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软土路基CFG桩施工技术在铁路工程施工中的应用研究
摘要:铁路工程施工面对软土地基时,软土路基CFG桩施工技术是关键解决手段,可以促进铁路工程的高质量完工。在铁路工程建设中,运用CFG桩施工技术进行软土地基处理,可以通过构建出一个复合地基,强化铁路工程的地基承载能力,让铁路工程的力学性能更好地满足交通运输需求。本文通过分析施工技术原理以及实际施工流程,旨在为铁路工程合理采用该技术提供参考,推动铁路工程建设质量的提升。
关键词:软土路基;CFG桩施工技术;铁路工程;施工应用
铁路工程建设里,软土地基较为常见且处理难度较大。软土具有含水量高、压缩性大、强度低的特点,若处理不当,会严重影响铁路工程的稳定性与安全性。CFG桩施工技术作为有效的软土地基处理方法,在铁路工程中被广泛应用,增强地基承载能力,降低地基沉降,稳固铁路路基。深入研究软土路基CFG桩施工技术,对保障铁路工程顺利建设、提高工程质量至关重要。
一、软土路基CFG桩施工技术原理
软土路基CFG桩施工技术,其核心要义在于通过打造复合地基,解决软土地基的难题,施工人员会在软土地基中设置由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等材料组成的桩体。水泥作为胶凝材料,将粉煤灰、碎石等材料紧密结合,形成具有一定强度的桩体结构,粉煤灰可改善桩体的和易性,减少水泥用量,且在一定程度上参与水化反应,对桩体后期强度提升有所帮助,碎石为桩体提供稳固的骨架支撑,增强桩体稳定性。地基承受荷载时,桩体主要承担垂直方向的荷载,桩间土也参与其中,通过桩体与桩间土的相互作用,提高地基的整体承载能力,施工期间,施工人员依据不同工程地质条件对地基承载能力和变形控制的要求,严格控制桩的长度、直径、间距等参数,以及桩体材料的配合比,使CFG桩施工技术能够有效适配各类软土地基情况,满足工程建设的实际需求。
二、软土路基CFG桩施工技术在铁路工程施工中的施工流程
(一)测量放线
铁路工程采用软土路基CFG桩施工技术时,施工人员依据设计图纸给出的桩位坐标等详尽信息,选用像全站仪、水准仪这类精准可靠的测量仪器。在施工现场,施工人员需将CFG桩的桩位逐个放出,确定桩位的具体位置之后,打入小木桩,设置钢筋标记,做好醒目标记,桩位标记必须醒目且稳固,以此防止在后续施工期间因外界因素而变得模糊或者消失。桩位的精确程度对整个CFG桩施工质量有着重大影响。施工人员必须严格把控桩位偏差范围,使其完全契合设计与相关规范的要求。施工过程中,鉴于施工现场存在大型机械设备频繁往来、地基土可能发生轻微位移等干扰桩位的因素,施工人员需要定期对已放出的桩位进行复核,复核周期依据现场实际施工状况来确定,施工初期由于现场变化较快,可每天或者每两天复核一次;施工后期若现场状况较为稳定,复核周期可适当延长,但一般不应超过一周。
(二)钻机就位
完成测量放线工作后,便进入钻机就位环节,施工人员需将长螺旋钻机搬运至已标记好的桩位处,搬运过程中,务必确保钻机平稳移动。钻机到达桩位后,首要工作是调整钻机的水平度,施工人员借助钻机自带的水平仪、可调节支腿等水平调节装置,通过观察水平仪气泡的位置,将钻机机身调整至水平状态。水平度的精确调整十分关键,若钻机机身倾斜,钻进时钻杆也会跟着倾斜,使钻出的桩孔出现倾斜。调整好水平度后,需要调整钻机的垂直度。钻机通常配备有垂直度传感器、铅锤等专门的垂直度检测仪器。施工人员利用这些仪器将钻杆精确地垂直对准桩位中心,采用微调的方式,逐步使钻杆达到垂直状态。
(三)钻进成孔
当钻机就位且各项参数调整完毕后,即可启动钻机进行钻进成孔作业。施工人员要依据施工现场的地质情况合理控制钻进速度,软土地基的地质状况较为复杂,不同区域的土层性质存在差异,有的区域土层较软,有的区域可能夹杂着砂层或者硬土层。对于较软的土层,钻进速度可以适当加快,但要控制在一定范围内,防止速度过快导致孔壁周围的土体来不及稳定,引发孔壁坍塌。一般在较软土层中,钻进速度可控制在每分钟0.5米至1米左右,当遇到砂层或硬土层时,钻进速度则要相应放缓,因为砂层的透水性较强,过快钻进可能导致孔内泥浆流失,影响孔壁稳定性;硬土层需要更大的钻进压力,钻进速度过快可能使钻机负荷过大,损坏钻机钻头或其他部件,在砂层或硬土层中钻进时,速度可控制在每分钟0.2米至0.5米左右。钻进过程中,施工人员要密切关注钻机的工作状态,钻机的电流、压力等参数能够直观反映钻进的实际情况。正常情况下,随着钻进深度的增加,电流和压力会呈现出一定的变化规律。若电流突然增大,可能表示钻机遇到了较硬的障碍物,如地下的孤石等;压力异常波动则可能意味着孔壁出现了局部坍塌或其他异常情况。钻至设计深度后,施工人员要让钻杆在原位空转一段时间,利用钻杆的旋转将孔底残留的虚土、钻屑等杂物充分搅起,使其悬浮在孔内泥浆中,以便后续清理。
(四)混凝土灌注
钻进成孔并清理好孔底后,便进入混凝土灌注环节。灌注前首先要确定混凝土的来源,既可采用商品混凝土,也可在施工现场设置搅拌站进行现场搅拌混凝土。无论采用哪种方式,都要确保混凝土的坍落度等性能指标符合设计要求,一般CFG桩混凝土的坍落度要求在180毫米至220毫米之间。
施工人员通过混凝土输送泵将混凝土输送至钻杆内,输送过程中,要保证输送泵正常工作,混凝土供应连续稳定,若输送泵出现故障或者混凝土供应中断,可能导致桩体出现断桩等严重质量问题。混凝土进入钻杆后,施工人员边提钻杆边灌注混凝土。提钻速度与混凝土灌注速度的匹配至关重要。提钻速度过快,混凝土可能无法及时填充桩孔,导致桩体出现空洞、缩颈等缺陷;提钻速度过慢,则会影响施工效率,且可能使混凝土在孔内过度堆积,对桩体质量产生不利影响。为保证桩体的连续性和密实度,施工人员在灌注时要采取多种监控措施。一方面,根据混凝土的坍落度、桩径大小等因素,经过试验确定合适的提钻速度,一般每提钻0.2米至0.3米,确保有足够的混凝土灌注进桩孔。另一方面,施工人员要密切观察混凝土的灌注量。正常情况下,根据桩孔的设计尺寸和混凝土的理论用量,可大致估算出每灌注一定高度混凝土所需的方量。
(五)桩头处理
混凝土灌注完成后,由于施工工艺等原因,桩顶标高一般会高于设计标高一定值,高出的部分就是需要处理的桩头,桩体混凝土达到一定强度后才能进行桩头处理工作。桩体混凝土强度通过现场留置试块,在标准养护条件下进行养护,按照规定的龄期进行抗压强度试验来判定,当混凝土强度达到设计强度的70%左右时,便可进行桩头处理。
桩头处理可采用人工或机械方式。人工处理时,施工人员使用钢钎、锤子等工具,从桩顶边缘逐渐向中心小心凿除多余桩头,避免因局部受力过大使桩身出现裂缝,控制好凿除力度,既要将多余桩头凿除干净,又不能损伤桩身。机械处理则可使用小型破碎机等设备,通过机械破碎的方式快速去除多余桩头,使用机械破碎时,要调整好设备的参数,控制好破碎的深度和范围,防止对桩身产生过度破坏。
结束语:
铁路工程施工中,软土路基 CFG 桩施工技术十分重要,全面了解该技术的原理、施工流程和优势,并结合实际工程应用情况分析,就会发现其能有效解决软土地基的难题,保障铁路工程质量与安全,在铁路建设进程中发挥着较为关键的作用。
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