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1、新建铁路北京至石家庄客运专线JS-2标 软基处理及路基试验段施工技术 京石铁路客运专线软基处理及路基试验段施工技术一、 工程概况1、概述JS-2标段位于涿州市至保定市之间，线路长度为91.9km正线公里。本标主要工程内容为路基、桥涵、无砟轨道、贯通线接地、改移道路、三电改迁防护、大型临时设施及过渡工程等，合同工期33个月。JS-2标段主要工程数量如下：区间土石方95.9万方，站场土石方185.2万方，附属土方及加固圬工98572立方米，特大桥81594.23延长米。本标段路基线路总长度约10.3 km,区间路基4段(DK127+742DK129+822、DK148+000DK148+844 、
2、DK152+488DK153+814、DK156+500DK156+600)，车站三座（涿州车站、高碑店车站、保定车站），区间路基和站场路基基底全部采用CFG桩复合地基进行处理，设计CFG桩共477万米，级配碎石26.5万方，土工格栅153万平方米。2、地质、水文条件路基CFG桩处理区域位于冲洪积平原地区，地形平坦开阔，地表无较大起伏，局部为低洼地。依据钻探设计资料，地质土层依次为粉土（68m）、粉质灰色黏土（2-9米）、粉质黄褐色黏土。地下水埋深9.8m13.6m。京石客运专线沿线属暖温带亚湿润大陆性季风气候，四季变化明显，土壤最大冻结深度0.7m。3、设计情况区间双线直线地段路堤宽度为13
3、.6m，线间距为5m，路肩宽1.3m。路基面以下基床表层与底层、底层与基床下部路堤接触面自中心向两侧设4%横向排水坡。无砟轨道对工后沉降要求特别严格，只有15毫米，地基处理一般采用CFG 桩复合地基进行加固；软弱土层厚、采用复合地基法加固沉降难以控制的地段，采用预应力混凝土管桩进行加固；砂层、卵石类土、碎石类土层的上覆层的浅层处理采用强夯；湿陷性黄土及宽站场内正线与其它线的横向过渡处理采用灰土挤密桩处理。我标段范围内地基处理均采用CFG桩复合地基法进行加固，根据客运专线无砟轨道铁路设计指南（铁建设函2005754 号），依据地基工后沉降控制值，在地基沉降检算和分析的基础上， CFG 桩采用桩网
4、结构，桩顶设碎石垫层厚0.5m，垫层内夹铺两层双向100kN/m 土工格栅。二、 CFG桩复合地基施工工艺和质量控制1、 复合地基处理原理复合地基是由天然地基土体和增强体组成的人工地基。增强体复合地基根据材料性质的不同可分为散体材料桩，柔性材料桩和刚性桩复合地基。散体材料桩复合地基有碎石桩等；柔性材料桩如深层搅拌桩等；刚性桩复合地基，如CFG桩等。复合地基是通过桩土的变形调节，实现桩-土共同作用，充分利用桩体强度和土体强度，从而在满足设计要求的前提下，降低工程造价。我标段设计为CFG桩复合路基，CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高黏结强度桩，与桩间
5、土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，无论桩端落在一般土层还是坚硬土层，均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度及模量比桩间土大，因此在荷载作用下，桩顶应力比桩间土表面应力大，桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载，这样，由于桩的作用使复合地基承载力提高，变形减少，再加上CFG桩是素砼桩，桩体利用工业废料粉煤灰作为掺合料，可以大幅减低工程造价。2、 施工准备2.1施工便道“生命线”施工便道标准：大车达到40km/h，小车达到60km/h。 便道施工技术要求： a、宽度要求：除拆迁区以外，所有施工便道路面宽度都
6、在5.5m以上 b、填料要求：50cm厚建筑垃圾垫层+10cm厚山皮石面层 施工便道保养措施：每个分部成立专门的护路队，且配置了2台10m3的洒水车。 2.2物资准备 JS-2标段路基CFG桩合计447万延米，混合料共需要约98.2万方，需要各种原材料见下表。序 号材料名称单 位数 量1水 泥t1963562粉 煤 灰t981783卵 石m36387444砂m34049685石 屑m31128992.3措施： a、每个路基施工分部建立2-120型砼拌和站一座，每个拌和站设8-9个料仓，2个砂仓、2个石屑仓、4-5个卵石仓，保证材料储备充足。 b、每个拌和站安装了10个150t的水泥粉煤灰罐，6
7、个水泥罐，4个粉煤灰罐 。2.4机械设备配备： 序号机 械 名 称规 格数量说 明1拌合站HZS1208拌和混合料2长螺旋CFG桩钻机JZL90型50钻孔4输送泵拖式HBT8050输送混合料5发电机250KW15备用供电7砼罐车8m350运送砼8全站仪Lica4024测量定位9水准仪Topcon AT-G24高程控制10变压器315kva25供电11洒水车10m310养护 保定东站林立的钻机与砼运输车辆3、 施工工艺控制要点：3.1施工工艺流程场地平整 桩位放样（复核） 钻机就位 钻孔检查孔深（合格） 泵送混合料 均匀拔管至桩顶 钻机移位 整理数据分析结论3.2 施工工艺 施工准备：场地清表后
8、平整压实，标高控制到桩顶加50厘米，确保施工设备能够顺利进入施工现场为宜，接入电力线、布设输送泵和连接输送管道。测量放样：施工前准确放出施工桩位，桩位中心点用钎子插入地下，用白灰明示。为了防止破坏桩点，放样后采用钢筋竖直向下打设30cm左右的孔，然后拔出钢筋，向孔内撒石灰，恢复点位时清开表土以石灰点作为控制桩位，测量自检合格后报监理现场（用钢尺）复核。CFG桩施工测量定位钻机就位：现场监理见证对钻杆长度进行标示，用油漆分别标出24.5m、27.5m、30.5m位置后钻机就位，应使钻杆垂直对准桩位中心，反复调整使钻架上竖直和水平表盘归零，确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%，平面位置误差不得大于
9、5cm（在钻架上检核垂直仪表控制）。满足要求后，方可开钻。钻机成孔：钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触及地面时。启动马达钻进。先慢后快，这样能避免钻杆摇晃，在钻孔过程中应加强检查，及时对钻杆的竖直度和位移进行修正。在成孔过程中，发现电流增大或钻杆摇晃时，放慢进尺，防止桩孔偏斜、位移及钻杆、钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记，成孔到达设计深度时，停止钻进，关闭电机。混合料搅拌：试验室在接到开盘令后出具配料单，混合料在搅拌站集中按配合比进行配料、拌和。首盘混凝土拌和前应先对拌合机、罐车、输送泵及输送管道进行冲洗湿润，减少混凝土的水分损失。根据管道长度和内径计算砂浆拌和用量，进行管道润滑
10、防止失水造成堵管。现场管道长度为6090m，输送管内径为150mm，考虑输送泵内存盘数量，计算砂浆用量为1.5m2.0m。将砂浆经过罐车运输和输送泵试压后开始拌和混凝土，每盘混凝土搅拌时间控制在90-120s，确保拌合均匀，并保证混凝土具有较好的和易性，经过比对，坍落度控制在180190mm为宜，然后由混凝土罐车运输到输送泵，检测混凝土入模温度，合格后倒入输送泵。由于夜间气温较低，应将输送铁管采用保温材料进行包裹，防止混凝土的堵管。灌注及拔管：钻孔至设计深度后，停止钻进，按照“先泵料后拔管”的原则进行，混合料由罐车卸入输送泵，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先拔管后泵料。提拔速度宜控制在2
11、m3m/min,成桩过程宜连续进行，应避免供料出现问题导致停机待料，施工桩顶高程高出设计高程50cm，灌注成桩完成后，桩顶盖土封顶予以保护。移机：由于本段局部含有砂层，所以现场采用隔桩跳打的方法进行施工，移机前对下一根桩的桩位表层进行清理后辨识，以石灰点为准并与附近桩位间距进行校核，确保桩位的准确性。4 施工控制要点每班混凝土施工前，输送设施必须提前进行冲洗和用砂浆试压，坍落度控制在180190mm之间，方可保证混凝土的和易性，防止堵管。当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，严禁先拔管后泵料，灌注完毕应立即对桩顶用土进行覆盖，做好防冻和保湿。施工时要经常检查排气阀是否发生堵塞，若发生堵塞必须及时采取
12、措施加以清洗。钻进应随时观察电流的变化，根据土层情况调整钻进速度；结合地质情况，选用合理的施打顺序。配置应急发电机，防止突然停电。冬季施工应搭设暖棚对输送泵进行保温，棚内根据实际情况采用电或煤进行加热，防止混凝土受冻，采用煤炉加热时应注意防火和通风，热源距离电力线路必须具有一定的安全距离。泵车的输送管道由于铁管散热较快，应采用保温材料进行包裹紧密，防止在泵送过程中受冻出现堵管现象；做好各项准备工作，避免停工待料或混凝土受冻。钻头连接应牢固，避免出现卡钻等现象。5 砼充盈系数控制（1）钻头直径 钻头直径不得超过47cm。（2）拔管速率 通过试桩得出的数据为23 m/min，拔管太快容易断桩也无法
13、保证桩的质量，太慢会出现扩孔浪费砼，同时泵管也容易被打爆。（3）泵管长度 泵管长度在满足施工需要的情况下越短越好，一般应保持在90m以内（塔架35m+施工长度30m+泵与钻机水平距离25m）。特别是进入村庄或者在村庄附近施工时，大多数夜间是不允许施工的，而长螺旋钻机每次停工后开钻前必须用砂浆润管，然后将混合料从钻杆里泵出后才能施钻。这样每开一次钻机将浪费2m3砂浆，每拆一次泵管浪费2m3混合料。泵管越短越节省混合料。 （4）混合料的和易性 和易性如果满足要求，将较少堵管次数，节约砼。（5）必须设置中护筒 设置中护筒可以降低钻杆的摆动性，防止扩孔。（6）施打顺序 从线路中心向两侧推进，沿线路方向
14、每2030m作为一个循环长度进行隔桩跳打，避免串孔。6、桩间土开挖、凿桩头、检桩、桩间土夯实检桩之前的一项重要工作就是开挖桩间土，采用小型挖掘机，且必须有专人指挥，严禁挖机碰断桩头。凿桩头： 测量出桩顶标高位置标记凿桩头位置用切割锯水平锯进（钜深至少5cm）冲击钻从两个方向打眼（打眼深度至少10cm）安装楔子用大锤从两个方向同时敲进。检桩之前首先要自检，做到心中有数。桩间土夯实：采用小型压路机碾压夯实。碾压完成后采用环刀法做土样压实度，达到设计要求后方可进入下到工序施工。 采用人工配合小型挖掘机挖除桩间土 CFG桩检测人工凿桩头 三、路基试验段施工技术及质量控制1、试验段范围为确保全线路基全面施工，以试验路段技术成果指导全线施工。试验段选择的依据和原则为CFG桩全部完成并经检测合格，具备施工路基条件；无涵洞等小型结构物，满足100m试验段长度要求并能够连续施工；地形、地貌及地质条件具备本项目路基工程代表性，地基无特殊处理地段；试验所取得的数据具备推广使用的条件。经论证分析，比选研究，决定试验路段选择DK82+100DK82+230处，长度130，此段内无其它构造物，均为填土
