臨近既有線CFG樁施工的安全與質量控制
六公司哈齊項目部 李 偉
摘 要： 哈齊客專施工臨近既有線，在保障既有線行車安全的前提下，進行CFG樁施工體現了工程的高風險性。路線範圍內地層均爲第四系全新人工堆積層、粉砂、粉質粘土，爲軟弱土層，地下水爲第四系孔隙潛水，軟基處理要求較高，路基工後沉降控制要求零沉降，對CFG的施工質量是一個嚴峻的挑戰。
關鍵詞：既有線CFG樁 安全 質量 檢測
1、工程概況
本段位於黑龍江省大慶市太康縣，既有濱洲線右側，橫跨讓胡路區和杜爾伯特蒙古族自治縣，本工程位於嚴寒地區，有效施工時間短，工期緊張。起訖里程爲DK191+222.78～DK196+897.49，路基地基處理設計要求用CFG樁進行加固，全線CFG樁共計123萬延米，CFG樁採用正方形佈置，樁間距1.5、1.6米，樁徑0.4、0.5米，設計樁長14.69-23.6米。
2、安全控制
2.1 鑽機組裝、移位前，對場地進行平整、碾壓，達到壓實度要求。必要時進行換填處理，長螺旋鑽機支腿下墊鋼板，保證鑽機穩定性，有效防止由於地質軟硬不均發生鑽機傾覆。
2.2 鑽機移位必須在列車間隔時段進行，並專人負責指揮，且有現場防護員和安全員在場，實施有效防護。一旦發現可能危及鐵路行車安全異常情況，立即停止移動，及時實施有效安全防護，並採取有效措施進行整改。長螺旋鑽機在重點控制部位內移動時，採取纜風繩逐漸放鬆形式移動，確保鑽機移動穩定。
2.3 鑽機在施工作業時，採用纜風繩進行對稱拉設，確定混凝土地錨墩數量和安設方向，並錨於遠端混凝土地錨墩上；受場地限制不能對稱張拉的特殊情況，應根據實際情況確定混凝土地錨墩安設位置、纜風繩拉設，確保傾覆後不影響列車運行安全及自閉、供電、高壓線安全。鑽孔時，鑽速不得過快或驟然變速；孔內棄土不得堆積在鑽孔周圍。停機後，鑽頭應提出孔外安全放置。
2.4 纜風繩在每次作業前必須認真檢查，並加強保養，一旦發現有斷絲、毛刺等現象，應及時予以更換。纜風繩直徑不小於9毫米，機械施工作業期間，施工負責人、安全員、防護員現場監控，並隨時檢查機械的穩定狀態；當發現異常時，立即停止施工，進行整修處理。營業線有列車通過時，不得進行移位，鑽機鑽孔深度不小於1米或提鑽時深度小於距地面1米必須停止作業。
2.5 當鑽機停止施工或間斷作業時，必須用纜風繩、混凝土地錨墩固定，施工負責人必須檢查確認安全後，並設置專人看守後，作業人員方準暫時離開現場。
2.6 加強收聽氣象預報，在遇到六級及以上大風時，鑽機必須提前停止施工並放倒鑽機，現場料具做好捆綁和防風工作。
2.7 一旦發生傾覆侵入鐵路建築限界意外情況，防護員、安全員要立即通知駐站聯絡員及車站值班員、啓動應急預案，攔停列車，做到先防護後處理。
纜風繩檢算
2.8 安全防護措施
2.8.1 每個工點應配備1臺吊車和不少於1套的氧氣、乙炔作爲應急處理設備，每臺鑽機負責人均要掌握吊車和氧氣、乙炔操作人員的聯繫方式，一旦發生傾覆立即啓動應急預案並組織救援。
2.8.2 發生傾覆問題時，防護員立即通知駐站聯絡員，駐站聯絡員馬上向車站值班員報告；防護員執行《工務安全規則》規定，立即手持紅旗（紅燈）應迎列車運行方向奔跑，做好攔停列車防護。
3、質量控制
3.1 放線
施工前按照樁位平面佈置圖統一進行測放樁位線，樁位中心點用釺子插入地下，並用白灰明示，樁位偏差小於50mm。
3.2 成孔
長螺旋鑽機成孔，一般先慢後快，鑽進速率按1.0m～1.2m/min控制，在施工時做好記錄，避免形成螺旋孔，成孔至設計深度，確保樁端進入持力層滿足設計要求，施工樁頂標高應高出設計樁頂標高不少於0.5m，垂直度偏差小於1％。判斷鑽頭是否達到持力層的兩種方法：
（1） 觀察樁機駕駛室電流的變化：鑽機開始鑽孔及在軟弱地層鑽孔時，電流在50A～70A，鑽頭達到持力層時，瞬間電流增大到120A以上，同時電壓下降。
（2） 在鑽機旁直觀觀察：當鑽頭達到持力層時，鑽桿上部的動力頭髮生顫動和輕微的擺動，鑽機的動力明顯減弱。
3.3 混凝土灌注
成孔至設計深度後，現場指揮員應通知鑽機停鑽提升鑽桿，速率按擬定2.1～2.5m/min控制，認真做好施工記錄，並同時通知司泵開始灌注混凝土並保持連續灌注。灌注混凝土至樁頂時，應適當超過樁頂設計標高50cm左右，以保證樁頂標高和樁頂混凝土質量均符合設計要求：灌注混凝土之前，應檢查管路是否順暢穩固；CFG樁施工中，每臺班均製作檢查試件，施工前，應用水泥砂漿溼潤管路。
3.4常見質量問題分析
3.4.1 堵管。堵管是長螺旋鑽孔管內泵壓混合料灌注成樁工藝常遇到的主要問題之一，它直接影響CFG樁的施工效率,增加工人勞動強度,還會造成材料浪費，產生堵管的原因有以下幾點: （1） 混合料配合比不合理。當混合料中的細骨料和粉煤灰用量較少時,混合料和易性不好,常發生堵管。因此,要注意混合料的配合比,尤其要注意將粉煤灰摻量控制在70kg/m3～90kg/m3的範圍內,坍落度應控制在180mm～220mm之間。
（2） 混合料攪拌質量有缺陷。在CFG樁施工中,混合料由混凝土泵通過剛性管、高強柔性管、彎頭最後到達鑽桿芯管內。混合料在管線內藉助水和水泥砂漿潤滑層與管壁分離後通過管線，坍落度太大的混合料,易產生泌水、離析,泵壓作用下,骨料與砂漿分離,摩擦力加劇,導致堵管。坍落度太小,混合料在輸送管路內流動性差,也容易造成堵管。
（3） 施工操作不當。鑽孔進入土層預定標高後,開始泵送混合料,管內空氣從排氣閥排出,待鑽桿內管及輸送軟、硬管內混合料連續時提鑽。若提鑽時間較晚,在泵送壓力下鑽頭處的水泥漿液被擠出,容易造成管路堵塞。
（4） 冬期施工措施不當。冬期施工時,混合料輸送管及彎頭均需做防凍保護,防凍措施不力,常常造成輸送管或彎頭處混合料的凍結,造成堵管。冬施時,有時會採用加熱水的辦法提高混合料的出口溫度,但要控制好水的溫度,水溫最好不要超過60℃,否則會造成混合料的早凝,產生堵管,影響混合料的強度。
（5） 設備缺陷。彎頭曲率半徑不合理也能造成堵管。彎頭與鑽桿不能垂直連接,否則也會造成堵管。混合料輸送管要定期清洗,否則管路內有混合料的結硬塊,還會造成管路的堵塞。
3.4.2 縮頸和斷樁：在鬆軟土中成樁，樁機的振動力較小，當採用連打作業時，新打樁對已打樁的作用主要表現爲擠壓，使得已打樁被擠壓成橢圓形或不規則形，嚴重的產生縮頸和斷樁。爲避免此類現象的發生，無論是在飽和軟土中成樁還是在較硬的土層或中間夾有硬土層的地基中成樁，均應選擇合適的成樁順序，並根據土層情況選用較爲適宜的施工工藝和設備。
3.4.3 竄孔。打完A樁後,在施工相鄰的B樁時,發現未結硬的'A樁的樁頂突然下落,當B樁泵入混合料時,A樁的樁頂開始回升,此種現象稱爲竄孔。發現竄孔的條件有如下三條:
（1） 被加固土層中有鬆散飽和粉土、粉細砂;
（2） 鑽桿鑽進過程中葉片剪切作用對土體產生擾動;
（3） 土體受剪切擾動能量的積累,足以使土體發生液化。
由於竄孔對成樁質量的影響,可採取以下措施:
（1） 採取隔樁、隔排跳打方法;
（2） 減少在竄孔區域的打樁推進排數,減少對已打樁擾動能量的積累;
（3） 合理提高鑽頭鑽進速度。
3.4.4 樁頭空芯。主要是施工過程中,排氣閥不能正常工作所致。鑽機鑽孔時,管內充滿空氣,泵送混合料時,排氣閥將空氣排出,若排氣閥堵塞不能正常將管內空氣排出,就會導致樁體存氣,形成空芯。爲避免樁頭空芯,施工中應經常檢查排氣閥的工作狀態,發現堵塞及時清洗。
3.4.5 樁端不飽滿。這主要是因爲施工中爲了方便閥門的打開,先提鑽後泵料所致。這種情況可能造成鑽頭上的土掉入樁孔或地下水浸入樁孔。爲杜絕這種情況,施工中前、後臺工人應密切配合,保證提鑽和泵料的一致性。