中铁广州工程局集团第三工程有限公司 广东肇庆 526020
摘要：本文以中铁广州工程局贵南高铁GNZQ-9标路基地基处理CFG桩施工为例,介绍了北斗监测系统结合先截法在CFG桩施工的应用，大大提高了施工效率和施工质量。
关键字：CFG桩、北斗监测系统、先截法、施工效率、施工质量
1、前言
近年来国家高速铁路建设发展迅速，高铁路基CFG桩基底处理方式因工艺简单、成桩速度快等优点被广泛应用，但CFG桩施工过程各项参数难以数字化控制，造成成桩质量偏低，记录真实性难以追溯。目前高速铁路作为国家一张世界级“名片”，铁路总公司提出“强基达标、提质增效”的管理理念，并将“CFG桩等地基处理检测不合格”纳入“红线管理”，这就需要我们在工艺工法上要不断创新，以确保桩身质量符合设计要求。
2、工程概况
新建贵阳至南宁铁路广西段站前工程GNZQ-9标段，起讫里程为：DK420+383.25～DK455+689.1，全长35.32km（长链10.79m），标段地基处理主要为CFG桩，CFG桩桩径有0.5m和0.4m两种。后截法试桩段落里程为DK454+018.286～070段，北斗监测系统+先截法工艺改进段落试点为DK447+763.25～796.5段路基CFG桩，施工机械均使用长螺旋钻机进行施工。
3、工艺原理
北斗监测系统：主要是采集施工过程中的各项原始数据，综合处理后得到高精度桩位信息、垂直度偏差值、钻进深度、提钻速率、钻进电流值、灌注方量、制桩、成桩时间等。车载数据通过4G网络实时回传至后台服务器并实时将数据进行发布，供业主、监理、施工管理人员及时查看工作进度和成桩信息。
先截法工艺:一次清底至桩帽顶标高，采用北斗定位，成桩、泵压灌注完成后，人工清理孔口混合料至设计桩顶标高，然后振捣密实并对孔口防护；桩帽基坑采用机械旋挖成型，安放钢筋笼浇筑混凝土；无桩间土清除回填工序。该工法有效避免桩间土清除、截桩对桩身的扰动。
4、技术要点
施工准备工作：首先根据设计图纸及规范要求编制工艺性试验施工方案；施工前，按照设计桩帽顶标高线进行场地平整，做好排水，确保场内不积水。
桩位放样：每隔10米放出一个里程桩，每个断面测量左、中、右三个位置，按设计要求进行布桩，现场利用北斗监测系统指导钻机钻杆定位。
钻机就位：钻机就位前，检查北斗监测系统和钻头直径并对桩点进行定位。在钻机桅杆位置设置深度标记；钻机就位后，钻头对准桩中心的误差控制在30mm以内，钻杆垂直度偏差不大于1%。
钻孔：CFG桩由一侧向另一侧施工，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。钻进深度采用桩长和电流双控，即终孔电流不小于工艺试验总结值，钻进深度不小于设计深度。
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图1 北斗监测系统 图2 钻孔电流 图3 钻孔深度
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图4 改装后的桩帽旋挖机
灌注及拔管：CFG桩钻至设计桩底标高后，停止钻进，开始泵送混合料，当钻杆芯管充满混合料后开始提钻，提钻速度宜控制在2m/min以内，每根桩基的投料量不少于设计灌注量。
清渣、振捣：灌注完成后，利用小型挖机清除地面钻渣，人工清除桩顶浮浆，采用激光投线仪和水准仪控制桩顶标高，清理孔内多余混合料，然后采用振捣棒对桩顶1.5m范围内混合料进行振捣，振捣密实，人工收面，覆盖塑料膜，进行桩体养护不少于14d。
旋挖桩头：采用旋挖机对桩帽范围内的土进行旋挖，预留一定高度人工清理基坑至桩头顶面。
桩体检测：成桩过程中，每台班做一组（3块）150mm×150mm×150mm的试块，标准养护，测定28d抗压强度，桩帽基坑开挖后对成桩直径、桩间距、标高进行检查，成桩7d后采用低应变动力检测桩身的完整性，成桩28d后采用平板荷载实验监测单桩和复合地基承载力。
桩帽施工：桩帽钢筋笼采用场内统一加工，运输至施工现场安装，混凝土泵车进行泵送浇筑，浇筑完成后进行塑料薄膜覆盖养护。
5、工艺对比
通过采用不同工艺进行施工，经过施工质量、工序对比分析，先截法主要有以下优点：
施工质量：经检测成桩质量合格率100%；采用北斗定位对点校核，间距偏差可以控制在3cm以内；钻进深度、终孔电流、提管速度、投料量等参数监控系统均自动记录，有效保证了数据的真实性；桩位均通过设计桩位坐标输入，施工过程系统自动记录统计，有效避免漏打，桩顶采用先截法施工，桩顶混合料通过振捣、收面工序，确保桩顶标高平齐、完整，避免传统的后截法环切效率低，桩顶平整度无法保证的弊端。
工序优化：北斗+先截法较常规后截法节省工序：人工找点对位、桩间土开挖、拉运、虚桩截除、基底夯实、桩间土回填等工序。
6、结束语
实践证明，利用北斗监测系统结合先截法施工方案总体施工效果良好，既保证了工程质量，又节约了成本，而且工序的减少又大大提高了成桩效率，可以在今后的地基处理施工中推广使用。
参考文献：
【1】李永泉，高成发，北斗卫星导航定位系统简介
【2】铁路工程建设指导性工艺工法手册（站前工程）(中国铁道出版社)
【3】张志洋，浅谈京沪高速铁路CFG桩施工工艺及质量控制