可用粗電焊條4mm5mm施焊；采用自動或半自動二氧

20、化碳保護焊機的應按相應規定分層連續完成。焊接時必須將內層焊渣清理干凈后再焊外一層，坡口槽的電焊必須滿焊，電焊厚度宜高出坡口1mm，焊接必須每層檢查，焊縫應飽滿連續，不得有夾渣，氣孔等缺陷。焊接完成后，需自然冷卻時間保護焊不少于1 mim、普通焊不少于8mim后才可繼續沉樁，嚴禁用水冷卻或焊好即打。焊接接樁應按隱蔽工程做好施工記錄。3.9 樁尖為確保管樁進入持力層深度大于樁徑的1.5倍，有效預防浮樁，沉樁前應按設計要求把鋼樁尖焊在第一節管樁的下端板上，嚴禁使用不合格樁尖。3.10 接樁補長當送樁后的樁頂標高低于樁帽底部標高時，在施工樁帽前必須對該樁進行接樁補長。接樁補長大于50cm小于100cm

21、時，可利用截樁后帶有端頭板、沒有裂縫的管節實施焊接補長，焊接應滿足要求。接樁補長小于50cm或大于100cm小于150cm時，應進行補長。在接樁補長大于150cm時，為避免深度開挖引起周邊管樁斷裂，應編制補長方案報設計、監理同意后方可實施，必要時應采取補樁處理。3.11 截樁管樁施打在滿足停錘條件或終壓標準后仍有一大截管樁外露空中時，應對該節實施截樁。截樁采用專用切割機，邊切割邊澆水。嚴禁在管樁沒有完全切斷時采用大錘敲斷或樁機別斷。截樁后應及時在樁頂上回蓋袋裝中砂或袋裝碎石以避免管樁內孔被土掩堵。3.12 送樁首先按設計樁長接樁完成并正常施打后，再根據設計及試樁時確定的各項指標來控制是否采取送

22、樁。送樁前先在送樁器上以m為單位按從下至上的順序標明長度，并采用單點吊法將送樁器喂入樁帽。在管樁頂部放置樁墊，厚薄均勻，將送樁器下套在樁頂上，采用儀器調正樁錘、送樁器和樁三者的軸線在同一直線上。送樁在滿足停錘條件或終壓標準后同樣應及時在樁頂上回蓋袋裝中砂或袋裝碎石以避免管樁內孔被土掩堵。3.13 預應力管樁暫行驗收標準(1)樁位：實際樁位與設計樁位的偏差不得大于0.4d（d為管樁直徑）；(2)小應變檢測：管樁小應變檢測數量按管樁總數量的10計算，小應變結果需全部在類樁和類樁以上；(3)靜載：管樁靜載檢測數量按管樁總數量的0.5計算，單樁承載力不得小于設計值。3.15 靜壓法施工靜力壓樁是利用液

23、壓原理由高壓油泵產生的高壓油通過油缸把樁柱推入地下。這種樁方法完全避免了錘擊打樁所產生的振動、噪音和污染，因此施工時具有無噪音、無振動和無污染，稱為環保型打樁機。由于它對地基及鄰近原有建筑物的振動影響很小，樁的施工應力也較小，因此它被廣泛用于軟土地基的沉樁工程。3.15.1 設備進場檢測靜壓樁機進場后，設備工程師要進行全面的檢查，特別是樁機的油壓系統是否正常，壓力表讀數與實際施壓噸位的對應關系是否正確（即有效荷載油壓率定關系測試報告是否過期），在檢測合格后報監理審批方可投入施工。3.15.2 靜力壓樁施工工藝流程圖測量放線樁機就位起吊管樁穩 樁壓 樁接 樁預制管樁檢驗送 樁檢查驗收試 樁轉移樁

24、機圖4 靜力壓樁施工工藝流程圖3.15.3 施工過程控制 (1)為防止樁身斷裂、樁頂壓裂、樁頂位移、樁身傾斜等問題，在樁的堆放、運輸、起吊時嚴格檢查樁身的外觀質量，防止使用斷樁。 (2)靜壓樁機應水平、穩定，樁尖與樁身保持在同一軸線上。 (3)將管樁吊起，喂入樁機內，然后對準樁位，將樁插入土中約1.0m至1.5m，校正樁身垂直度后，開始沉樁。如果樁在剛入土過程中碰到地下障礙物，發生樁位偏差超出允許偏差范圍時，必須及時將樁拔出進行重新插樁施工，如樁入土較深而碰到地下障礙物，造成樁位偏移或垂直度偏差，樁已無法拔出的情況下，及時通知有關單位，協商處理發生情況，以便施工順利進行。 (4)沉樁時，用兩臺

25、經緯儀交叉檢查樁身垂直度，邊校正樁身垂直度邊往下沉樁，以保證樁身的垂直，避免由于樁身傾斜產生管樁損壞。待第一節樁入土一定深度且樁身穩定后再按正常沉樁速度進行，第一節樁端距地面1.0m左右停止沉樁。吊上第二節樁，接樁前先將上下段樁頂用鋼絲刷清現干凈，加上定位板，然后把第二節樁吊放在下端樁端板上，依靠定位板及兩臺經緯儀將上、下樁段接直，上、下樁段的中心線偏差不大于5mm，節點彎曲矢高不得大于樁段的0.1。接頭處如空隙，采用楔形鐵片全部填實焊牢，拼接處坡口槽電焊分三次對稱焊接，焊縫連續飽滿（滿足二級焊縫），焊后清險焊渣，檢查焊縫飽滿程度，自檢合格后，再請監理工程師復核，經監理工程師同意方可繼續沉樁，

26、待樁沉入到距地面1.0m左右時，停止沉樁，吊上第三節樁，采用同樣工藝將上下段樁焊接完畢后，繼續沉樁至樁身設計標高。(5)壓樁時注意壓力表變化并記錄。(6)在樁身上畫出以m為單位的長度標記，以便觀察樁的入土深度。3.15.4 終壓標準根據試樁確定的終壓噸位，在樁底達到設計高程后應進行復壓，復壓次數不宜小于3次，持荷時間視試樁結果而定。3.16 錘擊法施工錘擊打樁機的樁架由支架、柔向桿、起吊設備、動力設備、移動裝置組成，樁架有鋼制成，選擇樁架高度應按樁長+滑輪組高+樁錘高度+起移位高度的總和另加0.51m的富余量。樁架必須具有足夠的承載力、剛度和穩定性，并應與所掛樁錘相匹配。 設備進場檢測錘擊打樁

27、機進場后，設備工程師要進行全面的檢查，在檢測合格后報監理審批方可投入施工。3.16.2 錘擊打樁施工工藝流程圖測量樁位樁機就位第一節樁就位，中間調直打樁打樁至設計持力層和貫入度中間檢查驗收移至下一樁位第n節樁起吊，對樁調直 接樁圖5 錘擊打樁施工工藝流程圖3.16.3 施工過程控制(1)為防止樁身斷裂、樁頂壓裂、樁頂位移、樁身傾斜等問題，在樁的堆放、運輸、起吊時嚴格檢查樁身的外觀質量，防止使用斷樁。(2)沉樁過程中，樁錘、樁帽和樁身中心線應重合。(3)打樁時樁帽與樁頭之間應設置彈性襯墊。襯墊厚度應均勻且經錘擊壓實后的厚度不宜小于120mm，打樁期間要經常檢查、及時更換或補充。(4)在樁帽側壁用

28、筆標示尺寸，以cm為單位，高度宜為試樁標準制定最后每陣貫入度的45倍。將經緯儀架設在不受打樁振動影響的位置上對管樁貫入度進行測量。(5)嚴格控制樁身垂直度，確保樁傾斜率小于0.5，同時焊縫質量應滿足有關規定。(6)每根樁總錘擊數不宜超過管樁產品說明書或設計要求。(7)打樁過程中遇下列問題之一應暫停打樁，并及時會同有關單位解決。 1）貫入度突變； 2）樁頭混凝土剝落、破碎、樁身出現裂縫； 3）樁身突然傾斜，跑位； 4）地面明顯隆起，鄰樁上浮或位移過大； 5）總錘擊數超過2000； 6）樁身回彈曲線不規則。3.16.4 停錘條件根據設計及試樁確定的停錘控制標準如樁端持力層、最后三陣十擊貫入度和最后

29、1m沉樁錘擊數為主要控制指標來確定可否成樁。在滿足停錘條件后做好記錄，及時會同監理做好中間驗收工作。3.17 預應力管樁成樁工法比選表5 預應力管樁成樁工法比選表序號比較項目靜力壓樁機錘擊打樁機1場地要求較高較低2環保噪音很小噪音較大3施打進度500-600m/晝夜400-500m/晝夜4垂直控制較為容易較難5進入持力層深度較小較大6施工成本較高較低7墊層厚度較厚較薄4 CFG樁施工工藝4.1 工作墊層從溫福鐵路試驗段的施工情況看，CFG樁采用長螺旋鉆孔取土、管內泵壓混合料樁機施工后的工作墊層沉降約為0.6m，而采用振動沉管樁機施工（樁距：路肩范圍內1.61.6m，邊坡范圍內1.81.8m）的

30、則造成了工作墊層成三角拱隆起，拱高約0.5m。工作墊層的材料宜采用C組以上填料，但其粒徑不宜大于30cm，以免在沉樁過程中發生擠壓偏樁或引起樁管斷裂。4.2 試樁在軟基加固全面展開施工前，應根據地質情況，不同施工機械擬定兩到三個不同的施工方案進行試樁。CFG樁試樁方案中，振動沉管樁機應包括樁機配重、提管速度、施打順序、保護樁長、混凝土坍落度等施工參數；長螺旋樁機應包括終孔電流、拔管速度、混凝土泵送壓力以及混凝土坍落度等。試樁方案應在報批監理后在設計指定的里程上施工，并認真做好施工記錄，包括地質土層變化情況、混凝土充盈系數、擠土效應的樁頂位移和標高變化等數據。CFG樁在28天后方可對已施打的試樁

31、進行小應變和靜載試驗，以驗證不同工藝參數施工的成樁效果。CFG樁必要時可進行淺層開挖，測量頂部縮徑情況和浮漿厚度，在對小應變測量有疑議時可進行取芯以進一步驗證。通過試樁最后應總結出一套適合本地質的合理施工參數和確定終孔條件以指導下一步的全面鋪開施工。4.3 橋涵構筑物結合部軟基施工為避免橋涵基礎施工擾動造成橋涵兩側已施打樁體的傾斜與破壞，在施工順序上應先安排橋涵基礎的施工，待其承臺竣工后方可進行橋涵兩側加固樁的施打。同樣為避免地面隆起引起橋涵基礎的破壞，橋涵側的加固樁應從橋涵向遠處推進施工。4.4 樁頂標高的確定樁頂標高即CFG樁擴大樁頭頂面標高應在一個區段或若干個區段的CFG樁全部施工完畢后

32、根據現有工作墊層的平均標高、橋涵等構筑物重新分批確定，同一批CFG樁的樁頂標高應一致，不宜形成橫坡或縱坡。4.5 振動沉管樁機施工CFG樁4.5.1 樁尖的預制與埋設由于樁尖外形特殊，一般采用鋼模結合地模進行預制。樁尖的錐體部分埋入地模，柱體部分外露采用鋼模，以便樁尖脫膜時地模免受破壞。為提高樁尖預制進度，一般要在樁尖混凝土內摻入早強劑。當樁尖達到設計強度后，方可采取小型挖掘機配合人工按技術放樣位置進行埋設。樁尖應埋入地表下300mm左右，平面位置偏差控制在50mm之內。4.5.2 樁機的配管長度由于溫福鐵路軟基縱橫起伏變化較大，持力層深度在2.5m范圍內相差可達5.0m，所以樁機的機架高度和

33、沉管的有效長度在配置時應比設計樁長高出6.08.0m。4.5.3 樁機有效荷載的標定為確保試樁一次成功，樁底進入持力層長度滿足設計要求，在試樁前應對已配重樁機沉管處的抬架支撐力反力進行計算和標定，以確保樁機進入持力層抬架時沉管處的支撐反力不小于單樁設計承載力的2倍。4.5.4 混凝土的材料及配合比（1）水泥采用強度等級32.5級的普通硅酸鹽水泥，水泥進場時應有出廠合格證并有現場見證抽驗報告；（2）粉煤灰一般采用細度不大于25的級或級以上的粉煤灰，粉煤灰進場時同樣要求必須有合格證并有現場見證試驗報告。粉煤灰具有一定的抗腐蝕能力；（3）碎石粒徑采用2040mm級配，其含泥量不大于3且符合國家現行標

34、準。普通混凝土用碎石或卵石質量標準檢驗方法JGJ53的規定；（4）石屑一般采用粒徑2.520mm含泥量不大于5，細模度符合中砂要求。當石屑缺少時，可采用中砂或粗砂代替石屑；（5）為控制成樁后樁頂浮漿厚度不超過200mm，混凝土的坍落度應控制在6080mm之內。混合料應嚴格計量，強制攪拌，每盤混合料的攪拌時間不得小于1min。4.5.5 保護樁長保護樁長是指成樁時預先設定加長的一段樁長（一般取5070mm），擴大樁頭施工時將其剔掉，以確保頂部樁體質量。4.5.6 成樁工藝流程圖鋪設工作墊層分區與編號測量放線并復核樁尖預制與埋設混合料攪拌樁機樁位對中沉管至設計標高場地布置，按裝樁機等設備原材料進場

35、、檢驗試樁確定工藝參數和終孔條件確認施工順序邊拔管邊投混合料灌注混合料至預定標高檢查移至下一根樁圖6 振動沉管CFG樁成樁工藝流程圖4.5.7 施工過程控制（1）樁機就位須保持水平、穩固，調整沉管與地面垂直確保垂直偏差不大于1%。（2）待沉管至設計標高并抬架時應開動馬達，原地留振時間不少于10s。（3）終孔后須盡快用料斗進行空中投料，直到管內混合料面與鋼管料口平齊，如上料量不夠，須在拔管過程中補充投料，以保證成樁樁頂高滿足設計要求。（4）拔管時速度一般控制在0.8m1.0m/min,邊振動邊拔管，在拔管過程中不允許反插。（5）打樁時應從路基中間向四周推進施工。（6）由于設計滿堂布樁且間距較小，

36、一般采用連打跳排的施打工序。但施工新樁時與已打鄰樁的間隔時間不應小于7d，必要時可在混合料內摻入緩凝早強劑。（7）當樁管拔出地面，確認樁符合設計要求后，其上部可用粒狀材料或粘土進行封頂并做好標記。4.5.8 測量與試驗（1）施工過程中應有計劃地進行打新樁時對已打但尚未結硬樁的樁頂柱移測量，以估算頂部樁徑的縮小量；對已打并結硬樁進行樁頂位移測量，以判斷是否斷樁。一般當樁位移超過10 mm，需開挖進行查驗；（2）打樁過程中應隨時測量地面是否隆起，是否有浮樁，浮樁量大小如何；（3）試驗人員每天都應對混凝土坍落度進行一次抽檢；（4）混合料攪拌均勻后，應隨機對每臺樁機每一個臺班做一組試塊，測定其28d抗

37、壓強度。4.5.9 施工中常見問題及預防措施表6 振動沉管CFG樁施工中常見問題及預防措施表序號常見問題發生部分原因分析預防措施1淺層斷樁工作墊層與軟土的軟硬交接處1.工作墊層擠土效應2.地面隆起3.拔管速度過大1.采取連打跳排的施打順序，施打新樁與已打且已結硬與鄰樁的間隔時間不應小于7d，必要時可加入早強劑。2.避免施工擾動和擠壓造成的斷樁。3.采取從中間向四周推進的施打順序。4.拔管速度控制在0.81.0m/min.2混凝土離析常發生在樁頂下2.5 m范圍某處，偶爾也會出現在樁體的中部1.混合料攪拌時間不夠2.投料不邊續，間隔時間長1. 每盤混合料的攪拌時間應不小于1min2.在沉管至設計

38、標高后應盡快連續投料直至滿足樁頂預定標高。3樁體 縮徑樁頂下3.5m范圍1.混凝土自身壓力不足2.混凝土下坐引起3.連續施打造成的擠壓縮頸1.開放馬達；邊振動邊拔管，適當放慢拔管速度。2.嚴格控制坍落度在3-5cm之內。3.采取連打跳排的施工順序。4樁頭 松散樁頭投料不足根據充盈系數進行投料控制，如上料量不夠，須在拔管過程中進行空中補充投料。4.6 長螺旋鉆孔，管內泵壓混合料樁機施工CFG樁該鉆機是利用電動機帶動帶有螺旋葉片的鉆桿轉動，使鉆頭螺旋葉片旋轉削土，土塊隨螺旋葉片上升排出孔口至設計深度后，邊拔管邊由管內泵壓混合料成樁，該樁機施工的優點是噪音小進入持力層反應靈敏，對鄰樁擠土效應影響小，

39、缺點是隨螺旋葉片排出的土塊，淤泥須外棄。4.6.1 鉆桿長度鉆桿有效長度應比設計樁長高出6.08.0m。4.6.2 混凝土材料及配合比混凝土材料除碎石粒徑宜采用1.03.0cm以外，其他如水泥、粉煤灰、石屑要求同振動沉管樁機成樁用的混凝土材料。為避免泵送堵管，混凝土的坍落度應控制在1620cm之間，且還應在混合料內摻入緩凝劑。4.6.3 施工中常見問題及預防措施表7 長螺旋CFG樁施工中常見問題及預防措施常見問題原因分析預防措施堵管1.配合比不合理2.混合料攪拌有缺陷3.設備自身存在問題4.施工操作不當1.碎石粒徑不應超過3cm，混合料的坍落度不宜太大也不宜太小，控制在1620cm之間，且應有

40、良好的和易性，若混合料可泵性差，可適當摻入泵送劑。2.做好混凝土攪拌、泵送高壓管等設備的檢查，維修和及時更換。3.持證上崗、按章操作。鉆頭閥門打不開1.鉆頭構造缺陷2.樁端水頭過大1.改進鉆頭構造及閥門結構形成。2.調整樁長令樁端穿過透水性好的砂土層或卵石層進入粘土層來避免這一情況發生。樁體上部有氣1.排水閥不能正常工作清除排氣閥上的混合料漿液樁體下坐1.樁周壓阻力小，混凝土自重大，流動性強2.竄孔1.每根樁預先比設計標高超灌1.0m。2.減少竄孔區的打村推進排數避免對已打樁擾動能量的積累，必要時采用隔樁隔排跳打方案。4.6.4 成樁工藝流程圖鋪設工作墊層分區與編號測放樁位鉆孔至設計深度，停鉆提升鉆桿反向旋轉，泵送混凝土至設計起灌標高，