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1、京滬高鐵CFG樁復(fù)合地基施工技術(shù)摘要： CFG樁復(fù)合地基施工技術(shù)在高鐵建設(shè)過程中發(fā)揮著重要的作用，本文通過分析CFG樁復(fù)合地基的含義，研究分析復(fù)合地基受力工作機(jī)理，同時(shí)對墊層的施工方法進(jìn)行闡述，進(jìn)而為高鐵施工提供參考依據(jù)。 Abstract： The technology construction of CFG pile composite foundation plays an important role in the construction process of high-speed railway. Trough analyzing the meaning of CFG pile c

2、omposite foundation， this paper studies and analyzes the working mechanism of bearing capacity of composite foundation and interprets the construction methods for cushion， thus providing reference for high-speed railway construction. 關(guān)鍵詞： CFG樁；復(fù)合地基；技術(shù)創(chuàng)新 Key words： CFG pile；composite foundation；techn

3、ological innovation 1 CFG樁復(fù)合地基定義 2 復(fù)合地基受力工作機(jī)理 通常情況下將CFG樁、樁間土、墊層三者進(jìn)行復(fù)合，進(jìn)而在一定程度上構(gòu)成地基的關(guān)鍵受力部分，這屬于地基范疇。對于CFG樁復(fù)合地基來說，通常情況下，當(dāng)路基自身和路基以上的垂直荷載作用到地基上時(shí)，進(jìn)而在一定程度上容易導(dǎo)致樁與樁間土發(fā)生變形。在模量方面，由于樁要超過土，所以樁的變形與土相比要小很多，通過將一定厚度的墊層設(shè)置在樁頂，使得樁在一定程度上可以向上刺入，在這一過程中樁間土被墊層材料不斷補(bǔ)充，在任一荷載作用下，樁與樁間土保持共同承擔(dān)荷載。所以CFG樁復(fù)合地基的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是設(shè)置墊層。 2.1 墊層在復(fù)合地

4、基的關(guān)鍵作用 墊層主要是由于自身的極限破壞滑動(dòng)性調(diào)節(jié)樁頂樁土應(yīng)力比的發(fā)揮情況。復(fù)合地基中的墊層為樁頂向上刺入提供條件，并通過褥墊層材料的流動(dòng)補(bǔ)償使樁間土與路基本體始終保持接觸，使樁土達(dá)到共同作用的目的，并使得樁間土的壓縮量增大，使樁間土的承載力得以充分發(fā)揮。 2.2 墊層材料的選擇 根據(jù)墊層材料的流動(dòng)補(bǔ)償作用，為了更加有效調(diào)節(jié)樁體及地基土的應(yīng)力及協(xié)調(diào)變形，墊層材料選用碎石散體料，選用未風(fēng)化的級配良好的干凈碎石，最大粒徑小于50mm，含泥量不超過5%，且不含草根垃圾等雜物。經(jīng)試驗(yàn)選定用5-16mm、16-31.5mm、0.0755mm的集料按照一定比例（30%：40%：30%）進(jìn)行級配，經(jīng)篩分試

5、驗(yàn)級配良好。 2.3 褥墊層模量對褥墊作用的影響 樁土應(yīng)力受褥墊層模量的變化的影響比較大，樁土應(yīng)力比隨著墊層模量的增加而增加。這是因?yàn)?，?dāng)墊層的模量較低時(shí)，墊層的流動(dòng)性很好。在這種情況下，流動(dòng)通過墊層可以進(jìn)行很好地補(bǔ)償。在上部荷載的作用下，樁的上刺作用刺入量大，樁土應(yīng)力比很小，進(jìn)而在一定程度上使得更多的墊層材料演變成一部分樁間土，樁與樁間土之間的負(fù)摩阻力在外部荷載的作用下逐漸增大，對于中性點(diǎn)的位置來說，逐漸向下移動(dòng)。墊層的流動(dòng)性隨著墊層模量的增加越來越差，進(jìn)一步降低了變形協(xié)調(diào)能力，同時(shí)降低了流動(dòng)補(bǔ)償作用，進(jìn)而在一定程度上增加了樁頂應(yīng)力。樁頂刺入量的減少，樁土應(yīng)力比增大，相應(yīng)的負(fù)摩阻力減少，樁體

6、的有效樁長增加，墊層模量增大，樁體的最大正應(yīng)力逐漸增大。 根據(jù)上述工作機(jī)理，墊層模量大小直接影響整體受力，為保證樁與樁間土合理受力，墊層的厚度一定要按照設(shè)計(jì)厚度進(jìn)行施工，墊層密實(shí)后既要保證墊層具要一定的流動(dòng)性、保證基礎(chǔ)和樁間土始終接觸受力，又要有一定的密實(shí)度，防止松散材料過大的沉降量。 3 墊層施工方法 3.1 設(shè)計(jì)概況 一般的碎石墊層構(gòu)造組成由二種情況，第一種為墊層內(nèi)設(shè)二層土工格柵，結(jié)構(gòu)組成為（15cm碎石+5cm中粗砂+土工格柵+5cm中粗砂+10cm碎石+5cm中粗砂+土工格柵+5cm中粗砂+15cm碎石），第二種為墊層內(nèi)設(shè)一層土工格柵，結(jié)構(gòu)組成為（15cm碎石+5cm中粗砂+土工格柵+

7、5cm中粗砂+35cm碎石），結(jié)構(gòu)共計(jì)厚度60cm。見圖1。 3.2 墊層施工方法 3.2.1 下層碎石（15cm）施工 碎石的攤鋪、整形。對于混合料來說，通常情況下借助推土機(jī)進(jìn)行攤開，然后配合人工對集料窩進(jìn)行查找，同時(shí)按照松鋪厚度，利用平地機(jī)將混合料攤平，在一定程度上確保了表面的平整性。 混合料通過平地機(jī)進(jìn)行初平處理后，通常情況下需要壓路機(jī)在初平路段實(shí)施碾壓，碾壓遍數(shù)控制在一遍，進(jìn)而在一定程度上將潛在的不平整位置暴露，對于不平整的位置然后通過平地機(jī)對進(jìn)行細(xì)平處理。在刮平的過程中，配合人工消除混合料中不均勻的顆粒，以及混合料中局部過分潮濕或過分干燥的部分。然后再次通過平地機(jī)對混合料進(jìn)行精平處理

8、，縱向在一定程度上確保順延，同時(shí)橫向路拱符合設(shè)計(jì)要求，對混合料進(jìn)行仔細(xì)的精平，必須刮平局部高出部分，同時(shí)清出路外。 壓實(shí)。對混合料進(jìn)行整形后，其斷面和坡度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，在混合料中，當(dāng)含水量達(dá)到最佳水平量時(shí)，在路基全寬內(nèi)通過壓路機(jī)立進(jìn)行碾壓，壓路機(jī)在碾壓過程中，通常情況下由兩側(cè)路肩逐漸向路中心靜壓。 通過靜壓對混合料進(jìn)行處理后，接著用重型振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，碾壓方式為靜壓，碾壓5遍。壓路機(jī)縱向重疊碾壓通常情況下控制在0.4m。對于已完成的或正在進(jìn)行碾壓的路段，為了確保表層不受破壞，通常情況下嚴(yán)禁壓路機(jī) “調(diào)頭”或者“急剎車”等。 3.2.2 下砂墊層（5cm）施工 通常情況下，中粗砂通過自卸汽車進(jìn)

9、行運(yùn)輸，通過平地機(jī)進(jìn)行攤鋪處理。對于中粗砂的數(shù)量在攪拌站進(jìn)行過稱，路基橫斷面間用料的車數(shù)，以及卸車距離等作進(jìn)一步的計(jì)算，在卸車過程中，自卸車通常采取單車多點(diǎn)均勻方式進(jìn)行卸料，并且在一定程度上將松鋪厚度標(biāo)識在標(biāo)示樁上，用推土機(jī)攤開混合料，按松鋪厚度用平地機(jī)攤平混合料，確保表面的平整性?；旌狭蠑備伜?，用平地機(jī)立即進(jìn)行初步整平和整型處理。在刮平的過程中，局部凸凹低洼處配合人工方式消除，通過補(bǔ)充中粗砂的方式進(jìn)行找平整形。 3.2.3 土工格柵施工 采用雙向土工格柵（抗拉強(qiáng)度不小于100KN/m，延伸率小于10%）。 鋪設(shè)土工格柵應(yīng)注意一下幾點(diǎn)： 土工合成材料的下承層表面應(yīng)平整、壓實(shí)、并清除表面堅(jiān)硬突出

10、物。 土工格柵材料進(jìn)場后應(yīng)妥善保管，防止損壞；嚴(yán)禁在陽光下暴曬。 土工格柵鋪設(shè)后，嚴(yán)禁重型機(jī)械在土工格柵上行走，以免破壞降低其力學(xué)性能。 鋪設(shè)土工格柵后，及時(shí)填上層砂墊層。 橫向鋪設(shè)土工格柵，搭接不小于10cm，兩端回折不小于3m，通過中粗砂對墊層回折部分進(jìn)行處理。 3.2.4 上砂墊層（5cm）施工 對于上砂墊層的施工，施工方法與下砂墊層施工方法相同，但不得用推土機(jī)攤平，而是通過用人工配合平地機(jī)的方式進(jìn)行攤平，施工中，在土工格柵上嚴(yán)禁車輛“調(diào)頭”或“急剎車”，在已鋪完的砂層上，運(yùn)料車要控制速度。 3.2.5 上層碎石（35cm）施工 同下層碎石施工方法。 4 壓實(shí)檢測 各項(xiàng)檢測指標(biāo)合格后方可進(jìn)入下一道施工工序。 5 參數(shù)總結(jié) 碎石墊層采用虛鋪厚度控制采用“掛線法”兩側(cè)均加寬50cm。標(biāo)高按路基每個(gè)斷面控制。 碎石墊層壓實(shí)遍數(shù)通常情況下控制在5遍，采用靜壓方式壓實(shí)。 對于土工格柵的搭接寬度控制在10cm，同時(shí)進(jìn)行牢固綁扎。 采用人工攤鋪、平整的方法對砂墊層進(jìn)行施工。 當(dāng)?shù)讓幼詈笠粚愉佋O(shè)完成之后，進(jìn)行孔隙率、EV2、K30土工試驗(yàn)。